斷路器狀態(tài)檢修策略分析

張彥飛

摘要：斷路器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其健康狀態(tài)直接影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的斷路器檢修主要以定期檢修為主，該檢修模式針對性不強(qiáng)、效率較低，且經(jīng)濟(jì)成本偏高，不利于電力系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行，需要通過狀態(tài)檢修提高斷路器檢修效率，保證斷路器的長期穩(wěn)定運(yùn)行。文章在簡要概述斷路器狀態(tài)檢修必要性的基礎(chǔ)上，主要從四個(gè)方面對斷路器狀態(tài)檢修整體策略進(jìn)行了分析，可為斷路器狀態(tài)檢修的廣泛應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：斷路器；狀態(tài)檢修；在線監(jiān)測；電力系統(tǒng)；檢修效率；定期檢修

中圖分類號：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0125-03

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們生活物質(zhì)水平的逐步提高，在電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的趨勢下，電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行愈加重要，這就對變壓器、斷路器等元件的持續(xù)正常運(yùn)行提出了更高的要求。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)各元件所導(dǎo)致的非計(jì)劃停電事故中，斷路器所占次數(shù)和時(shí)間達(dá)到了總量的60%以上，直接影響著電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益的提高，因此，需要采取各項(xiàng)措施提高斷路器的運(yùn)行可靠性。一種措施是提高斷路器產(chǎn)品本身的質(zhì)量，另一種則是進(jìn)行必要的檢修以避免故障的發(fā)生，這是電力企業(yè)需要深入探究的主題，也是本文所研究的重點(diǎn)?，F(xiàn)階段，我國電力系統(tǒng)中的斷路器仍以計(jì)劃檢修為主，這是一種定期解體式的檢修方式，主要根據(jù)運(yùn)行檢修經(jīng)驗(yàn)來確定檢修周期，表現(xiàn)出了很大的局限性，特別是隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，斷路器的數(shù)量越來越多，暴露出了諸多缺陷，如檢修量大、檢修成本高、檢修過剩等?；谶@種現(xiàn)實(shí)情況，狀態(tài)檢修被逐步應(yīng)用于斷路器檢修中，該檢修方式以實(shí)際運(yùn)行工況為基礎(chǔ)，通過判斷分析運(yùn)行狀態(tài)下的各種參數(shù)和特性來確定檢修內(nèi)容，針對性強(qiáng)、費(fèi)用較低，能顯著提高斷路器運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，因此，對其進(jìn)行研究具有一定的實(shí)際意義。

1 斷路器狀態(tài)檢修的必要性

隨著大量新型電力設(shè)備的應(yīng)用，現(xiàn)有檢修依據(jù)和策略已無法適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展要求，若根據(jù)以往的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，斷路器定期檢修決策的確定主要依據(jù)兩類指標(biāo)：一是開斷短路電流和空載操作次數(shù)以及累計(jì)開斷電流數(shù)值；二是斷路器的帶電運(yùn)行以及不帶電運(yùn)行時(shí)間。另外，還采用臨時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷的臨時(shí)檢修。而在電力系統(tǒng)中，大多數(shù)斷路器的開斷短路和操作次數(shù)以及開斷額定短路電流是非常少的，且每次開斷短路電流都相同，很難正確統(tǒng)計(jì)，這不利于檢修決策的準(zhǔn)確性，整個(gè)檢修過程也較為頻繁。另外，對于可靠性較高的高壓SF6斷路器而言，若以一類指標(biāo)為依據(jù)來確定檢修周期，時(shí)間必然太長，則只能根據(jù)二類指標(biāo)來確定檢修決策，即所謂“到期必修”的周期性檢修，主要由長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來決定，具有很大的盲目性和隨機(jī)性。這種檢修方式的應(yīng)用，可能會(huì)給很多性能良好的斷路器增加不必要的檢修次數(shù)，更嚴(yán)重的會(huì)因?yàn)闄z修而留下安全隱患。基于電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性考慮，迫切需要改善當(dāng)前這種定期檢修模式，根據(jù)斷路器的故障發(fā)生規(guī)律，采用實(shí)時(shí)在線的狀態(tài)檢修方式，以解決檢修時(shí)間、檢修項(xiàng)目等問題。狀態(tài)檢修可通過對斷路器實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的在線監(jiān)測，探明斷路器可能存在隱患部位以及可能發(fā)生故障的時(shí)間，預(yù)先安排停電計(jì)劃和采購相關(guān)備件，組織維修人員高效地檢修工作，以提高電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的持續(xù)性，達(dá)到“有病才修、修必修好”的目的，總之，狀態(tài)檢修的針對性及經(jīng)濟(jì)性特征決定未來必然會(huì)逐步代替定期檢修，需要對狀態(tài)檢修進(jìn)行更為深入的研究。

