在线监测技术在sf6高压断路器状态检修中的运用

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1、在线监测技术在SF6高压断路器状态检修中的运用陆云（上海市超高压输变电公司，上海）摘　要：针对上海超高压输变电公司近期开展的设备状态检修工作进行分析与研究;从断路器设备的结构原理特点出发,结合现有的监测技术及设备状况，对在线监测技术在SF6高压断路器状态检修中的运用提出相关的分析与研究。关键字：高压断路器；大集控；状态检修；在线监测0引言随着近年来上海电网的飞速发展，至2020年，上海超高压输变电公司（以下简称公司）所管辖的变电站数量规模将在目前82座的基础上翻番，为了应对变电站数量大幅增长给电网稳定运行所带来的挑战，适

2、应现代化电网的发展潮流，大集控运行模式将是公司未来运行模式的发展方向。状态检修技术的应用将运行管理的工作重心从值班、巡视转向设备状态管理和维护，有利于合理安排电力设备的检修、降低检修成本、确保系统稳定可靠运行，符合大集控运行模式的内在要求。而SF6高压断路器作为电力系统的重要执行元件,是集故障检修、参数测量频次最多的一种重要电气设备，怎样完善断路器设备的在线监测手段,准确搜集﹑分析其运行信息，进行故障诊断，是开展断路器状态检修工作的核心及难点。1在线监测技术的应用瓶颈高压断路器状态检修是以其运行现状为基础的检修方式,因此

3、运用在线监测手段采集设备运行状态、诊断设备故障是实现断路器状态检修的基础技术。然而目前在公司，断路器在实际运行中状态不易做出准确判定，难以进行全面监测，主要存在三个主要问题：（1）断路器结构复杂,动作部位多而要求高,这使得对断路器的状态不易做出准确判定,难以采集、确定影响设备状态的监测量，阻碍了监测设备的定型和发展。国内，目前尚未有成熟的断路器在线监测系统投入运行。（2）站内现有的监测系统，其采样、通信方式已无法适应状态检修模式下对于在线监测的要求，且这些系统相互独立，监测数据无法共享。（3）断路器的在线监测将存在大量的

4、监测数据，目前尚依赖人工方式发掘分析，势必影响最终的状态诊断效果，无法准确、及时生成检修决策。综上所述，由于目前公司断路器设备型号较多，设备状态不一，同质化较低，因此确定适合的在线监测特征量，探索一套适合设备运行情况，符合公司状态检修实际需求的在线监测手段是解决以上问题的关键。2确定可直接判断设备状态的在线监测特征量在线监测是一种判断设备状态的方法，具有适时性、不间断的优点。SF6断其关键的性能参数可大致分为3类:(1)电气特性,包括额定电流、额定短路开断电流、额定短路关合电流、工频耐压、雷电冲击耐压等;(2)时间特性,

5、包括开断时间、固分时间、分闸同期性、合闸同期性、分闸速度、合闸速度等;(3)机械特性,包括机械寿命、行程、超程、接线端子拉力等。因此,断路器在线监测的特征量一般应包括:开断、关合一次电流及动作时间、各相保护电流、3I0电流、断路器动作时分合闸电流波形、开关触头行程位移、分合闸速度、储能电机储能电流波形、SF6气体水分、遥信等相关数据。然而由于设备种类较多，且包括相当数量的老旧进口或国产设备，质量良莠不齐，专业管理人员无法对各类设备的内部结构有深入的了解，在现有的技术条件的下，大部分特征量不具备在线监测的条件，即便有可监测

6、的条件，也无法在同一平台下进行整合分析。通过国际大电网会议和国家电力科学研究院的统计得出:①操作机构的故障发生率较高,机械故障的监测和诊断在高压断路器的在线监测中占重要的地位;②由于电气控制和辅助回路工作电压等级较低,易于安装传感器等监测设备,故电气控制和辅助回路的在线监测和故障诊断是十分必要的。因此，归纳以下几种特征量为判断设备状态的主要对象：表1：　判断设备状态的重要特征量序号监测内容特征量反映断路器的状态或用途1分合闸电压,电流①监测线圈回路的电气完整性线　圈②间接判断断路器机械操作机构的情况2储能电机线圈电压,电

7、流①监测电动机的工作情况②间接判断液压机构的密封性3动触头运动特性分合闸时间速度,行程超程①反映同期性问题②监测动力机构、传动机构的运行情况以及连接状态4触头信息三相电流,壳体温升①用于判断断路器的电寿命②动静触头的对中情况5绝缘绝缘支撑、绝缘拉杆的泄露电流①反映支持瓷瓶受损和表面积污情况②反映绝缘拉杆的绝缘情况3在线监测技术的实际运用对超高压公司近几年SF6断路器的设备缺陷和障碍进行分析发现，机构故障、SF6气体泄漏及微水超标的情况时有发生，成为影响设备状态的主要因素：近年来，气动机构的断路器在运行中频频有故障产生，给

8、整个高压输变电网络的安全运行带来了很大影响。如沈高厂早期的LW11-220型号曾发生过开关压缩机常打泵，有异声不建压并开关机构操作压力已低至闭锁值的情况。包括LW12-252型号也发生过开关B相处理开关分闸拒动缺陷后投运时发生内部放电的情况。究其原因，气动机构断路器的故障主要产生于压缩机回路，由于南方地区空气中水分含