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[摘 要]高压断路器的机械特性检测与故障模式识别在整个电力系统中起着举足轻重的作用，在对高压断路器的机械特性进行检测时，要对机器的操作系统、控制系统、保护系统进行严格检查，保证高压断路器在可靠的状态下运行。高压断路器一旦出现问题，相关工作人员需要对机器进行科学化的维修。断路器恢复正常工作之后，工作人员要总结断路器的故障模式，以备下次参考。
[关键词]高压断路器 机械 分析
中图分类号：TM561 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）34-0261-01
一 高壓断路器机械特性检测及故障模式识别存在的问题
当前，我国在高压断路器的机械特性检测与故障识别方面主要存在四个问题。第一，高压断路器的检测设备的传感系统存在缺陷，不能准确地检测高压断路器机械特性，也不能及时诊断出高压断路器的故障模式。针对这个问题，相关工作人员一定要选择合适的传感器来与高压断路器进行匹配，尽量提高二者的适应性，降低故障发生率。第二，现在的机械检测系统可以检测出高压传感器的合闸与分闸的特性曲线，还能检测出高压传感器的机械性能好坏，已经在以往的基础上取得了巨大的进步。但是，检测系统却判断不了高压断路器的故障部位，故障类型，以及故障模式。针对这一问题，相关工作人员一定要将最新的科技成果融入到检测系统中去，提高监测系统的性能。第三，现有的高压断路器的检测系统在数据处理方面存在问题，检测系统的数据处理模式太过简单，只能看到高压断路器机械运行时的一般数据，不能进行深入分析，找不到问题的关键。针对这一问题，相关工作人员必须深入研究，提高检测系统的数据分析能力，找出高压断路器的故障关键。第四，高压断路器的检测设备本身的使用寿命太短，市场的价格偏贵，一旦出了故障，维修非常困难，这严重影响了高压断路器的有效检测。针对这一问题，相关工作人员必须积极促进检测设备的优化升级，改造现有的检测设备，提高检测设备的性价比，降低检测设备的维修难度。
二 高压断路器的机械特性检测
（1） 对高压断路器行程-时间的检测
断路器的行程-时间检测就是指检测器以动触头的行程-时间特性曲线为依据，参照高压断路器运行的其他参数对高压断路器的来形成-时间特性进行检测。检测的主要内容包括，断路器的动触头和分闸运动所用的时间及行程，动触头运动的平均时和最短时间，动触头的刚分合速度等。目前，针对高压断路器这一项检测的依据主要是高压断路器的分别合闸速度，高压断路器的分合闸速度本身有一个合理的范围，如果分合闸速度高于这一范围，就会对高压断路器的零件带来冲击，降低高压断路器工作的有效性。如果高压断路器分合闸速度低于这一范围，就会使断路器发挥不了原本的保护与检测功能，对整个电力系统的安全稳定运行造成影响。目前，用于高压断路器的行程-时间特形进行检测的设备主要是光电式位移传感器，该设备的检测性能好，能有效控制高压断路器的分合闸速度，对高压断路器的检测起很大的作用。
（2） 对高压断路器振动信号的检测
高压断路器的振动信号检测一般是在机器运行的状态下对其进行检测，是一种不拆卸的检测方法。这种检测方法主要是针对高压断路器内部零件的运动是产生的振动信号进行检测，一般高压振动器在运动时内部的零件会产生摩擦或者不同程度的撞击，这些情况可能对高压断路器的运行造成影响。振动信号的检测可以快捷的找出机械结构上细微的变化，诊断出断路器的故障部位，及时进行处理。振动传感器有很多明显的优势，例如价格优惠、尺寸较小、几乎不受电磁波的干扰、非常灵敏。
（3） 对高压断路器分合闸电流的检测
