高壓開(kāi)關(guān)柜主要的故障其原因可分為兩類(lèi)
高壓開(kāi)關(guān)柜的故障表現(xiàn)及其原因包括哪些呢?高低壓開(kāi)關(guān)柜價(jià)格,高低壓配電柜廠家來(lái)詳細(xì)介紹:
一、高壓開(kāi)關(guān)柜的故障表現(xiàn)及其原因統(tǒng)計(jì)表明,高壓開(kāi)關(guān)柜的故障主要有以下幾類(lèi):
(1)拒動(dòng)、誤動(dòng)故障:這種故障是高壓開(kāi)關(guān)柜主要的故障,其原因可分為兩類(lèi):一類(lèi)是因操動(dòng)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械故障造成;另一類(lèi)是因電氣控制和輔助回路造成。
(2)開(kāi)斷與關(guān)合故障:這類(lèi)故障是由斷路器本體造成的,對(duì)少油斷路器而言,主要表現(xiàn)為噴油短路、滅弧室燒損、開(kāi)斷能力不足、關(guān)合時(shí)等。對(duì)于真空斷路器而言,表現(xiàn)為滅弧室及波紋管漏氣、真空度降低、切電容器組重燃、陶瓷管破裂等。
(3)絕緣故障:表現(xiàn)為外絕緣對(duì)地閃絡(luò)擊穿,內(nèi)絕緣對(duì)地閃絡(luò)擊穿,相間絕緣閃絡(luò)擊穿,雷電過(guò)電壓閃絡(luò)擊穿,瓷瓶套管、電容套管閃絡(luò)、污閃、擊穿,提升桿閃絡(luò),CT閃絡(luò)、擊穿,瓷瓶斷裂等。
(4)載流故障:7.2~12 kV電壓等級(jí)發(fā)生載流故障主要原因是開(kāi)關(guān)柜隔離插頭接觸不良導(dǎo)致觸頭燒融。
(5)外力及其他故障:包括異物撞擊,自然災(zāi)害,小動(dòng)物短路等。
二、高壓開(kāi)關(guān)柜的監(jiān)測(cè)與診斷方法針對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的不同故障類(lèi)型,相應(yīng)有不同的故障檢測(cè)方法:
(1)機(jī)械特性在線檢測(cè),其監(jiān)測(cè)的內(nèi)容有:合、分閘線圈回路,合、分閘線圈電流、電壓,斷路器動(dòng)觸頭行程,斷路器觸頭速度,合閘彈簧狀態(tài),斷路器動(dòng)作過(guò)程中的機(jī)械振動(dòng),斷路器操作次數(shù)統(tǒng)計(jì)等。目前,斷路器機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要有行程和速度的監(jiān)測(cè),操作過(guò)程中振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)等。斷路器操作時(shí)的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)是根據(jù)每個(gè)振動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間的變化、峰值的變化,結(jié)合分、合閘線圈電流波形來(lái)判斷斷路器的機(jī)械狀態(tài)。機(jī)械性能穩(wěn)定的斷路器,其分、合閘振動(dòng)波形的各峰值大小和各峰值間的時(shí)間差是相對(duì)穩(wěn)定的。振動(dòng)信號(hào)是否發(fā)生變化的判別依據(jù)是對(duì)新斷路器或大修后的斷路器進(jìn)行多次分、合閘試驗(yàn)測(cè)試,記錄穩(wěn)定的振動(dòng)波形,作為該斷路器的特征波形“指紋”,將以后測(cè)到的振動(dòng)波形,與“指紋”比較,以判別斷路器機(jī)械特性是否正常。行程-時(shí)間特性監(jiān)測(cè)是指通過(guò)光電傳感器,將連續(xù)變化的位移量變成一系列電脈沖信號(hào)。記錄該脈沖的個(gè)數(shù),就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)觸頭全行程參數(shù)的測(cè)量;同時(shí),記錄每一個(gè)電脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻值,就可計(jì)算出動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的大速度和平均速度。因此測(cè)得斷路器主軸連動(dòng)桿的分合閘特性,即可反映動(dòng)觸頭的特性。監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電機(jī)負(fù)荷電流和啟動(dòng)次數(shù)可反映負(fù)載(液壓操作機(jī)構(gòu))的工作狀況,也可判斷電機(jī)是否正常,同時(shí)反映液壓操作機(jī)構(gòu)密封狀況。
(2)電氣性能在線監(jiān)測(cè)包括斷路器開(kāi)斷電流加權(quán)值、滅弧室真空度等的監(jiān)測(cè)。利用不同開(kāi)斷電流下的等效磨損曲線,累計(jì)每次電流開(kāi)斷所對(duì)應(yīng)的相對(duì)電磨損,每臺(tái)斷路器的允許電磨損總量由其額定短路開(kāi)斷電流及允許開(kāi)斷滿(mǎn)容量次數(shù)來(lái)標(biāo)定,采用觸頭累積磨損量作為判斷其電壽命的依據(jù)。對(duì)真空度的在線監(jiān)測(cè)方法有很多。目前,國(guó)內(nèi)外真空滅弧室真空度的在線檢測(cè)方法主要有: 光電變換法、耦合電容法、三相橋法與電弧電壓法、電阻應(yīng)變片法、微型冷陰極磁控計(jì)法、吸氣劑膜法。
