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摘 要：主要研究SF6断路器在线检测与状态检修技术，研究了在线监测与故障诊断的基本理论，并对在线监测和状态检修主要技术进行了分析。关键词：SF6 断路器 状态检修SF6气体是一种耐电强度高、灭弧性能强、不易液化、化学性质稳定的断路器常用气体，在电网中有着十分广泛的应用。但是在实际工作中，SF6断路器面临着复杂的运行条件、频繁操作、制造安装质量隐患等问题，容易出现故障，给电力系统的安全造成了严重的威胁，因此有必要研究SF6断路器的在线监测和状态检修技术，及时消除SF6断路器故障隐患，保证断路器正常工作。一、理论研究1.在线监测与故障诊断。SF6断路器的在线检测与故障诊断系统是通过现代化的传感器技术和微电子技术，对SF6断路器运行状态相关参数和状态量进行的实时监测，通过对SF6断路器实时运行状态参数、环境条件、运行历史的综合分析，对可能出现故障的性质、类别、程度、原因、部位、发展趋势和破坏程度进行分析判断，并据此制定一个维修、调整、治理的策略加以实施，从而消除SF6断路器故障，使其工作正常。2.朗博-比尔定律。每一种气体都有属于自己的固定吸收光谱，当某一入射光强为I的平行光穿透一定浓度气体气池，光源光谱和气体吸收光谱有一部分重合时，部分光将被气体吸收，出射光强度将下降。气体对光线的吸收能力和气体浓度有关，二者之间有着明显的相互关系：3.SF6断路器在线监测与故障诊断原理。SF6断路器的性能指标主要有绝缘性能、灭弧性能、密封性、微水含量等。SF6气体密度值直接影响断路器灭弧性能与绝缘性能，如果断路器内微水含量上升，断路器内部存在故障，SF6将会发生一些化学反应生成其它分解产物，不仅会腐蚀断路器，还会威胁工作人员人身安全。因此SF6在线监测和故障诊断系统通过监测SF6气体密度值、分解物体积分数就能够判断SF6绝缘性能、气体泄露和内部故障情况。二、SF6断路器的在线监测与状态检修1.SF6断路器在线监测。1.1机械状态检测。断路器与其它电气设备相比有着更复杂的传动方式，涉及到更多的零部件，因此断路器故障几率也更多，其中传动机械故障是断路器故障的主要类型，也是SF6断路器在线监测的重点监测目标。1.1.1操作线圈电流。分合闸操作线圈是断路器动作控制线路的关键部分，可以使用霍尔元件电流传感器监测分合闸操作线圈的电流波形。通过对波形变化的监测分析，能够判断出断路器操作线圈是否存在故障趋势。1.1.2操作特性在线监测。主要用以监测断路器的行程-时间特性，作为判断断路器工作状态的关键状态表征。使用安装在开关上的微传感器，能够准确记录下断路器每次开闭动作的行程和时间特性，根据记录下的数据分析断路器的形成情况，了解主触头超程、弧触头超程、分合闸速度、分合闸时间。在使用过程中，断路器机械部分容易因为磨损、疲劳、生锈和装配问题出现故障，这些问题都能够从行程时间特性中反映出来，在操作特性在线监测中及时发现。1.1.3储能电动机。储能电动机的工作状态主要监测储能时间、打压时刻等信息，根据储能电动机运行情况判断液压机构密封性是否正常。1.1.4分合闸线圈、回路电压。主要监测分合闸线圈回路是否工作正常，判断是否存在断线情况，同时判断监测控制回路电压是否工作正常。1.1.5振动信号。断路器外壳上的振动信号是多种内外因素刺激的共同结果，机械传动机构卡涩、零部件松动脱落、缓冲器缓冲不良、动作中正常碰撞等都有可能导致断路器外壳振动，通过对外壳振动信号的检测和处理分析，找寻各种故障的振动信号特征，就能够判断是否存在着机械故障，这种分析方式的优势在于无需分析SF6气体的状态，将传感器安装在断路器之外，不会影响断路器内部结构。1.2电寿命监测。电寿命监测主要监测开断电流、开断次数、累计触头磨损量等参数。