2 斷路器狀態(tài)檢修策略

斷路器狀態(tài)檢修是一個(gè)系統(tǒng)性的過程，并不是僅以理論計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，需要以多年累積的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用宏觀與微觀相結(jié)合的原則，通過對斷路器共性問題的掌握和個(gè)體設(shè)備的具體分析來評估該斷路器的健康狀態(tài)。宏觀分析是斷路器狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，定性及定量認(rèn)識是斷路器狀態(tài)檢修的核心，二者的有效結(jié)合制定出以下斷路器狀態(tài)檢修總體策略。

2.1 基礎(chǔ)管理

電力系統(tǒng)中運(yùn)行的電路器數(shù)量是非常多的，因此，斷路器的基礎(chǔ)管理工作非常重要，它是狀態(tài)檢修實(shí)施的前提，時(shí)常能起到事半功倍的效果，這就要求必須做好斷路器設(shè)備的原始記錄和整理分類工作，如設(shè)備臺(tái)賬、技術(shù)資料、運(yùn)行檢修數(shù)據(jù)、試驗(yàn)資料等，以建立一個(gè)信息齊全、分類具體的斷路器數(shù)據(jù)倉庫。缺陷數(shù)據(jù)的分類必須詳盡，數(shù)據(jù)樣本的錄入過程也要準(zhǔn)確，保證相關(guān)人員按規(guī)定錄入，并及時(shí)回傳到設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫，這是斷路器狀態(tài)得以準(zhǔn)確判斷分析的前提。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)包括設(shè)計(jì)、設(shè)備選型和安裝調(diào)試在內(nèi)的整個(gè)管理工作，對由于設(shè)計(jì)、制造及材質(zhì)等原因所導(dǎo)致的運(yùn)行“先天性”缺陷，應(yīng)著力通過改造斷路器加以解決，為斷路器狀態(tài)檢修減少不必要的工件量，提高斷路器狀態(tài)檢修總體

效率。

2.2 設(shè)備監(jiān)測

先進(jìn)的監(jiān)測試驗(yàn)手段是及時(shí)了解和掌握斷路器運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)，隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，斷路器在線監(jiān)測技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電力生產(chǎn)實(shí)際。目前斷路器的在線監(jiān)測已趨向于智能化，這是未來的發(fā)展趨勢，通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)和專家系統(tǒng)的結(jié)合，可對斷路器開斷電流和機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。特別是專家系統(tǒng)已不斷成熟，通過專家系統(tǒng)對斷路器可能存在故障的判斷是狀態(tài)檢修的有益補(bǔ)充，它能通過對故障發(fā)生頻率的統(tǒng)計(jì)，快速確定故障產(chǎn)生的原因，找到故障根源所在，追本溯源地提出故障消除方法，并減少故障排查時(shí)間，縮短停電時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。為了專家系統(tǒng)的有效實(shí)施，必須注意不同結(jié)構(gòu)斷路器的時(shí)效性，因?yàn)椴煌N類斷路器的相關(guān)技術(shù)在不斷更新，而故障類型和故障原因的分類需要較長時(shí)間的數(shù)據(jù)積累才能走向成熟和趨于系統(tǒng)化，當(dāng)能夠利用專家系統(tǒng)進(jìn)行故障類型判斷時(shí)，往往該斷路器相關(guān)技術(shù)可能由于更新?lián)Q代而走向被替代的邊緣，因此在實(shí)踐過程中必須重視專家系統(tǒng)的時(shí)效性。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和專家系統(tǒng)的充分利用下，可對影響斷路器狀態(tài)的多項(xiàng)因子進(jìn)行監(jiān)測，具體內(nèi)容包括斷路器動(dòng)作、輔助開關(guān)動(dòng)作、開斷電流、氣體的含水量、氣體密度等，將所監(jiān)測到的這些數(shù)據(jù)與額定參數(shù)作綜合比較，從而找到問題所在，進(jìn)而得出正確的檢修決策。斷路器的智能化在線監(jiān)測減少人工監(jiān)測的主觀性，只要信號采集精準(zhǔn)，輔以科學(xué)的評價(jià)方法，即能得到正確的斷路器狀態(tài)信息，從而提出對應(yīng)的解決思路。endprint

2.3 狀態(tài)評價(jià)

