電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

1、目錄摘要 2前言 2第一章 高壓斷路器 2第一節(jié) 高壓斷路器的作用 2第二節(jié) 高壓斷路器的絕緣 3第三節(jié) 影響高壓斷路器絕緣性能 3第四節(jié) 斷路器就其對(duì)地絕緣方式 3第二章 電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介 4第三章 高壓斷路器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 4第一節(jié) 交流泄漏電流的在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 5第二節(jié) 高頻接地電流的在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 5第三節(jié) 開(kāi)關(guān)特性的在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 5第四節(jié) 溫度特性的在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 6第五節(jié) 真空斷路器真空度的在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 6結(jié)論 7高壓 斷路器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法摘要：通過(guò)對(duì)斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的介紹 , 分析了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法的諸多特點(diǎn) , 指 出其監(jiān)測(cè)內(nèi)容豐富 , 信息處理速度快 , 對(duì)提高斷路器故障的識(shí)別、 分析、診斷和 處理

2、有著極大的幫助作用 , 提出為加強(qiáng)設(shè)備管理 , 加強(qiáng)狀態(tài)檢修的需要 , 應(yīng)用 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：高壓斷路器 在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 電力系統(tǒng)前言：高壓斷路器是電力系統(tǒng)最重要的開(kāi)關(guān)設(shè)備。它擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)的功能， 既根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行的需要用它來(lái)可靠地投入或切除相應(yīng)線(xiàn)路或電氣設(shè)備。 當(dāng)線(xiàn)路 或電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)， 將故障部分從電網(wǎng)中快速的切除， 保證電網(wǎng)無(wú)故障部分 正常的運(yùn)行。 如果斷路器不能在電力系統(tǒng)發(fā)生故障是開(kāi)斷線(xiàn)路、 消除故障，就會(huì) 使事故擴(kuò)大造成大面積的停電。 因此，高壓斷路器性能的好壞、 工作可靠程度是 決定電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要因素。 在電力系統(tǒng)中工作的高壓斷路器必須滿(mǎn)足滅 弧、

3、絕緣、發(fā)熱和電動(dòng)力方面的一般要求。第一章 高壓斷路器第一節(jié) 高壓斷路器的作用高壓斷路器（或稱(chēng)高壓開(kāi)關(guān)）它不僅以切斷或閉合高壓電路中的空載電流 和負(fù)荷電流， 而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過(guò)繼電器保護(hù)裝置的作用， 切斷過(guò)負(fù)荷電 流和短路電流， 它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力， 可分為： 油斷路 器(多油斷路器、 少油斷路器) 、六氟化硫斷路器 (SF6斷路器)、真空斷路器、 壓縮空氣斷路器等。第二節(jié) 高壓斷路器的絕緣高壓斷路器的絕緣主要有三個(gè)部分：一是導(dǎo)電部件對(duì)地之間的絕緣，通常是 由支持絕緣子或陶瓷、 絕緣拉桿和提升拉桿以及絕緣油或絕緣氣體組成； 二是同 相斷線(xiàn)口間的絕緣；三是相間絕緣，各相

4、獨(dú)立的斷路器的相間絕緣就是空氣間隙。 斷路器各部分絕緣應(yīng)能承受標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的試驗(yàn)電壓的作用。第三節(jié) 影響高壓斷路器絕緣性能影響高壓斷路器絕緣性能的主要因素有：(1) 潮氣變壓器油中吸人 1104的水分將使其耐壓水平從 1降低為幾分之一， 絕緣膠紙受潮后沿面放電電壓將大大下降， 并由于絕緣電阻的下降在工作電壓下 就可能發(fā)生熱擊穿。(2) 外絕緣污閃 斷路器斷口間的工頻電壓可以達(dá)到兩倍相電壓， 在外絕緣污 臟并出現(xiàn)霧雨天時(shí)容易發(fā)生污閃。(3) 絕緣膠開(kāi)裂 由于熱脹冷縮而導(dǎo)致瓷套管充膠開(kāi)裂、 密封結(jié)構(gòu)老化， 使絕 緣強(qiáng)度大大降低。斷路器中的斷口連接是靠電接觸， 接觸電阻的存在增加了導(dǎo)體通電時(shí)的損耗，

