【正文】 個大半波的峰值電流。對于，高壓斷路器，分閘時間和燃弧時間都必須盡量縮短。只有性能良好，可靠性高的斷路器投入到電力系統(tǒng)中運行，才能使電力系統(tǒng)安全運行得到保障。（8）測量斷路器并聯(lián)電阻的投入時間及電阻值。（2）測量導電回路的直流電阻斷路器在運行中接觸電阻大幅度增大，將會使斷路器在通過負荷電流或短路電流時，熱穩(wěn)定遭到破壞；還會引起發(fā)熱嚴重使觸頭彈簧退火，觸頭周圍零部件燒損等嚴重故障。（6）測量斷路器的分、合閘速度在斷路器的額定操作電壓、額定氣壓或額定液壓下進行，測量值應符合產(chǎn)品技術條件的規(guī)定。（11）測量斷路器內部氣體的微量水分含量1）與滅弧室相通的氣室，應小于150；2）不與滅弧室相通的氣室，應小于表31為兩次世界大調查的大事故率的特點。此外，在這三次調查中處于工作電壓的元部件的故障率分別48%，21%，%，所占的比重也是很大的，并且斷路器的開斷電流的大小和開斷次數(shù)對于判斷斷路器的電壽命是必不可少的條件。 線圈的直流供電電路如圖31所示。由t=0,i=0。根據(jù)鐵心運動過程該波形可分為以下五個階段。 （2）階段II， 。 （5）階段V。通過分析線圈電流的特征參數(shù)的變化判斷供電電壓的質量、鐵芯的空行程、機構的摩察阻力、鐵芯是否有無卡滯及操作傳動機構的動作狀況等等，可以判斷高壓斷路器是否發(fā)生誤動、拒動以及其原因。其動作的驅動力可達數(shù)萬N以上，在幾毫秒的時間內，動觸頭系統(tǒng)能從靜止狀態(tài)加速到每秒幾米，加速度達到100倍重力加速度；而在制動、緩沖過程中，撞擊更為強烈。 斷路器的機械振動信號是典型的帶有噪聲的非平穩(wěn)信號，其信號波形呈上升和衰減過程，其峰值點在時間上具有很好的分辨性；信號的有效時間很短，只有幾十毫秒，振動過程中還會伴有振動波的折射和反射。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，短路電流比正常負荷電流大的多，這時的電路最難開斷。從故障開始到CT飽和會經(jīng)歷一段時間，大約在初期的1l4周期內，電流是正常的。 定義一臺全新的斷路器的觸頭允許磨損總量為100%，即其相對電壽命為100%，則每次額定短路開斷電流開斷時的相對磨損為1 / （定義為）。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體通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，直接影響絕緣介質的品質。 而當絕緣拉桿的絕緣層破裂時，使得絕緣水平下降，甚至發(fā)生擊穿或爆炸事故。斷路器要求在運行過程中能在工頻最大工作電壓下長期工作不擊穿，在最大負載電流下長期工作時各部分的溫升不超過規(guī)定值，并能承受短路電流所產(chǎn)生的熱效應和電動力效應而不損壞。行程一時間曲線還可以提取觸頭運動過程中各個事件發(fā)生的時刻，根據(jù)事件時間來診斷故障，這種方法可以診斷斷路器機械部分磨損、疲勞老化、變形、生銹、閥的動作緩慢等故障。一般的濕度傳感器測量水分的相對濕度難以滿足測量要求，必須露點測量法，通過測量微水環(huán)境下的結露溫度來間接測量水分含量。就電氣設備故障診斷技術這一學科來說，重點和難點都在于研究故障診斷的方法。 信號采集信號處理狀態(tài)識別否是設備獲取檢測信號設備特征信號故障診斷專家?guī)燧敵鲵炞C結果本文是基于神經(jīng)網(wǎng)絡與DS證據(jù)理論集成的數(shù)據(jù)融合技術的高壓斷路器進行故障診斷方法。因此，對故障的診斷是一個反復試驗的閉環(huán)過程，如圖41所示。由于氣體一般處十微水狀態(tài)，其微量水分帶來的危害：(1)氣體中的微量水分雖然對氣體本身的絕緣強度影響不大，但斷路器內部的固體絕緣件（如絕緣拉桿）表面凝露時會大大降低沿面閃絡電壓；(2)氣體中的微量水分會參與在電弧作用下氣體的分解反應，生成腐蝕性很強的氟化氫等分解物，它們對斷路器內部的零部件有腐蝕作用，會降低絕緣件的絕緣電阻和破壞金屬件表面的鍍層，使產(chǎn)品受到嚴重損害。因此，判斷斷路器高壓帶電部分的熱故障可以通過被測斷路器外部的熱場分布及其金屬件的溫度來綜合、總體判斷。當發(fā)熱量等于散熱量時，開關導體上的熱量不再升高，而保持相對恒定的溫度，這個溫度減去周圍環(huán)境溫度就是開關穩(wěn)定的溫升。隨著這些零件因放電腐蝕而改變形狀和尺寸，柱銷和銷孔之間的間隙也不斷增大，接頭處的接觸狀況更加惡化，這又加劇了金屬表面放電的程度。斷路器是一種全封閉的結構，其內部絕緣不容易受潮。設額定短路開斷電流下單次開斷的絕對電磨損為，對應的允許開斷次數(shù)為（一般為20次）。 在嚴重短路的瞬間，短路電流中會出現(xiàn)一定幅值的非周期分量，使CT鐵心很快達到飽和，激磁阻抗大大降低，激磁電流增大，使二次波形出現(xiàn)嚴重畸變。 