高壓斷路器狀態(tài)檢修策略研究

廣東電網(wǎng)梅州供電局 朱吉順 林 宇 李 楠 張潤金 凌俊煒

1 高壓斷路器狀態(tài)檢修的意義

高壓斷路器的狀態(tài)檢修可很大程度上節(jié)約資源，避免不少人力物力財力的浪費，提升變電設(shè)備的安全和穩(wěn)定性，進而促使電網(wǎng)的有效運行，減少斷電次數(shù)和安全事故的發(fā)生，其意義如下。

提升電力系統(tǒng)工作效率。有助于節(jié)省一定的人力物力財力，避免的資源的浪費，降低事故發(fā)生的頻率，提升電力公司的工作效率，有助于其贏得綜合效益；加強變電設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，可及時對變電設(shè)備的狀態(tài)進行評估，以避免更多安全事故的出現(xiàn)，增強變電檢修的效率；提升設(shè)備使用壽命，足夠充分的數(shù)據(jù)庫和對于動態(tài)及靜態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)測可在很大程度上預(yù)測設(shè)備的使用狀況，在設(shè)備趨于失靈或老化時可及時更正與改善；降低因定期檢修而出現(xiàn)狀況的可能性。由于技術(shù)的問題，定期檢修可能會因為操作等疏忽而引起故障，而狀態(tài)檢修主要注重對變電設(shè)備的監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)問題時才能更加有針對性地解決問題，避免了因一些操作不夠規(guī)范而釀成故障的可能；提高綜合分析評估能力。定期檢修只注重檢修的周期而忽略了歷史數(shù)據(jù)的積累、設(shè)備的運營維護工作，而狀態(tài)檢修十分注重信息化的數(shù)據(jù)，主要是通過數(shù)據(jù)庫的完整性和縱向?qū)Ρ葋砼袛嘣u估預(yù)測檢修的情況，以便能夠盡可能地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的各種異兆并及時處理。

2 常見高壓斷路器狀態(tài)檢修策略

2.1 構(gòu)建相應(yīng)信息系統(tǒng)

在信息系統(tǒng)構(gòu)建過程中不僅要注意對于動態(tài)數(shù)據(jù)的采集和記錄，還應(yīng)注意靜態(tài)數(shù)據(jù)的出現(xiàn)[1]，以提升檢測效率、強化綜合效益。狀態(tài)檢修中的靜態(tài)數(shù)據(jù)主要包括電力設(shè)備出廠數(shù)據(jù)、設(shè)備故障數(shù)據(jù)、定期檢查歷史數(shù)據(jù)等，動態(tài)數(shù)據(jù)主要囊括此次檢測中檢查出來的數(shù)據(jù)、設(shè)備在運行期間的實際數(shù)據(jù)等。在構(gòu)建信息系統(tǒng)時不能不考慮眼前情況，要合理參考實際情況對信息進行大數(shù)據(jù)采集，從全局出發(fā)，廣泛采集，謹慎記錄，小心存儲。

信息采集過程中不能拘泥于單一形式，要利用多種途徑、多種方式進行采集，采集信息過程中要根據(jù)信息特性如動態(tài)和靜態(tài)之分等類型采取不同的采集方法。常用信息采集方式主要包括信息量采集和模擬量采集[2]。在實際信息采集過程中，為了提高采集的科學(xué)性和可靠性，在高壓斷路器運行前需對原始數(shù)據(jù)進行采集并及時記錄與傳輸，轉(zhuǎn)化采集的數(shù)據(jù)使其變?yōu)閿?shù)字量[3]，再將數(shù)據(jù)傳輸給檢修中心并進行專業(yè)性分析提升信息采集的效率。

2.2 實行有效監(jiān)督與預(yù)測

在狀態(tài)檢修時需進行設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測，并依據(jù)監(jiān)測到的現(xiàn)象進行合理的預(yù)測。要進行深入考察與分析，確定檢修周期，以便有效率的進行變電檢修。同時在對檢修的狀態(tài)進行精確檢測后還需合理預(yù)測，這需要相關(guān)人員知識和技能的培訓(xùn)，提高其綜合運用素質(zhì)，建立規(guī)范良好的檢修管理機制。以往的監(jiān)督模式僅能檢測出設(shè)備失靈的狀態(tài)，具體事故原因還需人為判斷，這遠遠不夠。在實際操作中，有些設(shè)備可能會存在老化等介于正常和失靈狀態(tài)之間[4]，這些事設(shè)備檢測需要強調(diào)的重點有利于清楚明白失靈原因，降低操作難度并提高工作效率。同時，在監(jiān)督過程中不能僅從一維觀點看問題，還需從多方面的綜合維度來考量，實現(xiàn)更準確、更全面的變電檢修。在管理方面也要立足全局實行全過程管理，對設(shè)備狀態(tài)要全面掌握，對有關(guān)設(shè)備質(zhì)量的相關(guān)規(guī)定要嚴格執(zhí)行以防相關(guān)事故的出現(xiàn)。在數(shù)據(jù)的記錄和整理方面也要謹小慎微，保證資料的正確保存，數(shù)據(jù)的真實可靠為具體的事件做好基礎(chǔ)性準備[5]。