高压断路器的第一级控制零件一般是电磁铁，控制电源一般为直流电源，而且高压断路器的基础零件主要包括弹簧、液压器等，这些零件在直流电的影响下很容易发生变形或者弯曲等现象，导致高压断路器的运行受到阻碍。据统计，因为高压断路器运行不畅造成的事故很多，总事故率大概为25%，因此高压断路器的分合闸电流检测非常重要。高压断路器分合闸电流的检测的主要对象包括高压断路器的铁芯行程，线圈的运行状态，高压断路器的分合闸电流的畅通情况等。高压断路器的分合闸电流检测可以保持高压断路器的稳定流畅运行，保护整个电力系统的安全。
三 高压断路器的故障模式识别方法
（1） 小波故障诊断法
小波故障诊断法的依据就是高压断路器信号突变代表着高压断路器出现了一定的问题，实际上，高压断路器的信号突变有两个最基本的含义，第一，高压断路器的运行幅值突然发生大变化，第二，高压断路器的运行频率发生大变化。因此，信号突变也要从两方面入手分析，第一，判断出信号突变的具体时间点，第二，判断出信号突变的具体类型。小波故障诊断法主要铜件信号检测的数据，对高压断路器的运行波纹进行局部解析，精确定位故障部位。小波分析的具体步骤如下，首先小波分析器将高压断路器的信号分解成一系列的小波波谱，以便分时段的仔细分析。第二，在分析低频区波纹时，机器会采用大尺度的小波来将信号的整体面貌重新呈现在我们眼前，放大每一个细节，以便我们仔细观察与分析。第三，在分析高频区的波纹时，机器采用的是正常尺度的小波来呈现信号面貌，因为高频区的信号突变在小波诊断器上会有非常明显的反应。第四，小波分析器会在从先信号信息时去除除机械运行以外的噪音，清晰地还原机械运行时的干净信号。小波分析法有很大的应用优势，它将信号波纹分段的技术可以帮我们准确的定位故障发生的时间，它采取的信号还原技术能够帮助我们准确的找到故障的位置，是高压断路器的故障诊断的有效方法。
（2） 分合闸电流波形诊断法
根据上文我们可知，高压断路器的分合闸对整个机器的安全稳定运行起着举足轻重的作用，因此，高压断路器的分合闸电流波形诊断也是一种非常重要且非常常见的诊断方法。分合闸线圈在控制高压断路器的运行方面起着关键性的作用，在进行分合闸电流波形诊断时，一般采用的是霍尔电流电压传感器，因为这类电压传感器不仅可以检测出分合闸电流的情况，还可以对整个高压断路器的电流系统进行检查，很容易发现分合闸之外的一些小问题。事实上，高压传感器的分合闸线圈运动有一个正常的波形范围，这个范围需要分四个阶段来分析。第一阶段就是铁芯的运动阶段，在这一阶段内主要检测的就是铁芯上端面与合闸锁扣装置撞击的波纹。第二阶段就是对铁芯运动的速度进行检测，铁芯运动的速度需要达到一定的标准才能撞开分闸的弹簧，不然就是出现了故障。第三阶段是第二阶段的延续，铁芯在撞击了分闸之后，需要继续撞击合闸，同样的，铁芯必须达到一定的速度，才能产生使合闸关上的撞击力。如果铁芯不能达到应有的标准，代表高压断路器出现了问题。第四阶段就是切断电流的阶段，由于机器的运动的习惯性，通常在机器断电之时很容易产生故障，因此，这一阶段也需要仔细检测。分合闸电流波纹检测法把高压断路器的运行分阶段来进行检测，大大降低了检测难度，具有非常高的实用性。
结束语
高压断路器是电力系统中一定会用到的设备，这一设备起的作用非常重要，主要是对电力系统进行控制，保护整个系统在安全的状态下运行。如果高压断路器出现故障，就会对整个电力系统造成严重的损失，因此，高压断路器的机械特性检测与故障模式识别尤其重要。目前，我国在高压断路器的机械性检测与故障模式识别方面还存在一些问题，相关工作人员应该采取有效的措施促进高压断路器的机械性检测与故障模式的识别。
参考文献
[1] 程序，关永刚，张文鹏，唐诚.基于因子分析和支持向量机算法的高压断路器机械故障诊断方法[J].电工技术学报，2014（07）：209-215.