斷路器在線監(jiān)測是一種有效的監(jiān)督手段，但對斷路器運(yùn)行狀態(tài)的綜合分析和判斷不僅僅局限于在線監(jiān)測所得出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還應(yīng)包括對運(yùn)行狀態(tài)客觀評價(jià)?？梢哉f斷路器運(yùn)行狀態(tài)評價(jià)是一種綜合反映斷路器運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)檢修手段，它是狀態(tài)檢修的重要環(huán)節(jié)。為了保證評價(jià)結(jié)果的客觀性和科學(xué)性，正確地概括出設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)，必須從斷路器的基礎(chǔ)狀況入手，以評分的方式體現(xiàn)出設(shè)備運(yùn)行工況，最終通過加權(quán)平均得出斷路器的實(shí)際運(yùn)行情況，為斷路器有效的檢修決策提供重要依據(jù)。斷路器的運(yùn)行狀態(tài)可通過0～100之間的分值來表述，一般0分是需要立即進(jìn)行檢修的設(shè)備，100分則說明該斷路器處于一個(gè)良好的運(yùn)行狀態(tài)。斷路器狀態(tài)評價(jià)雖說已形成了一定的標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)踐過程中需注意以下兩個(gè)要點(diǎn)：一是評分項(xiàng)目的把握，一般包括在線的數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行缺陷以及設(shè)備家族缺陷等。二是評分時(shí)間的確定，以SF6斷路器為例，斷路器新裝投運(yùn)前，進(jìn)行一次狀態(tài)評分；斷路器經(jīng)過檢修，重新投運(yùn)之后進(jìn)行一次狀態(tài)評分；斷路器在正常情況下，每三個(gè)月進(jìn)行一次評分，在線評分下降至60分左右時(shí)，評分周期應(yīng)縮短為一個(gè)月。狀態(tài)評分作為對斷路器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)歸納，對斷路器的檢修、維護(hù)、試驗(yàn)具有一定的指導(dǎo)意義，例如根據(jù)分值可縮短斷路器預(yù)防性試驗(yàn)周期，由通常的三年縮短為一年，也可參考評定分值適當(dāng)增加運(yùn)行巡視等。狀態(tài)評價(jià)通過具體的評價(jià)分值來綜合反映斷路器的健康狀況，可以說是狀態(tài)檢修過程中不可或缺的內(nèi)容。

2.4 檢修實(shí)施

斷路器狀態(tài)檢修僅僅有狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)評價(jià)是不完整的，需根據(jù)斷路器的不同類型和不同評價(jià)狀態(tài)選擇不同的檢修策略，因此還需檢修決策以促進(jìn)檢修措施的實(shí)施。除了以相應(yīng)管理機(jī)制來保障檢修活動(dòng)和檢修行為的實(shí)施外，檢修的實(shí)施還應(yīng)科學(xué)合理、有據(jù)可依，根據(jù)斷路器狀態(tài)檢修相關(guān)規(guī)范，結(jié)合筆者所在區(qū)域斷路器運(yùn)行工作實(shí)際，在斷路器檢修實(shí)施過程中需要注意以下五個(gè)方面：正常狀態(tài)特別重要部位的斷路器按規(guī)定周期開展C類檢修，檢修周期宜與狀態(tài)檢修試驗(yàn)周期一致；評價(jià)為正常狀態(tài)的斷路器，按照周期進(jìn)行巡檢；評價(jià)為注意狀態(tài)的斷路器需加強(qiáng)巡檢，結(jié)合線路停電檢修進(jìn)行更換；評價(jià)為嚴(yán)重狀態(tài)的斷路器需及時(shí)進(jìn)行檢修；根據(jù)斷路器狀態(tài)的優(yōu)劣程度，較差的先安排檢修，檢修任務(wù)盡量每年均衡。另外，斷路器的故障產(chǎn)生是多方面因素引起，這就要求積累豐富的檢修經(jīng)驗(yàn)，為故障的快速處理提供保障?？傊?，斷路器檢修措施的實(shí)施需根據(jù)狀態(tài)評價(jià)結(jié)果，參照相關(guān)規(guī)范，及時(shí)采取針對性、有效性的檢修措施，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)語

從文章的分析可以看出，斷路器狀態(tài)檢修是一個(gè)系統(tǒng)性的過程，根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際，未來的斷路器狀態(tài)檢修工作中主要應(yīng)做好以下四個(gè)方面的工作：（1）斷路器基礎(chǔ)資料及信息的收集整理，建立設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫，并分類錄入，保證信息的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，做到賬實(shí)相符、及時(shí)更新，為斷路器狀態(tài)檢修工作的有效開展打好基礎(chǔ)；（2）先進(jìn)斷路器狀態(tài)檢修技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用，全面提升斷路器帶電檢測及在線監(jiān)測能力，特別是智能監(jiān)測系統(tǒng)及專家系統(tǒng)在技術(shù)和應(yīng)用方面要不斷更新和突破；（3）深化開展斷路器評價(jià)工作，全面提升狀態(tài)評價(jià)水平，評價(jià)項(xiàng)目具體詳盡，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)客觀，以保證評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，為檢修決策提供參考；（4）以評價(jià)結(jié)果為依據(jù)，根據(jù)斷路器的健康狀態(tài)，結(jié)合日常的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)采用針對性的檢修策略，保證檢修過程的經(jīng)濟(jì)性和有效性。

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