2.3 提升綜合功能的發(fā)揮

需進行深入了解與分析，從高壓斷路器狀態(tài)檢修全局出發(fā)，深入分析相關(guān)數(shù)據(jù)，準確把握系統(tǒng)的重要功能，以有效發(fā)揮出綜合功能。相關(guān)人員的科學(xué)預(yù)測也有助于變電維修實際效益的提高。由于狀態(tài)檢修的特性需建立強大的數(shù)據(jù)庫，需各種相關(guān)數(shù)據(jù)的支持，這些數(shù)據(jù)的整理和記錄不是單個部門就能完成，需多部門同心協(xié)力共同完成，這就要求相關(guān)工作人員通力配合，要求領(lǐng)導(dǎo)人有全局觀點，樹立系統(tǒng)綜合的理念看待問題，共同完成檢修工作。在對變電設(shè)備進行評估時也不能僅進行臨時評估，還需與定期評估相聯(lián)系，臨時評估就是設(shè)備在發(fā)生大的變化時及時準確的認知并做出相應(yīng)措施來改變設(shè)備的狀態(tài)檢修周期，定期評估就是按照規(guī)定時間進行評估分析，以使更加精確地預(yù)判到設(shè)備的狀況從而做到真正地綜合考慮，實現(xiàn)“應(yīng)修必修”。

2.4 在線監(jiān)測高壓斷路器接觸頭壽命

高壓斷路器在實際工作過程中會在一定程度上損害斷路器的接頭，這主要是因為在工作過程中斷路器的接觸頭一開一合會產(chǎn)生磨損[6]。因此這種磨損程度也成為科學(xué)預(yù)測高壓斷路器使用壽命的一個重要依據(jù)。在進行高壓斷路器的在線監(jiān)測時，注意其使用壽命也是至關(guān)重要的。此外還有許多原因致使接觸頭的磨損，如電磨損，其在接觸頭上會起到?jīng)Q定作用，因此在檢測過程中要十分重視這一參數(shù)。有許多方式可計算觸頭電磨損，而觸頭的電磨損也會為其他各類斷路器實施科學(xué)評估，可準確良好地描述實際損耗狀況[7]。

3 高壓斷路器的在線狀態(tài)監(jiān)測裝置創(chuàng)新設(shè)計

3.1 設(shè)計內(nèi)容概述

高壓斷路器上的狀態(tài)信息主要包括設(shè)備的技術(shù)參考信息、負荷信息、動作信息、缺陷信息、故障信息、事故信息以及一些檢測信息，具體包括電氣、介質(zhì)、特性等，還包括檢修信息。本項目擬研發(fā)一種高壓斷路器在線狀態(tài)監(jiān)測裝置，包含可連接用于監(jiān)測高壓斷路器運行狀態(tài)的振動、溫度、電壓電流、位移、SF6氣體狀態(tài)等多類傳感器模塊，以及電源模塊、信號融合模塊、下位機CPU、通訊模塊等。通過在線監(jiān)測裝置可在線了解高壓斷路器運行狀態(tài)，推測出變電設(shè)備的狀態(tài)并及時記錄從而可以降低成本，降低由于預(yù)防性的定期檢修而造成故障的可能，并可盡早發(fā)現(xiàn)潛在故障，及時采取預(yù)防措施，保障電網(wǎng)運行的可靠性與安全性。

3.2 設(shè)計原理及創(chuàng)新點

設(shè)計原理：選擇能表征高壓斷路器工作狀態(tài)的多種信號及其相應(yīng)的傳感器，然后由監(jiān)測裝置調(diào)理并采集各傳感器獲取的信號[8]；將采集到的信號進行分類處理、加工，提取能表征斷路器工作狀態(tài)的特征參量，亦即多傳感器信息融合；將多傳感器融合信息傳給上位機，運用專家系統(tǒng)或人工智能算法等技術(shù)方法對高壓斷路器進行故障檢測。

創(chuàng)新點：該高壓斷路器在線監(jiān)測裝置含有多類傳感器，每一類傳感器只能獲得斷路器狀態(tài)的部分信息，制定出合適的算法，使其可經(jīng)過多傳感器信息融合算法準確反映斷路器的狀態(tài)。