高壓斷路器在正常情況下，可以開斷、關合及承載運行線路的正常電流，在這種情況下，斷路器是起控制作用的設備；此外，當電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，要求繼電保護系統(tǒng)盡快動作，斷路器應在規(guī)定的時間內完成切斷故障的任務。在這些振動波形中，通過分析每個振動信號出現(xiàn)時間的變化、峰值的變化，并結合分、合閘線圈電流波形來判斷斷路器的機械狀態(tài)。 對于高壓斷路器的靠性，根據(jù)世界范圍內的調查以及中國電力科學研究院對我國高壓斷路器事故的統(tǒng)計分析均表明，70%多的斷路器故障是由于機械特性不良造成的，因而高壓斷路器的機械振動信號成為機械故障診斷的重要信息。 綜合以上分析，電流有兩個峰值點和一個谷值點。 （4）階段IV。這一階段的特點是電流呈指數(shù)上升，鐵心靜止。故電流以鐵心停止時的電流為初值，按指數(shù)規(guī)律上升，最后達到穩(wěn)態(tài)值I=U/R。式(32)變?yōu)椋? (33)式中, 為時，線圈的電感。從能量角度看，合、分閘線圈的作用是把來自電源的電能轉化為磁能，并通過鐵心的動作，再轉化為機械功輸出。在此基礎上，兩次世界大調查和中國電力科學研究院在19992003年的調查中的事故原因的統(tǒng)計可以表明：目前高壓斷路器的主要故障為操動機構的故障，第一次世界大調查中機械故障占所有故障的52%，第二次世界大調查中機械故障占所有故障的72%，中國電力科學研究院的調查中占71%。年的數(shù)據(jù)；第二次世界性調查是1988年至1991年，主要是對63KV以上單壓式斷路器進行調查，全世界22個國家132家電力公司參加，共得到了18000臺斷路器的資料及70708開關（10）斷路器操動機構的試驗對于斷路器操動機構有獨立的直流電源供電的合閘線圈、分閘線圈，其可靠動作電壓為65%～120%額定電壓值，30%及以下額定電壓時不得脫扣分閘。電容值的偏差應在額定電容值的范圍內。（1）測量絕緣拉桿的絕緣電阻值測量絕緣拉桿的絕緣電阻值是斷路器絕緣試驗的一項基本試驗。（6）測量斷路器的分、合閘速度。 斷路器的試驗每一種型號的斷路器都要經(jīng)過嚴格進行預防性試驗。開斷時間是分閘時間與燃弧時間之和()分閘時間為斷路器接到分閘指令瞬間起到所有相中弧觸頭分離瞬間的時間間隔。（4）額定短路持續(xù)時間（，s），又稱額定熱穩(wěn)定時間，是指斷路器在合閘位置所能承受其額定短時耐受電流的時間間隔。彈簧出能不到規(guī)定要求時，操動機構不能進行分、合閘操作。防止斷路器無謂的多次合、分短路電流，造成觸頭的嚴重燒損甚至引起爆炸事故。因此，在關合有預伏短路故障的電路時，由于電動力過大，斷路器有可能出現(xiàn)觸頭不能關合，從而引起觸頭嚴重燒傷，甚至斷路器爆炸等嚴重故障。操動機構、傳動機構和提升機構的職能雖然不同，但它們實質上都是以四連桿機構為基礎構成的。(合閘)（2）使觸頭保持在關合位置。開斷元件放在絕緣支柱上，如圖21 (a)，使處于高電位的觸頭、導電部分及滅弧室與地電位絕緣，絕緣支柱則安裝在接地的基座上。主要包括氣體、瓷套、絕緣拉桿等，其作用是保證導電部分對地之間、不同相之間、同向斷口之間具有良好的絕緣狀態(tài)。3）自能式：自能式滅弧原理是最大限度地利用電弧自身的能量，加熱膨脹室或氣壓室中氣體建立起高氣壓，形成壓差， 通過高壓力膨脹，在噴口處形成高速氣流，與電弧發(fā)生強烈的能量交換，當電流過零時，達到熄滅電弧的目的。2）技術標準、工藝要求高，一般要求安裝、調試、大修由制造廠家進行或制造廠委派專業(yè)技術人員并在其指導下進行作業(yè)。斷開大短路電流時滅弧快，不重燃，不會有火災危險。這種斷路器在開斷電流時，依靠短路電路電弧自身的能量加熱氣體，產(chǎn)生滅弧所需要的高壓氣；在開斷小電感電流和小電容電流時，電弧自身的能量不足于加熱氣體，產(chǎn)生滅弧所需要的高壓氣，這時依靠機械輔助壓氣建立高氣壓，不易產(chǎn)生載流過電壓。當觸頭開斷時打開主氣閥，高壓力的氣體通過主氣閥，在滅弧室噴口中形成高速氣流經(jīng)過弧隙噴向低壓區(qū)（～），是電弧過零時熄滅。以上各種反應可以看成是氣體在電弧作用下的一次反應過程，這一過程大約在出現(xiàn)電弧后一秒內完成。氣體容易液化。這種作用成為保護?，F(xiàn)在，運行中的斷路器大多采用少油或無油等方法來滅弧，多油斷路器由于存在事故隱患而逐漸被淘汰。具有開斷性能好，電壽命長，使用安全，檢修周期長等優(yōu)點。進一步可細分為多油斷路器和少油斷路器。根據(jù)對高壓斷路器狀態(tài)識別和故障分析的結果，決定應該采用的對策和措施，從而幫助運行人員制定合理的維修計劃。