电气百科:静止无功补偿器在电力系统中的作用，(3)

由于定期维护技术存在许多缺点，另一方面随着科学技术发展，电子技术、光传感技术、计算机技术、信号处理技术的发展，使传统的定期维护技术向预见性维护方式，即按状态维护方式过渡。

与传统定期维护技术相比，按状态维护技术具有如下优点:

(1)按状态维护技术的基本点是对设备在运行状态下实时监测及判断，因此可避免定维护所造成的浪费及其它缺点;

(2)按状态维护技术是以信息技术为基础，采用自动管理技术来达到合理延长设备使用寿命，因此可降低设备运行的总费用。

图2 是加拿大Winnipeg Manitoba附近的Dorsey 试验站中高压SF6断路器的在线检测系统。在试验断路器上安装了各种类型的传感器，实现了电能、机械、SF6气体在线监测，且已得出了许多有价值的?在线监测项目

(1)断路器机械、电器性能监测。如合、分闸线圈电流、操动机构特性、触头行程和速度、振动信号监测。

(2)中压开关柜内母线联结处温升检测。

3.3 断路器机械故障的监测

3.3.1 断路器合、分闸线圈电流的监测

如果高压断路器的操作机构是电磁操动机构，其合、分闸线圈一般由直流电源供电，见图3。经验表明:合、分闸线圈的电流可以作为诊断机械故障的信息，合、分闸线圈的电流讯号可由补偿式霍尔电流传感器给出，给出的合、分闸线圈的电流讯号也示于图3。

图中是起始时刻，是合、分过程计时起点，t1为线圈中电流、磁通上升到足于驱动铁心运动，即铁心开始移动的时刻;t2为铁心已触动(开始)操作机构负载，这也是开关触头开始运动的时刻;t3为开关辅助接点切断电源，即电磁线圈回路断开的时刻。利用比较电流波形的变化或差异?行程、速度的监测

断路器触头刚分速度对灭弧性能影响很大，适当提高刚分速度对减少电弧能量、减少零部件的烧损有很大作用，但过分增大刚分速度不一定能提高灭弧性能，反而会加重操动机构的负担;同样断路器触头合闸速度对灭弧性能也有很大影响。因此，对断路器触头的行程、速度特性的测量及在线监测是很重要的。为了完成正确测量，必须选取合适的位移传感器。

可以选择旋转光编码传感器。利用增量式旋转光编码传感器可以完成转动角度及方向的测量，一般把旋转光编码传感器安装在断路器操动机构的转轴上，这种传感器的结构原理示于图4。

增量式旋转光编码一般有3个码道(A道，B道，Z道)，A道与B道相差90°，每周的码条数可以根据测量分辨率选取，Z道每周一条，用来确定旋转次数。当轴转动时，编码器输出A道、B道两路相差90°角的正交脉冲，输入信号处理电路，从A道、B道两信号的相对位置可确定转轴的转动方向，如果A道先于B道，为正旋转，而B道先于A道，为反旋转。再通过加、减计数器对A道、B道两路信号计数，能得到转动角度大小及方向，从而可以测出断路器运动部分运动及反弹情况，可以计算出动触头行程;分合闸同期性;平均速度;超行程;刚分后或刚合前10ms内速度(主要是平均速度，最大速度)等。

3.4 中压开关柜母线联结处温升在线检测

3.4.1 母线联结处异常温升的原因

温度是一个基本的物理量，许多设备的故障是由异常温升而造成。在正常运行时，高压电器导电回路长期通过工作电流产生的能量转变为热能，使电器材料温度升高，一般不会超出规定范围;但导电回路一旦发生接触不可靠时，会使电器材料温度升高超出规定范围，而使电器材料的机械强度、物理性能等下降，因此在国家标准《GB 3906-91 3~35kV高级金属封闭开关设备》、《GB/T -1999 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 》中均规定了不同电器材料允许的长期工作温度。

两母线联结处有一个接触电阻，当电流流过时，由于接触电阻的存在，要引起该处发热，如果该处的温度超过规定值，则会加该接触处氧化，氧化结果又会导致接触电阻上升，这样又促使发热加大，温度增加，而造成故障，因此国家标准“GB 3906-91”、“GB/T -1999”规定了对额定电压3kV及以上、频率50Hz长期工作的电器，如断路器、隔离开关、封闭式组合电器、金属封闭开关设备、负荷开关等产品，必须进行温升试验，以保证设备长期通过额定工作电流下，电气联接部位的温度不超过标准允许的数值。

3.4.2 用石英温度传感器埋入母线温升部位温升实时监测

石英温度传感器是天然石英晶体经过特定方向的切割后，可发现振荡频率与温度有一定关系，采取特殊的切割可以加强这一变化，因此可利用f- T特性进行测温。

文章来源：《电力系统保护与控制》 网址: http://www.dlxtbhykzzz.cn/zonghexinwen/2020/0820/464.html