5、使接觸處的溫度升高， 將直接影響其間絕緣介質(zhì)的品質(zhì)。 為保證斷路器的可靠工 作，無(wú)論是導(dǎo)體本身還是接觸處的溫升都不允許超過(guò)規(guī)定值， 這就要求必須控制 接觸電阻的數(shù)值，使之不超過(guò)允許阻值。第四節(jié) 斷路器就其對(duì)地絕緣方式斷路器就其對(duì)地絕緣方式來(lái)講大體可分為以下兩種類(lèi)型。(1) 接地金屬箱 (或罐) 型這一類(lèi)型斷路器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是觸頭和滅弧室裝于接 地的金屬箱中， 導(dǎo)電回路靠絕緣套管引入， 它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在進(jìn)出線(xiàn)套管上 裝設(shè)電流互感器以提供電流信號(hào)和利用出線(xiàn)瓷套的電容式分壓器以提供電壓信 號(hào)，這種類(lèi)型的斷路器在使用時(shí)不需再配專(zhuān)用的電流和電壓互感器。（2）套管支持型這一類(lèi)型斷路器的特點(diǎn)是安置觸頭和滅

6、弧室的容器 （ 可以是金 屬筒，也可以是絕緣筒 ） 處于高電位，支持套管對(duì)地絕緣。第二章電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種利用運(yùn)行電壓來(lái)對(duì)高壓設(shè)備絕緣狀況進(jìn)行試 驗(yàn)的方法， 它可以大大提高試驗(yàn)的真實(shí)性與靈敏度， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。 采用在 線(xiàn)監(jiān)測(cè)的方法可以根據(jù)設(shè)備絕緣狀況的好壞來(lái)選擇不同的監(jiān)測(cè)周期， 使試驗(yàn)的有 效程度明顯提高。 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)可以積累大量的數(shù)據(jù)， 將被試設(shè)備的當(dāng)前試驗(yàn)數(shù)據(jù) （包 括停電及帶電監(jiān)測(cè) ）和以往的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，用各種數(shù)值分析方法進(jìn)行及時(shí)、 全面的綜合分析判斷， 就可以發(fā)現(xiàn)和捕捉早期缺陷， 確保安全運(yùn)行， 從而減小由 于預(yù)防性試驗(yàn)間隔長(zhǎng)所帶來(lái)的誤差。 通常

7、，一種電力設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器或系統(tǒng)， 由傳感器系統(tǒng)、 信號(hào)采集系統(tǒng)、 分析診斷系統(tǒng)組成。 傳感器系統(tǒng)用于感知所需要 的電氣參量或非電氣參量， 目前常用的傳感器有電磁傳感器、 力學(xué)量傳感器、 聲 數(shù)傳感器、熱參數(shù)傳感器、 化學(xué)量傳感器等。 信號(hào)采集系統(tǒng)是將傳感器得到的模 擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進(jìn)行傳輸，應(yīng)用數(shù)字濾波技術(shù)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理， 抑制和消除外界干擾和背景噪聲， 提取真實(shí)信號(hào)， 并進(jìn)行信號(hào)的還原， 光電轉(zhuǎn)換 和光纖傳輸?shù)囊胗行У亟鉀Q了高壓隔離的問(wèn)題。 分析診斷系統(tǒng)利用小波分析技 術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊診斷技術(shù)、專(zhuān)家分析技術(shù)等方法對(duì)所采集信號(hào)進(jìn)行分析、 處理和診斷， 得到所測(cè)電力設(shè)備絕