主触头位置的磨损主要是电弧带发热导致，在单次开闭期间，电弧对主触头造成的腐蚀和I2T乘积成正比，该电流为电流互感器二次侧电流值，时间是开关辅助接点的响应动作时间。1.3SF6气体状态监测。1.3.1泄露检测。现阶段，SF6的泄露监测主要有密度继电器、高性能气体压力传感器、气体泄露激光成像技术，可根据实际需求灵活选用。1.3.2绝缘介质状态监测。微水含量上升到一定程度，SF6断路器的绝缘性能和灭弧性能将明显下降，造成主触头严重烧损。SF6断路器绝缘介质状态的现场检测和在线监测一般都使用离子迁移了波谱仪进行，准确判断绝缘介质的绝缘性能是否正常。1.3.3分解物。SF6气体将在电弧作用下和水、电极材料、绝缘材料、氧气发生十分复杂的化学反应，反应产物以SO2、H2S和HF为主，内部故障严重程度不同，分解机理和分解物含量也随着发生变化。一般SF6断路器分解物监测都使用气相色谱与质谱，分析分解产物的体积分数，从而了解内部故障严重程度。1.3.4局放。SF6断路器局放监测主要有电测、超声波、化学法、特高频法几种，其中超声波法、电测法的灵敏度很高，而超声波信号面临着信号衰减的问题，电测法侦测手段不成熟，无法应用于电网SF6断路器的局放监测。2.状态检修。2.1故障类型分析。2.1.1分合闸凸显。故障表现为，即便分合闸，断路器却没有表现出动作倾向，出现这种情况一般是因为弹簧存留储能不足，或者机械传动机构存在故障。处理故障之前，首先应该检查内部关联配件的工作状态，检修机械，找寻故障原因快速排除。2.1.2触头过热。SF6断路器动静触头过热是一种常见故障，严重者甚至存在异味。出现触头过热故障时需要慎重对待，需要红外测温配件准确定位过热故障点，清除故障点包裹氧化层，手动修复。2.1.3绝缘介质气压偏低。使用压力传感器记录绝缘介质压力数值，记录不同时间点上的压力值和该时间内的精确温度，计算其标准气压数据，之后依据该标准气压数据判断是否存在气压偏低的问题。一般情况下，体系内气压偏低都和继电器失灵、计量误差和漏气有关。处理气压偏低故障时首先检查密度继电器，分析其报警倾向，如果检查中并没有发现二次线、接头位置的故障，可再次检查体系内气压变化，并检查断路器内指针变化，通过监测判断是否存在漏气。断路器体系潜在漏气部位很多，如密封圈、法兰、封隔自动阀门、胶垫的衔接位置都有可能漏气，有时候可能存在多个漏气点，需要逐一排查，精确定位，采取有效的密封措施进行修复。2.2检修规则。SF6断路器检修要拟定一份最优状态参数，该状态参数应该涉及到体系内所有的设备状态，将在线监测到的实际数值和标准值相对比，判断断路器的运行状态，在间接反映状态下，要制定一个合适的精准度，建立多层次判断标准。2.3回路升温。如果断路器配件松动，接触电阻阻值将会逐渐上升，产生局部配件过热，造成断路器温升过快。局部发热会导致周边绝缘介质绝缘性能下降。出现回路升温，需要断掉电源，使用双臂电桥和大电流开关测量体系内直流电阻。在运行状态下，可使用热成像和远红外测温设备找寻发热点。三、结语SF6断路器是电力系统十分关键的开关设备，对保护电力系统安全运行至关重要，然而由于SF6断路器结构复杂零部件众多，容易出现故障，且一旦出现故障将造成严重的后果，所以有必要借助在线监测与状态检修技术及时消除SF6断路器故障隐患，降低故障率。参考文献：[1]赵鹏程.基于虚拟仪器的高压电气在线监测设备的测试平台研究[D].华北电力大学，2014.[2]刘子舜.考虑设备状态监测的东河110kV变电站改造方案设计[D].华北电力大学，2014.[3]石霄鵬.SF_6断路器在线监测技术在胶州电网的应用研究[D].华北电力大学，2014.[4]宦扶天，米彬彬.SF_6断路器的在线监测与状态检修技术[J].电气开关，2013（04）.