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[摘要]作为以高压开关为主的成套电器装置，高压开关柜主要用于配电系统，对电能进行接收和分配，同时，还能够对线路进行实时的控制、测量和保护与调整，因此高压开关柜被认为是电力系统中最为重要的电气设备之一。但是，当高压开关柜在运行时，运行状态并不是完全稳定的，会在特地的环境下出现恶化的情况，继而使电力系统出现故障成为可能，这不但增加了维修成本，还会对企业的发展产生极为不利的影响。基于此，本文对高压开关柜的过温监测与运行维护问题进行分析和讨论，旨在通过本文的工作，为相关工作的顺利进行提供一定的有价值的信息。
[关键词]高压开关柜 过温监测 运行维护 故障检修
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）07-0011-01
近年来，随着配电网络自动化程度的的不断加深，社会对供电可靠性的要求越来越高，在这种情况下，开关柜就成为业界关注的焦点，对其提出的要求也越来越苛刻。尤其是在无人值守的情况下，开关柜的运行状态就成为重中之重，如何对其运行状态进行实时的监视就变得异常重要[1]。当然，在传感技术、微电子技术以及计算机技术与信息技术的支撑下，在工业领域高压、智能的开关柜得到了越来越广泛的成功应用，这为企业的发展和社会的有效运行提供了一个良好的条件。作为以高压开关为主的成套电器装置，高压开关柜主要用于配电系统，对电能进行接收和分配，同时，还能够对线路进行实时的控制、测量和保护与调整，因此高压开关柜被认为是电力系统中最为重要的电气设备之一。但是，当高压开关柜在运行时，运行状态并不是完全稳定的，会在特地的环境下出现恶化的情况，继而使电力系统出现故障成为可能，这不但增加了维修成本，还会对企业的发展产生极为不利的影响。基于此，本文对高压开关柜的过温监测与运行维护问题进行分析和讨论，旨在通过本文的工作，为相关工作的顺利进行提供一定的有价值的信息。
1 高压开关柜过温监测系统的工作原理与告警系统设计
高压开关柜过温监测系统首先由现场监测模块对信号数据进行采集，然后通过网络总线将数据传输至控制室的终端，以此形成高压开关柜的数据库，最后通过计算机数字信号处理技术，对高压开关的各个参数进行计算，并据此给出各种参数的波形，高压开关柜的工作状态也就因此而显现[2]。其具体的工作原理为：在开关柜内部的易过温点安装特定的气体存储与释放装置，如果开关柜处于正常的运行状态，气体将处于完全密封状态；而当触头的连接处出现过温时，气体将释放装置动作，储存的气体被释放。此时，该气体在扩散的过程中，将被安装在柜体角落的气体探头检测到，这些气体探头会对气体浓度进行计算，将其转换为电信号，并输出到现场测控单元。接下来，现场测控单元会把电信号和设置的阈值进行比较，做出是否发出告警信号的决策（见图1）。
1.2 气体检测及告警系统的设计
在过温监测系统中，整个开关柜的工作不需要任何附加电源的支持，并且高压部分可以通过气体进行直接的信息传递，也不需要任何线路的链接[3]，因此，整个系统的设计都是飞铲简洁易行的。需要引起重视的是，在过温监测系统中，以下问题是重中之重：气体的选取、存储与释放方式的设计，检测模块的设计和告警装置的设计，这些都是关键的问题。在告警信号的释放过程中，信号可以在现场进行告警提示，也可以通过网络传送到后台或者远方服务器终端，为运行调度人员提供信息[4]。在气体检测方面，需要对气体传感器和现场控制单元进行设计。由于开关柜内部具有强电磁场工作环境的特征，因此，建议选择抗电磁干扰能力强的单片机为中央处理器，这样不但能够适应系统的应用需求，还能简化外围电路。
2 高压开关柜的故障表现与维护
2.1 高压开关柜的故障表现
2.2 故障诊断方法