8、緣的當(dāng)前狀況， 并根據(jù)需要進(jìn)行絕緣診斷和壽 命評(píng)估。第三章 高壓斷路器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)高壓斷路器是能開(kāi)斷、閉合和承載運(yùn)行狀態(tài)的正常電流，并能在規(guī)定時(shí)間承載、閉合和開(kāi)斷異常電流（如短路電流）的電器設(shè)備。其工作特點(diǎn)是瞬時(shí)從導(dǎo)通 狀態(tài)變?yōu)榻^緣狀態(tài)或者瞬時(shí)從絕緣狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。 在電力系統(tǒng)中， 有效地運(yùn) 用高壓斷路器的控制和保護(hù)功能來(lái)保證電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行具有實(shí)際意義。第一節(jié) 交流泄漏電流的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)高壓少油斷路器在運(yùn)行時(shí)，承受運(yùn)行電壓的絕緣是絕緣拉桿和絕緣油。高壓 少油斷路器最常見(jiàn)的故障是斷路器進(jìn)水受潮， 使得絕緣水平下降， 有時(shí)甚至發(fā)生 擊穿或爆炸事故。 要實(shí)現(xiàn)斷路器交流泄漏電流的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)， 需要對(duì)斷

9、路器結(jié)構(gòu)進(jìn) 行必要的改造。斷路器的改造主要是指對(duì)絕緣拉桿的改造，將電流表 （微安表 ）串 人回路，以滿(mǎn)足在線(xiàn)監(jiān)測(cè)泄漏電流的要求。 斷路器的絕緣拉桿一端通過(guò)操動(dòng)機(jī)構(gòu) 接地，一端接于運(yùn)行相電壓上，改造的方法是在距離 拉桿接地端上部約 12cm 處鑲上金屬圓環(huán)， 在圓環(huán)上焊接或用螺絲固定測(cè)量電 極，并用可伸縮的彈性引線(xiàn)由斷路器底部用小套管引出。 在運(yùn)行時(shí)將其接地， 測(cè) 量小套管與絕緣拉桿上鑲包的圓環(huán)電極間的引線(xiàn)采用具有彈性伸縮的絕緣軟線(xiàn)， 這是為了使其在斷路器分、合及絕緣拉桿發(fā)生陜速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈性導(dǎo)線(xiàn)隨之伸縮， 保證不會(huì)斷脫。將測(cè)量引線(xiàn)接于測(cè)量小套管上，引線(xiàn)經(jīng)橋式整流電路接地，用直流微安表測(cè) 量。測(cè)量

10、時(shí)， 斷開(kāi)測(cè)量小套管接地引線(xiàn)， 由直流微安表讀出運(yùn)行電壓下的泄漏電 流 （直流微安表接于橋式整流電路另兩個(gè)端點(diǎn) ）。測(cè)量完畢后，測(cè)量小套管恢復(fù)接 地，使高壓少油斷路器恢復(fù)正常運(yùn)行。第二節(jié) 高頻接地電流的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)由高壓斷路器 （如 SF6斷路器 ）內(nèi)部放電產(chǎn)生的高頻電暈電流， 會(huì)流入殼體的接 地線(xiàn)。通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)該電流， 用濾波器消除干擾后， 進(jìn)行輸出信號(hào)的判斷處理， 對(duì)濕度應(yīng)不大于 65。第三節(jié) 開(kāi)關(guān)特性的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)采用監(jiān)測(cè)斷開(kāi)、投入時(shí)的控制電流，并測(cè)量通電時(shí)間的“控制斷開(kāi)時(shí)間表示 從線(xiàn)圈勵(lì)磁到主接點(diǎn)“開(kāi)”為止的時(shí)間，但如主觸點(diǎn)動(dòng)作有異常，則用連桿機(jī)構(gòu)與主觸點(diǎn)作機(jī)械聯(lián)接的操動(dòng)機(jī)構(gòu)部分的開(kāi)關(guān)動(dòng)作就

