gis和高压断路器的在线监测与故障诊断

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1、7GIS和高压断路器的故障诊断7.1概述一、什么是GIS1、以SF6作绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备简称GIS。是将断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接管和过渡元件（如电缆头、空气套管和油套管）全封闭在一个接地的金属外壳内，壳内充以SF6气体作为绝缘和灭弧介质。2、GIS优越性GIS的尺寸比常规电气设备小得多缩短建设工期而且可以避免水雾对设备得影响从而提高设备运行得可靠性。占地面积和空间少安装方便3、劣势（1）所有设备完全封闭，不能发现故障的早期症状（2）设备之间距离紧凑，易于互相影响，导致故障扩大（3）故障定位较难进行，增加处理故

2、障的困难度及时间二、GIS监测的主要内容绝缘特性断路器的动作特性接地故障导体发热气体参数7.2、高压断路器的监测1kV及以上电力系统中使用的断路器为高压断路器，是电力系统中最重要的控制设备和保护设备。高压断路器在电网中作用有二：1、控制作用根据电网运行需要，用高压断路器把一部分电力设备或线路投入或退出运行2、保护作用可以在电力线路或设备发生故障时将故障部分从电网快速切除，保证电网中的无故障部分正常运行发电机断路器、输电断路器、配电断路器和控制断路器按灭弧原理有SF6断路器、真空断路器和少油断路器等两种结构：绝缘支柱式和落地罐式落地罐式断路器结构图开断元件

3、接地外壳操动机构绝缘套管7.2、高压断路器的监测机械性故障70.3%拒分、拒合和误动作46%一、主要监测内容1、断路器和操动机构机械特性的监测合分闸线圈电流，根据电流波形掌握机械操作系统情况行程监测，得出操作速度和时间：如采用直线式行程传感器安装在操动机构的直线运动的连杆上测量操作动触头的运动信号振动信号监测变电所中对负荷的停、送电的操作，关键的设备是高压断路器1、高压断路器无法正常合闸送电，此现象称为高压断路器开关的拒合现象，此现象在事故现场中经常出现。2、高压断路器无法正常分闸停电，此现象称为高压断路器的拒跳现象，在现场事故处理中，此现象较普遍存在。

4、2、合分闸线圈回路通路监测将合分闸线圈电路用高值电阻与电源连接，根据电路中的电流判断线圈回路是否有断路3、操动机构的储压系统压力监测和电动机启动时间间隔及转动时间监测4、灭弧室和灭弧触头电磨损监测分断电流累计值或加权分段累计间接估计电磨损程度触头受电弧作用时的物理化学现象5、绝缘监测：局部放电的监测6、断路器主触头及导电部分监测壳体温升的监测，壳体振动和监测－－－适用于有接地外壳暂时性状态监测技术即断路器暂时退出运行处于离线状态，但不需将断路器解体，运用体外检测技术来诊断其内部状态1、分合过程中壳体或外壳机械振动的检测2、动态回路电阻的检测，从而监测触头

5、磨损情况3、液压机构低速驱动时的驱动力的监测7.3高压断路器机械故障的监测和诊断一、断路器合闸、分闸线圈电流监测分合闸线圈电流是表征断路器操作机构动作性能的关键特征，电流波形中蕴含丰富的信息。断路器操作的第一级控制元件为电磁铁铁心线圈衔铁1、铁心触动阶段T0~T1时间段，T0为断路器分（或合）命令到达时刻，是计时起点T1为线圈中电流、磁通上升到足以驱动铁心运动，即铁心开始移动的时刻2、铁心运动阶段T1~T2阶段，铁心在电磁力作用下，克服了重力、弹簧力等阻力，开始加速运动，直到铁心上端面撞到支持部分停止运动为止3、触头分、合闸阶段T2~T3阶段，铁心已停止

6、运动该阶段可反映操作传动系统运动情况T2为铁心停止运动时刻，T3为断路器辅助接点切断时刻4、电流切断阶段T3时刻，辅助接点切断后随之开关K断开，触头间产生电弧并被拉长，电流迅速减小到零直至熄灭。总结：分析i的波形和不同时刻及对应的电流等特征值可以计算出铁心启动时间、铁心运动时间、线圈通电时间等参数，得出操动机构的工作状态从而预告故障的前兆I1、I2、I3电流值反映电源电压、线圈电阻及电磁铁铁心运动的速度信息。电流有两个峰值和一个谷值点。二、断路器操动机构行程及速度的监测操动机构直线式行程传感器安装在操动机构的直线运动的连杆上旋转式光电编码器安装在断路器或

7、操动机构的转动轴上通过传感器测量分合闸操作动触头的运动信号根据测得得行程曲线可以计算动触头分（合闸）操作的运动时间、动触头行程、动触头运动的平均速度等。断路器合闸操作过程特性曲线断路器分闸操作过程特性曲线三、断路器振动信号监测高压断路器分合闸操作过程中，机构部件的运动和撞击都会引起振动响应，所以监测外部振动信号，可以进行高压断路器机械状态监测（局部放电也会产生振动信号）振动幅值与冲击作用力大小成正比，振动频率及衰减时间常数与高压断路器机械结构有关选择合适的测试位置和传感器的安装方向非常重要时域分析法和频域分析法加速度触头行程线圈电流7.3GIS绝缘故障的

8、监测与诊断GIS绝缘故障原因1、固体绝缘材料如环氧树脂的浇铸件内部缺陷损伤造成2