隨著傳感技術的不斷發(fā)展，可以獲得越來越豐富的斷路器運行狀態(tài)信息。發(fā)展遠程監(jiān)測與診斷技術可充分實現(xiàn)診斷知識與數(shù)據(jù)共享,彌補現(xiàn)場工作人員經(jīng)驗的不足，提高故障診斷的準確性。因此必須對高壓斷路器狀態(tài)實行在線監(jiān)測，實時監(jiān)測斷路器的運行狀態(tài)，并為設備的狀態(tài)檢修提供依據(jù)?；谝陨显?，單靠傳統(tǒng)的預防性試驗和定期檢修已不能滿足電力系統(tǒng)飛速發(fā)展的要求。預防性試驗往往集中在春季，由于要在較短的時間內完成大量設備的試驗任務，一則勞動強度大，二則難以對每臺設備都進行十分仔細的檢測和診斷。目前，我國變電站電氣設備的檢修工作主要是按照《電氣設備預防性試驗規(guī)程》的要求定期進行預防性試驗，根據(jù)實驗的結果來判斷設備的運行狀態(tài)，從而確定是否可以繼續(xù)運行。這套監(jiān)測系統(tǒng)包括幾個由12MHz的8位微處理器芯片組成的微控制系統(tǒng)。 如果斷路器不能在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時開斷線路、消除故障， 就會使事故擴大造成大面積的停電。 Secondly, according to the Working Group of the large power grids in accordance with international organizations, and China Electric Power Research Institute which have the High Voltage Circuit Breaker Fault statistic and the analysis of its generating causes, the paper determined the content of online condition monitoring。 中 國 礦 業(yè) 大 學本科生畢業(yè)設計姓 名： 周運卓 學 號： 04051497 學 院： 信息與電氣工程學院 專 業(yè)： 電氣工程與自動化 設計題目： SF6高壓斷路器 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法研究 專 題： 指導教師： 張建文 職 稱： 教授 2009年 6 月 徐州中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書學院 信電學院 專業(yè)年級 電氣工程與自動化054 學生姓名 周運卓 任務下達日期：2009年 2月16日畢業(yè)設計日期： 2009年 2月16日至 2009年6月20日畢業(yè)設計題目：六氟化硫高壓斷路器狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法研究 畢業(yè)設計專題題目：畢業(yè)設計主要內容和要求：全面、系統(tǒng)地認識、了解 SF6高壓斷路器的類型、結構、性能和特點。關鍵詞：高壓斷路器；狀態(tài)監(jiān)測；故障診斷；人工神經(jīng)網(wǎng)絡；DS證據(jù)理論 ABSTRACTHighvoltage circuit breaker on the power system reliability and stable operation is of essential, The implementation of High Voltage Circuit Breaker Condition Monitoring and Fault Diagnosis, can effectively reduce the likelihood of premature or unnecessary power tests and maintenance, and reduce the maintenance workload, lower maintenance costs and improve maintenance of the targeted, thus significantly improve the reliability of their operation and economy.First of all, the paper introduced the types，structures，characteristics, preventive test methods and online condition monitoring and fault diagnosis technology of highvoltage circuit breaker。當線路或電氣設備發(fā)生