11、會(huì)產(chǎn)生遲滯征兆， 同時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí) 間特性起變化。 所以通過(guò)監(jiān)測(cè)控制電流的通電時(shí)間， 就能夠監(jiān)測(cè)主觸點(diǎn)及操動(dòng)機(jī) 構(gòu)部分的開(kāi)關(guān)特性故障第四節(jié) 溫度特性的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)采用比較 2 個(gè)以上測(cè)量點(diǎn)溫度以監(jiān)測(cè)異常過(guò)熱的“外殼溫度測(cè)量法” ，溫度 傳感器依次裝在各相相同位置的測(cè)量點(diǎn)上， 其測(cè)量位置如圖。 測(cè)量的溫度信號(hào)通 過(guò)溫度變換器輸入到數(shù)字運(yùn)算部分， 而輸出為測(cè)量溫度即同相的導(dǎo)體連接部分外 殼溫度差。 除了內(nèi)部導(dǎo)體溫升引起發(fā)熱外， 外殼溫度還取決于直射陽(yáng)光引起的溫 升和風(fēng)吹引起的冷卻， 所以要對(duì)測(cè)量位置予以注意， 以使三相的條件相同， 通過(guò) 監(jiān)測(cè)其溫度差，使其影響保持在最小限度。第五節(jié) 真空斷路器真空度的在線(xiàn)監(jiān)

12、測(cè)真空滅弧室的真空度因某種原因降低時(shí)，內(nèi)部閃絡(luò)電壓值發(fā)生如各種真空度 的監(jiān)視方法：(1)耐壓法在真空滅弧室的極問(wèn)施加與真空滅弧室問(wèn)距離相應(yīng)的交流AC高壓電或直流 (DC)高壓電，根據(jù)有無(wú)閃絡(luò)現(xiàn)象 (放電電流的大 Ib)來(lái)判斷真空度好壞。(2)放電電流檢測(cè)法在真空度降低的狀態(tài)下使真空斷路器斷開(kāi)時(shí)，因?yàn)檎婵?滅弧室內(nèi)部由于線(xiàn)路電壓而呈導(dǎo)通狀態(tài)， 所以按照真空斷路器負(fù)載側(cè)的回路條件， 將有放電電流流過(guò)。 如果真空斷路器的負(fù)載側(cè)接有避雷器等電阻元件， 就能夠監(jiān) 測(cè)流過(guò)電阻元件的電流， 從而發(fā)出警報(bào)。用作電涌保護(hù)的 C和 C-R吸收器同樣可 用于監(jiān)測(cè)放電電流。(3) 放電干擾監(jiān)測(cè)法該方法和的原理相同，間

13、接測(cè)量放電電流流過(guò)時(shí)發(fā)生的 放電干擾。(4) 中間電位變化監(jiān)測(cè)法真空滅弧室多數(shù)具有中間保護(hù)屏 (浮式屏 )。當(dāng)真空度 降低時(shí)，真空滅弧室的中間保護(hù)屏電位會(huì)起變化， 所以如直接將電容器等接在中 間保護(hù)屏上， 就可以監(jiān)測(cè)通過(guò)該電容的放電電壓， 并利用電位變化監(jiān)測(cè)傳感器監(jiān) 測(cè)中間保護(hù)屏的電位變化 (電場(chǎng)變化)(5) 直接監(jiān)測(cè)法該方法是在真空滅弧室的某一處直接安裝真空度監(jiān)測(cè)傳感器， 直接測(cè)量真空度的傳感器有離子泵元件、 磁控管等元件等。 利用放電的元件有放 電間隙，而利用尺寸變化的元件有膜盒。結(jié)論斷路器作為電力系統(tǒng)中最重要的控制設(shè)備， 其優(yōu)異與可靠的性能直接關(guān)系到 電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)大幅邁進(jìn)，電力設(shè)備大量增加，對(duì)其連續(xù)、 安全、可靠、有效運(yùn)行要求越來(lái)越高。為加強(qiáng)設(shè)備管理，滿(mǎn)足加強(qiáng)狀態(tài)檢修的需 要，應(yīng)用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。 在線(xiàn)監(jiān)