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高压断路器在线监测与故障诊断系统分析[摘要]通过比较国内外断路器在线监测装置的使用情况阐述了断路器在线监测和故障诊断的重要性分析了当前断路器在线监测系统的运行特性及变化趋势为提高运行可靠性和实施状态检修提供了依据和参考最后指出了现阶段存在的问题和今后的研究方向。[关键词]高压断路器监测故障诊断中图分类号：TM561；TP277文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）30-0122-01一、引言随着电力体制改革的深入在电力市场电力系统需要进一步提高电力设备的可靠性。保证运行可靠性和维修经济性成为输电、发电企业适应市澈争的迫切需要用状态检修模式取代现有的计划检修模式是电力工业发展的趋势。根据国家电力公司的要求电力公司应根据自身设备的实际及人员、资金情况选择一些查合实施状态检修的设备先在一定范围内开展工作。550kV、220kV、110kV高压开关、厂地高压开关都已经被列入实施状态检测的范畴。实现电气设备状态检修的基础是对设备的在线状态监测。在线监测能准确、实时地反映电气设备的状况和预测使用寿命为检修决策提供依据。电气设备状态监测不仅是设备状态检修模式的基础也符合无人值守变电站―目前我国电力部门正在实施的电气运行管理模式的发展需要。这就要求电力企业逐步形成一套融故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化的综合检修方式以提高设备的可靠性并降低电力成本。二、断路器在线状态监测的意义高压断路器在线状态监测系统用于变电站、开闭所、电厂高压断路器的机械性能、电气绝缘性能、触头电寿命及操作回路工作状态的监测通过综合分析在线监测的数据和相关历史数据诊断出高压断路器当前的工作状态为电气设备状态检修提供决策依据。电力系统中高压断路器数量最多、检修量大、费用高。有关统计表明变电站维护费用的一半以上是用在高压断路器上而其中60%又是用于断路器的小修和例行检修上。另外据统计10%的断路器故障是由于不正确的检修所致断路器的大修完全解体既费时间费用也很高而且解体和重新装配会引起很多新的缺陷。在目前相对保守的计划检修中检修缺乏一定的针对性。线状态监测系统能及时了解断路器的工作状态、缺陷的部位减少过早或不必要的停电试验和检修减少维护工作量降低维修费用提高检修的针对性可显著提高电力系统可靠性和经济性。在线监测主要包括机械性在线监测、触头电寿命监测等监测内容有泄漏电流监测、气体密度监测、开断次数监测、开断电流监测、振动波形监测、分合闸线圈电流波形监测、断路器红外成像监测和操作机构油压监测等。三、高压断路器的使用情况分析1.国内电力系统断路器使用状况各电压等级高压开关的使用比例以550kV装用量为100%则550kV：363kV：252kV：126kV：72.5kV：40.5kV：12kV的比例为100%：51%：1653%：4491%：816%：6391%：27711%。2.国外开关设备在线监测状况美国颁布了“电气设备绝缘诊断方法导则”现已转向以在线监测为主并已制定出有关标准。日本上世纪80年代开始进入以状态监测为基础的预知维修时代其该项技术的研究与应用进展很快并已积累了大量数据与经验逐步形成了一些标准和较成熟的方法。1998年的GIS智能维护中就有监测内部电晕、分解气体、导音、耐电压特性、温升等项目。德国频谱化学和频谱应用研究所、科技研究与发展所的中央实验室开发的离子迁移率频谱仪（由分析传感器系统公司制造）作为SF6断路器气体现场监测的工具已在巴西的电力部门成功应用。在美国有50%以上的电力公司已经应用状态检修技术对发电设备实施状态检修美国。ConsolidatedElectronicsInc.（CEI）公司研制生产的SM6系列断路器监测器（美国专利号5385451）能够在线测量SF20796气体温度和压力并连续地、实时地计算SF6气体密度。同时还可监视断路器内加热器、操作电流、气体/液体压力以及跳闸/合闸线圈的工作状况预测SF6气体泄漏趋势及其它潜在故障避免了事故的发生从而提高了电力系统运行可靠性。该监测数据既可通过现场PC机也可通过RS232/485接口远程通信获得并且存储数据长达10年之久目前该产品已进入中国市场。ABB公司在高压气体绝缘组合开关（GIS）的生产过程中已经考虑到其断路器部分性能的状态监测。如断路器的储能状态、二次回路完好性、分合闸位置状态的监测等。ABB公司还推出的高压开关柜智能化集中控制/保护单元将控制、信号、保护、测量和监视等功能组合起来使高压开关柜具有连续自监视以及与电站控制系统直接连接等功能。监