高壓開關電器設備的常見故障及其處理措施

摘要：高壓開關電器設備在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的作用，因此高壓開關電器設備導致的后果是相當嚴重的。文章從分析我國高壓開關電器設備的發(fā)展趨勢入手，概述了我國目前高壓開關電器設備常見的三種故障類型，在此基礎之上提出維護高壓開關電器設備的維護措施，以期從根本上解決高壓開關電器設備的常見故障。

關鍵詞：高壓開關；電器設備；故障維護；常見故障；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM564 文章編號：1009-2374（2015）24-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.24.021

在電力系統(tǒng)中，高壓開關設備是很關鍵，也是很重要的組成部分，設備的指標性能對電力系統(tǒng)的可靠、安全運行起著至關重要的作用。電力系統(tǒng)如果部分發(fā)生故障，生產(chǎn)設備即使只是短暫的停止工作，也會帶來巨大的損失，若是長時間的停止工作，后果更是不堪設想。電力技術不斷發(fā)展，用戶的用電需求也在不斷的提高，傳統(tǒng)意義上的高壓開關電器設備也逐漸凸顯出了一些缺陷和不足。降低高壓開關電器設備的常見故障并且尋求其處理措施，是目前大眾關注的焦點。

1 高壓開關電器設備的發(fā)展趨勢

目前，我國對于電力系統(tǒng)的控制，一般是通過高壓開關電器設備實現(xiàn)的，通過開關的閉合，可以完成不同線路之間的切換，這樣的運行模式可以很大程度的優(yōu)化供配電的效益。高壓開關電器在目前的電力系統(tǒng)中應用廣泛，可以很好地保障電力運營的安全可靠性和有效性，同時可以很好地提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。

我國對于高壓開關電器的相關研究起步相對較晚，但是在設備產(chǎn)品的構(gòu)建方面內(nèi)容較為豐富，傳統(tǒng)的空氣開關被真空斷路器開關和GIS開關逐漸取代，設備產(chǎn)品的內(nèi)容有了根本性的提高。而且，上文提到的高壓開關電器設備可以在一些較大范圍的生產(chǎn)活動中進行大規(guī)模的應用，可以高效、可靠地實現(xiàn)電力的切換，并進行相關故障的處理，該行業(yè)的發(fā)展進步進一步促進了我國社會主義建設事業(yè)。

在近幾年的發(fā)展中，我國的高壓開關電器設備，逐漸由以前的低壓負荷提升為現(xiàn)在的高壓負荷，即由12kV提升為750kV，我國在負荷電壓方面已經(jīng)達到國際的領先水平，而且正逐漸向更高的水平發(fā)展。

2 高壓開關電器設備的常見故障

對于10kV的高壓開關設備，經(jīng)常會出現(xiàn)由于熱量累積引起的設備老化、線路短路等一系列的設備故障。10kV的高壓開關設備在運行時，因為外部或者內(nèi)部因素的干擾，開關設備的結(jié)構(gòu)性質(zhì)會發(fā)生顯著的改變，特別是對于觸頭類的連接。10kV的高壓開關電氣設備常見的故障類型有以下兩個方面：

2.1 導流回路節(jié)點引起設備故障

對于10kV的高壓開關電器設備，其導流的回路主要由汞、鉛等金屬組成，電流在流經(jīng)回路之后會不斷產(chǎn)生熱量，溫度隨之上升，相應的公式為：P=I2R（其中P是指在導流回路中產(chǎn)生的熱功率，I是指導流回路流經(jīng)的電流，R是指導流回路中的直流電阻）。導流回路產(chǎn)生熱量，引起溫度上升，在一般的情況下，這不會對10kV高壓開關電器設備產(chǎn)生較為顯著的影響，但是如果在導流回路中出現(xiàn)較多的節(jié)點，則導流回路的電阻會增大，整個導流回路中的熱量迅速累積，導流回路局部發(fā)熱。這樣的情況很容易使得高壓開關電器設備內(nèi)部的溫度相對較高，加快設備表面金屬氧化的速度，最終導致設備老化速度加劇。

