廣東電網(wǎng)梅州供電局 朱吉順 林 宇 李 楠 張潤(rùn)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(cái)力的浪費(fèi)，提升變電設(shè)備的安全和穩(wěn)定性，進(jìn)而促使電網(wǎng)的有效運(yùn)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(cái)力，避免的資源的浪費(fèi)，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(qiáng)變電設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，可及時(shí)對(duì)變電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，以避免更多安全事故的出現(xiàn)，增強(qiáng)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(duì)于動(dòng)態(tài)及靜態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)可在很大程度上預(yù)測(cè)設(shè)備的使用狀況，在設(shè)備趨于失靈或老化時(shí)可及時(shí)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(huì)因?yàn)椴僮鞯仁韬龆鸸收?，而狀態(tài)檢修主要注重對(duì)變電設(shè)備的監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)才能更加有針對(duì)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(píng)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(yùn)營(yíng)維護(hù)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(píng)估預(yù)測(cè)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(shí)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(duì)于動(dòng)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(cè)效率、強(qiáng)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要囊括此次檢測(cè)中檢查出來的數(shù)據(jù)、設(shè)備在運(yùn)行期間的實(shí)際數(shù)據(jù)等。在構(gòu)建信息系統(tǒng)時(shí)不能不考慮眼前情況，要合理參考實(shí)際情況對(duì)信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)采集，從全局出發(fā)，廣泛采集，謹(jǐn)慎記錄，小心存儲(chǔ)。

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(jìn)行采集，采集信息過程中要根據(jù)信息特性如動(dòng)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(shí)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(yùn)行前需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并及時(shí)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(jìn)行專業(yè)性分析提升信息采集的效率。

2.2 實(shí)行有效監(jiān)督與預(yù)測(cè)

在狀態(tài)檢修時(shí)需進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并依據(jù)監(jiān)測(cè)到的現(xiàn)象進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)。要進(jìn)行深入考察與分析，確定檢修周期，以便有效率的進(jìn)行變電檢修。同時(shí)在對(duì)檢修的狀態(tài)進(jìn)行精確檢測(cè)后還需合理預(yù)測(cè)，這需要相關(guān)人員知識(shí)和技能的培訓(xùn)，提高其綜合運(yùn)用素質(zhì)，建立規(guī)范良好的檢修管理機(jī)制。以往的監(jiān)督模式僅能檢測(cè)出設(shè)備失靈的狀態(tài)，具體事故原因還需人為判斷，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在實(shí)際操作中，有些設(shè)備可能會(huì)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(cè)需要強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)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(shí)，在監(jiān)督過程中不能僅從一維觀點(diǎn)看問題，還需從多方面的綜合維度來考量，實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確、更全面的變電檢修。在管理方面也要立足全局實(shí)行全過程管理，對(duì)設(shè)備狀態(tài)要全面掌握，對(duì)有關(guān)設(shè)備質(zhì)量的相關(guān)規(guī)定要嚴(yán)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(jǐn)小慎微，保證資料的正確保存，數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠為具體的事件做好基礎(chǔ)性準(zhǔn)備[5]。

2.3 提升綜合功能的發(fā)揮

需進(jìn)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(zhǔn)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(cè)也有助于變電維修實(shí)際效益的提高。由于狀態(tài)檢修的特性需建立強(qiáng)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(gè)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(diǎn)，樹立系統(tǒng)綜合的理念看待問題，共同完成檢修工作。在對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行評(píng)估時(shí)也不能僅進(jìn)行臨時(shí)評(píng)估，還需與定期評(píng)估相聯(lián)系，臨時(shí)評(píng)估就是設(shè)備在發(fā)生大的變化時(shí)及時(shí)準(zhǔn)確的認(rèn)知并做出相應(yīng)措施來改變?cè)O(shè)備的狀態(tài)檢修周期，定期評(píng)估就是按照規(guī)定時(shí)間進(jìn)行評(píng)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(shí)現(xiàn)“應(yīng)修必修”。

2.4 在線監(jiān)測(cè)高壓斷路器接觸頭壽命

高壓斷路器在實(shí)際工作過程中會(huì)在一定程度上損害斷路器的接頭，這主要是因?yàn)樵诠ぷ鬟^程中斷路器的接觸頭一開一合會(huì)產(chǎn)生磨損[6]。因此這種磨損程度也成為科學(xué)預(yù)測(cè)高壓斷路器使用壽命的一個(gè)重要依據(jù)。在進(jìn)行高壓斷路器的在線監(jiān)測(cè)時(shí)，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(huì)起到?jīng)Q定作用，因此在檢測(cè)過程中要十分重視這一參數(shù)。有許多方式可計(jì)算觸頭電磨損，而觸頭的電磨損也會(huì)為其他各類斷路器實(shí)施科學(xué)評(píng)估，可準(zhǔn)確良好地描述實(shí)際損耗狀況[7]。

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

3.1 設(shè)計(jì)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(fù)荷信息、動(dòng)作信息、缺陷信息、故障信息、事故信息以及一些檢測(cè)信息，具體包括電氣、介質(zhì)、特性等，還包括檢修信息。本項(xiàng)目擬研發(fā)一種高壓斷路器在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包含可連接用于監(jiān)測(cè)高壓斷路器運(yùn)行狀態(tài)的振動(dòng)、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(hào)融合模塊、下位機(jī)CPU、通訊模塊等。通過在線監(jiān)測(cè)裝置可在線了解高壓斷路器運(yùn)行狀態(tài)，推測(cè)出變電設(shè)備的狀態(tài)并及時(shí)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(shí)采取預(yù)防措施，保障電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與安全性。

3.2 設(shè)計(jì)原理及創(chuàng)新點(diǎn)

設(shè)計(jì)原理：選擇能表征高壓斷路器工作狀態(tài)的多種信號(hào)及其相應(yīng)的傳感器，然后由監(jiān)測(cè)裝置調(diào)理并采集各傳感器獲取的信號(hào)[8]；將采集到的信號(hào)進(jìn)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(jī)，運(yùn)用專家系統(tǒng)或人工智能算法等技術(shù)方法對(duì)高壓斷路器進(jìn)行故障檢測(cè)。

創(chuàng)新點(diǎn)：該高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)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(zhǔn)確反映斷路器的狀態(tài)。