[00133190]手车式高压断路器综合状态智能诊断分析技术研究及应用

手车式高压断路器在电网中使用广泛、数量众多,以淄博供电公司为例,所辖在运手车式断路器数量达16571台,以此推算全省范围内在运手车式断路器数量可达约30万余台,因此,断路器的运行工况直接影响用户用电可靠性和电力系统的安全与稳定。为全面掌握在运断路器工况,及时获取断路器的机械特性、绝缘状态和其运行环境至关重要。经国网山东省电力公司相关部门统计表明,手车式高压断路器的故障原因主要分为三类：断路器本体机械特性不良、外绝缘劣化和内绝缘劣化。 现有的手车式高压断路器机械特性测试方法和装置,需外接试验电源和拆解断路器控制回路,安全风险较高、工作效率低;对断路器机械特性的测试,只是停留在测试其分合闸时间、同期以及行程等动作特性,而不能对断路器的分合闸线圈、储能电机和闭锁线圈潜伏性隐患进行检测。断路器外绝缘劣化程度与温湿度成正相关,目前,运维人员通过静触头温度在线监测系统实时获取运行温度,结合定期巡视情况手动调节在运断路器的温湿度环境,但是室内温湿度的不确定性轻者造成断路器内部锈蚀,严重时易造成断路器误动。断路器内部绝缘劣化与运行时间成正相关,虽然停电工频耐压试验可以检测内部绝缘状态,但是断路器停运检修与保证供电可靠性的矛盾日益突出;现有特高频检测仪可以带电检测断路器内部绝缘状态,但是依然存在人工经验依赖性强、放电定位功能缺乏的不足。 本项目针对以上情况,开展了手车式高压断路器综合状态智能诊断分析技术研究及应用,主要创新点如下： 1. 针对现有手车式断路器机械特性测试存在的不足,研发了手车式高压断路器综合状态智能检测装置,该装置技术主要创新点如下： （1）创新研制了手车式断路器多通道测控专用模块,首次实现了手车式断路器储能电机、合闸闭锁线圈、分合闸线圈的综合状态智能诊断分析。 （2）创新研制了基于输出电容串联升压拓扑结构的多端口、交直流电源模块,为现场检修提供五路交直流电源。 （3）率先研制了58针贯通式多功能专用测试航空插头,首次采用在航空插头背部贯通式开孔形式,各孔的连接线利用集束技术,用跳针方式实现不同型号断路器快速接线要求。 2. 基于运行断路器外绝缘劣化机理,结合运维巡视工作实际经验,创新研制了温湿度控制装置,首次应用差值比较原理线性控制风机、加热器的投退,运维人员可通过人机交互界面实现断路器运行环境的确定性控制。 3. 基于运行断路器内绝缘劣化机理,率先研制了基于电磁波天线接收阵列的断路器放电检测装置,通过对不同位置天线阵列的信号比较,多线程综合处理来自不同传感器的海量放电信号,实现断路器放电缺陷的智能诊断与定位分析。 综上所述,本项目创新研发的手车式高压断路器综合状态智能诊断分析装置不需外接试验电源,可独立完成手车式断路器的机械特性测试,检测断路器分合闸电流、合闸闭锁电流和储能电机动作电流,填补了线圈绝缘老化检测的技术空白;同时又实现了即时调节高压室内运行环境,在线监测断路器内部绝缘局放信号强弱,解决了常规检测装置特征参数检测不全的技术难题,全面、准确地管控断路器的运行工况。 项目授权专利16项,其中发明专利8项。研制的“一键式多通道电流电压高速智能采集器”通过了中国赛宝实验室的性能专项测试;研制的“DL多通道手车式高压断路器综合特性装置”通过了山东省产品质量检验研究院的性能专项测试和国家高电压计量站校准检测,校准结果优于国家相关规定,分、合闸时间扩展不确定度达到1ms。科技查新结论：国内外无本项目研究主要内容的报道,科技成果标准化评价结论为项目整体水平达到国内领先。