2.2 介質(zhì)損耗導致設備出現(xiàn)故障

分析10kV高壓開關電氣設備，其對于自身系統(tǒng)的保護、絕緣和散熱一般是通過自身的電介質(zhì)實現(xiàn)。但是在外部環(huán)境的影響下，電介質(zhì)會逐漸產(chǎn)生一定的損耗，使整個發(fā)熱，相應的公式為：P=U2ωCtgδ（P指的是因為介質(zhì)損耗產(chǎn)生的熱功率，U指的是高壓開關設備電壓，ω指的是施加電壓角頻率，C指的是介質(zhì)的等值電容值，Ctgδ指的是介質(zhì)的損耗因數(shù)）。一般情況下，在運行10kV的高壓開關電器設備時，電介質(zhì)會隨著運行逐漸減少，介質(zhì)的損耗因數(shù)增大，引起介質(zhì)損耗，設備由于介質(zhì)損耗引起的熱功率增大而出現(xiàn)故障。

3 高壓開關電器設備的處理措施

在診斷、維修10kV高壓開關電器設備時，第一步即是設立維修診斷的相關指標，要保證指標的科學合理性，然后以此為依據(jù)對設備進行檢測，這是對高壓開關電器設備進行診斷和維修的根本。進行總結(jié)、分析，其主要診斷和維修指標如下：

3.1 基本指標

在運行10kV高壓開關電器設備時，如果電流溫度恒定，且開關設備正常運行，發(fā)熱量基本相同，則選取實施的穩(wěn)定電流或者溫度值作為標準值。對比高壓開關電器設備的實測值和標準值，可以分析設備可能的故障，如果兩者間的差異越大，則說明故障潛在風險越大。

3.2 外部故障指標

在遵循《導則》中的數(shù)值規(guī)定的基礎上，確認10kV高壓開關電氣設備的外部故障相關指標，在該前提下，根據(jù)環(huán)境的具體情況，設置最高的允許溫度，作為故障標準，并且以此作為故障的診斷標準。具體見表1：

3.3 內(nèi)部故障標準

在設置內(nèi)部故障標準時，要對設備內(nèi)部的原件進行科學的控制，結(jié)合《導則》的標準，分析溫度。具體見表2：

在明確高壓開關電氣設備的診斷維修指標之后，相關單位需要科學、合理的安排故障的診斷和維護工作?，F(xiàn)階段，整體有三種方法作為對高壓開關電器設備的溫度檢測，即蠟片測試、在線紅外測試和紅外測試。這三種溫度檢測的方法，可以更好的掌握其溫度系數(shù)，獲得較為準確的測量結(jié)果，是高壓開關電器設備診斷的常用方法。

一般情況下，會選用紅外測試法診斷10kV高壓開關電器設備，排查和確認潛在的故障因素。通過使用紅外測溫儀，分時觀察并且記錄設備的溫度，并將其與標準溫度進行對比，分析溫度之間存在的差異，在此基礎上，分析故障出現(xiàn)的可能原因。同時，有關單位需以故障的相關影響因素，科學構(gòu)建相關的故障處理和后期的維護體系，并根據(jù)具體的實際情況進行改善，提高設備的性能和運用效益。對于熱量累積區(qū)，或者極易發(fā)生故障的部分，相關工作人員應該及時地找出并進行合理的維護，爭取盡早改變高壓開關電氣設備的常見故障。

4 結(jié)語

在我國電力系統(tǒng)中，很重要的一部分組成即是高壓開關設備，優(yōu)良的性能指標是電力系統(tǒng)可靠、安全運行的基礎。電力系統(tǒng)如果發(fā)生故障，生產(chǎn)設備即使只是短暫的停止工作，也會帶來巨大的損失，若是長時間的停止工作，后果更是不堪設想。對于10kV的高壓開關電器設備，導流回路、絕緣防護回路、導磁回路和傳動回路共同構(gòu)成了整個系統(tǒng)，分析10kV的高壓開關電器設備，要注意關注以上四個部分的內(nèi)容，以其工作原理為基礎，分析故障發(fā)生的可能原因，并針對性地尋找解決問題的方法和措施，特別要注意把握設備的溫度指標，對其發(fā)熱的情況進行科學、合理的控制。

參考文獻

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作者簡介：黎少權（1962-），男，廣東東莞人，廣東電網(wǎng)有限責任公司東莞供電局助理工程師，研究方向：電力

系統(tǒng)。

（責任編輯：陳 倩）