(3)溫度在線監(jiān)測(cè)包括母線連接處的溫度及斷路器觸頭溫度在線監(jiān)測(cè)。用于母線連接處溫升測(cè)量的常用傳感器有石英傳感器、光微薄硅溫度傳感器和吸收型光纖溫度傳感器,它們分別以石英晶體、硅片及玻璃構(gòu)成的Fabry perot槽和GaAs晶體作為感溫元件,以光纖作為傳輸介質(zhì),這就有效地解決了電磁干擾問(wèn)題。 文獻(xiàn)介紹了Fabry-perot光微薄硅溫度傳感器在線測(cè)溫技術(shù),該技術(shù)已在變電站設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)中應(yīng)用。由于高壓開(kāi)關(guān)觸頭處于高電壓、高溫度、強(qiáng)磁場(chǎng)以及極強(qiáng)的電磁干擾環(huán)境中,要實(shí)現(xiàn)對(duì)觸頭的測(cè)溫,必須解決電子測(cè)量裝置在上述惡劣環(huán)境條件下的適應(yīng)性。目前測(cè)溫工作方式基本上采用被動(dòng)式測(cè)溫或主動(dòng)式測(cè)溫兩種形式。-- 電工技術(shù)之家被動(dòng)式測(cè)溫采用接收被測(cè)量點(diǎn)幅射出的遠(yuǎn)紅外波,通過(guò)判斷遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)來(lái)確定測(cè)量點(diǎn)溫度;而主動(dòng)式測(cè)溫則是通過(guò)埋設(shè)在測(cè)量點(diǎn)的溫度傳感器直接測(cè)量溫度。
(4)絕緣性能在線監(jiān)測(cè)。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部絕緣部分的缺陷或劣化、導(dǎo)電連接部分的接觸不良都使安全運(yùn)行受到威脅。根據(jù)1989~1992年間電力系統(tǒng)6~10kV開(kāi)關(guān)柜事故統(tǒng)計(jì),絕緣和載流引起的故障占總數(shù)的40.2%,其中由于絕緣部分的閃絡(luò)造成的事故占絕緣事故總數(shù)的79.0%。而由于隔離插頭接觸不良造成的事故占載流事故總數(shù)的71.1%。可見(jiàn),由絕緣和接觸不良導(dǎo)致的故障所占比率是很高的,宜采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行監(jiān)測(cè)。
在上述情況下,在事故潛伏期都可能產(chǎn)生放電現(xiàn)象,故可以通過(guò)對(duì)放電的監(jiān)測(cè)得到相關(guān)的信息。通常采用的監(jiān)測(cè)方法有交流泄露電流在線監(jiān)測(cè)和介質(zhì)損耗角正切在線監(jiān)測(cè)方法,文獻(xiàn)使用射頻法對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的絕緣和接觸不良的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了探索。
利用上述各種監(jiān)測(cè)方法可以較方便地獲取高壓開(kāi)關(guān)柜的狀態(tài)參量和有關(guān)信號(hào)的波形。由于高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電磁環(huán)境較為惡劣,某些信號(hào)的波形往往含有很多因干擾而產(chǎn)生的“毛刺”,這對(duì)從波形中提取有用信息不利。傳統(tǒng)的去除“毛刺”的辦法是低通濾波,由于“毛刺”主要由高頻成分組成,故信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波后“毛刺”便被大大削弱了。但由于波形中可能存在有用的高頻成分,低通濾波會(huì)將這部分高頻成分也不加區(qū)別地除去,使波形發(fā)生失真。文獻(xiàn)介紹了一種基于小波變換的高壓開(kāi)關(guān)柜監(jiān)測(cè)信號(hào)消噪方法,小波分析方法 是一種窗口大小固定但其形狀可改變,時(shí)間窗和頻率窗都可改變的時(shí)頻局部化分析方法。
即在低頻部分具有較高的頻率分辨率和較低的時(shí)間分辨率,在高頻部分具有較高的時(shí)間分辨率和較低的頻率分辨率,所以被譽(yù)為數(shù)學(xué)顯微鏡。正是這種特性,使小波變換可以用于選擇性地去除信號(hào)中的“毛刺”。由于高壓開(kāi)關(guān)柜是多個(gè)電氣設(shè)備的組合,其內(nèi)部涉及電、磁、溫度等多種物理現(xiàn)象,故障的表現(xiàn)形式和產(chǎn)生機(jī)理千差萬(wàn)別,因此,應(yīng)該采用多種方法結(jié)合來(lái)進(jìn)行故障診斷。
在傳統(tǒng)故障診斷方法的基礎(chǔ)上,將人工智能的理論用于故障診斷,發(fā)展智能化和自動(dòng)化的診斷方法,成為故障診斷的主要方向。設(shè)備故障診斷技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科交叉的新興學(xué)科,需要借助各種有效的數(shù)學(xué)工具,如模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換、分形幾何等,此外根據(jù)故障的某些特征進(jìn)行識(shí)別并加以分類(lèi)的模式識(shí)別技術(shù),根據(jù)故障與其特征量之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行分析的函數(shù)識(shí)別法,對(duì)故障及其原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的概率統(tǒng)計(jì)法,根據(jù)故障發(fā)生、發(fā)展的繼承和因果關(guān)系進(jìn)行分析的故障樹(shù)分析法,在數(shù)據(jù)不完整條件下的灰色識(shí)別方法在某些場(chǎng)合下也有應(yīng)用。
在各種智能診斷方法中,常用的是模糊診斷方法和人工智能診斷系統(tǒng),它們都是以對(duì)故障與征兆之間的因果關(guān)系進(jìn)行正確分析為前提的。高壓開(kāi)關(guān)柜工作的可靠性直接影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,隨著傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜實(shí)施在線監(jiān)測(cè)成為可能,為高壓開(kāi)關(guān)柜的在線故障診斷提供了前提條件。隨著高壓開(kāi)關(guān)柜故障在線診斷技術(shù)的進(jìn)步,開(kāi)關(guān)設(shè)備的管理和維修將發(fā)展到狀態(tài)維修的新階段。
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