[2] 周远翔，赵健康，刘睿，陈铮铮，张云霄.高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J].高电压技术，2014（09）：2593-2612.
[关键词]高压断路器 机械 分析
中图分类号：TM561 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）34-0261-01
一 高壓断路器机械特性检测及故障模式识别存在的问题
当前，我国在高压断路器的机械特性检测与故障识别方面主要存在四个问题。第一，高压断路器的检测设备的传感系统存在缺陷，不能准确地检测高压断路器机械特性，也不能及时诊断出高压断路器的故障模式。针对这个问题，相关工作人员一定要选择合适的传感器来与高压断路器进行匹配，尽量提高二者的适应性，降低故障发生率。第二，现在的机械检测系统可以检测出高压传感器的合闸与分闸的特性曲线，还能检测出高压传感器的机械性能好坏，已经在以往的基础上取得了巨大的进步。但是，检测系统却判断不了高压断路器的故障部位，故障类型，以及故障模式。针对这一问题，相关工作人员一定要将最新的科技成果融入到检测系统中去，提高监测系统的性能。第三，现有的高压断路器的检测系统在数据处理方面存在问题，检测系统的数据处理模式太过简单，只能看到高压断路器机械运行时的一般数据，不能进行深入分析，找不到问题的关键。针对这一问题，相关工作人员必须深入研究，提高检测系统的数据分析能力，找出高压断路器的故障关键。第四，高压断路器的检测设备本身的使用寿命太短，市场的价格偏贵，一旦出了故障，维修非常困难，这严重影响了高压断路器的有效检测。针对这一问题，相关工作人员必须积极促进检测设备的优化升级，改造现有的检测设备，提高检测设备的性价比，降低检测设备的维修难度。
二 高压断路器的机械特性检测
（1） 对高压断路器行程-时间的检测
断路器的行程-时间检测就是指检测器以动触头的行程-时间特性曲线为依据，参照高压断路器运行的其他参数对高压断路器的来形成-时间特性进行检测。检测的主要内容包括，断路器的动触头和分闸运动所用的时间及行程，动触头运动的平均时和最短时间，动触头的刚分合速度等。目前，针对高压断路器这一项检测的依据主要是高压断路器的分别合闸速度，高压断路器的分合闸速度本身有一个合理的范围，如果分合闸速度高于这一范围，就会对高压断路器的零件带来冲击，降低高压断路器工作的有效性。如果高压断路器分合闸速度低于这一范围，就会使断路器发挥不了原本的保护与检测功能，对整个电力系统的安全稳定运行造成影响。目前，用于高压断路器的行程-时间特形进行检测的设备主要是光电式位移传感器，该设备的检测性能好，能有效控制高压断路器的分合闸速度，对高压断路器的检测起很大的作用。
（2） 对高压断路器振动信号的检测
高压断路器的振动信号检测一般是在机器运行的状态下对其进行检测，是一种不拆卸的检测方法。这种检测方法主要是针对高压断路器内部零件的运动是产生的振动信号进行检测，一般高压振动器在运动时内部的零件会产生摩擦或者不同程度的撞击，这些情况可能对高压断路器的运行造成影响。振动信号的检测可以快捷的找出机械结构上细微的变化，诊断出断路器的故障部位，及时进行处理。振动传感器有很多明显的优势，例如价格优惠、尺寸较小、几乎不受电磁波的干扰、非常灵敏。
（3） 对高压断路器分合闸电流的检测
高压断路器的第一级控制零件一般是电磁铁，控制电源一般为直流电源，而且高压断路器的基础零件主要包括弹簧、液压器等，这些零件在直流电的影响下很容易发生变形或者弯曲等现象，导致高压断路器的运行受到阻碍。据统计，因为高压断路器运行不畅造成的事故很多，总事故率大概为25%，因此高压断路器的分合闸电流检测非常重要。高压断路器分合闸电流的检测的主要对象包括高压断路器的铁芯行程，线圈的运行状态，高压断路器的分合闸电流的畅通情况等。高压断路器的分合闸电流检测可以保持高压断路器的稳定流畅运行，保护整个电力系统的安全。
三 高压断路器的故障模式识别方法
（1） 小波故障诊断法
小波故障诊断法的依据就是高压断路器信号突变代表着高压断路器出现了一定的问题，实际上，高压断路器的信号突变有两个最基本的含义，第一，高压断路器的运行幅值突然发生大变化，第二，高压断路器的运行频率发生大变化。因此，信号突变也要从两方面入手分析，第一，判断出信号突变的具体时间点，第二，判断出信号突变的具体类型。小波故障诊断法主要铜件信号检测的数据，对高压断路器的运行波纹进行局部解析，精确定位故障部位。小波分析的具体步骤如下，首先小波分析器将高压断路器的信号分解成一系列的小波波谱，以便分时段的仔细分析。第二，在分析低频区波纹时，机器会采用大尺度的小波来将信号的整体面貌重新呈现在我们眼前，放大每一个细节，以便我们仔细观察与分析。第三，在分析高频区的波纹时，机器采用的是正常尺度的小波来呈现信号面貌，因为高频区的信号突变在小波诊断器上会有非常明显的反应。第四，小波分析器会在从先信号信息时去除除机械运行以外的噪音，清晰地还原机械运行时的干净信号。小波分析法有很大的应用优势，它将信号波纹分段的技术可以帮我们准确的定位故障发生的时间，它采取的信号还原技术能够帮助我们准确的找到故障的位置，是高压断路器的故障诊断的有效方法。
（2） 分合闸电流波形诊断法
根据上文我们可知，高压断路器的分合闸对整个机器的安全稳定运行起着举足轻重的作用，因此，高压断路器的分合闸电流波形诊断也是一种非常重要且非常常见的诊断方法。分合闸线圈在控制高压断路器的运行方面起着关键性的作用，在进行分合闸电流波形诊断时，一般采用的是霍尔电流电压传感器，因为这类电压传感器不仅可以检测出分合闸电流的情况，还可以对整个高压断路器的电流系统进行检查，很容易发现分合闸之外的一些小问题。事实上，高压传感器的分合闸线圈运动有一个正常的波形范围，这个范围需要分四个阶段来分析。第一阶段就是铁芯的运动阶段，在这一阶段内主要检测的就是铁芯上端面与合闸锁扣装置撞击的波纹。第二阶段就是对铁芯运动的速度进行检测，铁芯运动的速度需要达到一定的标准才能撞开分闸的弹簧，不然就是出现了故障。第三阶段是第二阶段的延续，铁芯在撞击了分闸之后，需要继续撞击合闸，同样的，铁芯必须达到一定的速度，才能产生使合闸关上的撞击力。如果铁芯不能达到应有的标准，代表高压断路器出现了问题。第四阶段就是切断电流的阶段，由于机器的运动的习惯性，通常在机器断电之时很容易产生故障，因此，这一阶段也需要仔细检测。分合闸电流波纹检测法把高压断路器的运行分阶段来进行检测，大大降低了检测难度，具有非常高的实用性。
结束语
高压断路器是电力系统中一定会用到的设备，这一设备起的作用非常重要，主要是对电力系统进行控制，保护整个系统在安全的状态下运行。如果高压断路器出现故障，就会对整个电力系统造成严重的损失，因此，高压断路器的机械特性检测与故障模式识别尤其重要。目前，我国在高压断路器的机械性检测与故障模式识别方面还存在一些问题，相关工作人员应该采取有效的措施促进高压断路器的机械性检测与故障模式的识别。
参考文献
[1] 程序，关永刚，张文鹏，唐诚.基于因子分析和支持向量机算法的高压断路器机械故障诊断方法[J].电工技术学报，2014（07）：209-215.
[2] 周远翔，赵健康，刘睿，陈铮铮，张云霄.高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J].高电压技术，2014（09）：2593-2612.