高压开关柜故障的诊断方法主要有以下几种：（1）逻辑诊断。这种诊断方法简单明了，应用广泛，但它把问题简单化了，诊断准确率相对较低；（2）阈值诊断。阈值诊断是依据特征量能否超过阈值来判断设备的状态，该方法比较简单，但是判断较为粗糙，错误概率较大；（3）时域波形诊断。该类诊断是把测得的物理量随时间变化的曲线同样板对照来判断设备的状态；（4）模糊诊断。其中，模糊性可以通过模糊集合论方法解决[6]。在该类诊断中，可以考虑使用隶属度来表示故障的严重程度，而诊断规则则由模糊关系矩阵来进行体现，该矩阵直接反映了故障状态与特征之间的因果關系；（5）统计诊断。这种方法往往需要大量的实验数据作支撑，但是作为一种基于图形的诊断，一般不适用于现场诊断。
2.3 故障诊断步骤
首先，确定目标信息。目标信息来自特定的传感器，选取的特征量包括零序电流、负序电流等。
其次，要计算质量函数。此时，需要采用概率的方法，将特征转换为质量函数。因系统与传统的贝叶斯分类法存在很大的相似性，因此，目标属于每一类的概率需要通过目标特征值和每一类的标准特征值相比较计算得出。同时，为了简化计算，需要假设特征值的概率符合高斯分布，并进一步的对假设概率进行归一化，使其符合质量函数的要求。
再次，进行融合处理。即充分利用目标信息，对每一个特征将六个传感器的信息融入其中，然后通过排融合后的质量函数再进行不同特征之间的融。
最后，制定目标。此时，可以通过决策逻辑来判定目标的类别，也可以通过可信度与似然度确定信任区间。
3 结束语
随着我国经济的快速发展，高压开关柜市场需求量越来越大，同时也对高压开关设备提出了更高的要求。因此，不但要对其进行过温监测以保证其稳定的状态外，还要对其运行状况进行维护，使工业生产能够顺利的进行。当然，高压开关柜的发展趋势也是十分显然的，在未来，定会向着智能化、高可靠性、少维护的方向发展。
参考文献
[1] 杨志淳，乐健，靳超，刘开培.基于气体传感的中高压开关柜过温监测系统[J].供用电，2011（1）：1-4.
[2] 张平.高压开关柜的发展与现状分析[J].中国科技信息，2007（24）：89-90.
[3] 孟兆明，赵升平.高压柜的现场监测和故障诊断[J].机械工程与自动化，2004（2）：92-94.
[4] 张秀娟，孟祥忠.智能化高压开关柜监控与故障诊断技术的研究[J].煤矿机电，2004（5）：58-61.
[5] 周冰.10kV 手车式高压开关柜的运行与维护[J].装备制造技术，2009（1）：97-98.
[6] 郑丰隆，徐乐年，乔志刚，等.对BGP9L-6G高压配电开关装置的系统监测和自动控制[J].煤矿机械，2003（5）：62-64.
[关键词]高压开关柜 过温监测 运行维护 故障检修
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）07-0011-01
近年来，随着配电网络自动化程度的的不断加深，社会对供电可靠性的要求越来越高，在这种情况下，开关柜就成为业界关注的焦点，对其提出的要求也越来越苛刻。尤其是在无人值守的情况下，开关柜的运行状态就成为重中之重，如何对其运行状态进行实时的监视就变得异常重要[1]。当然，在传感技术、微电子技术以及计算机技术与信息技术的支撑下，在工业领域高压、智能的开关柜得到了越来越广泛的成功应用，这为企业的发展和社会的有效运行提供了一个良好的条件。作为以高压开关为主的成套电器装置，高压开关柜主要用于配电系统，对电能进行接收和分配，同时，还能够对线路进行实时的控制、测量和保护与调整，因此高压开关柜被认为是电力系统中最为重要的电气设备之一。但是，当高压开关柜在运行时，运行状态并不是完全稳定的，会在特地的环境下出现恶化的情况，继而使电力系统出现故障成为可能，这不但增加了维修成本，还会对企业的发展产生极为不利的影响。基于此，本文对高压开关柜的过温监测与运行维护问题进行分析和讨论，旨在通过本文的工作，为相关工作的顺利进行提供一定的有价值的信息。
1 高压开关柜过温监测系统的工作原理与告警系统设计
高压开关柜过温监测系统首先由现场监测模块对信号数据进行采集，然后通过网络总线将数据传输至控制室的终端，以此形成高压开关柜的数据库，最后通过计算机数字信号处理技术，对高压开关的各个参数进行计算，并据此给出各种参数的波形，高压开关柜的工作状态也就因此而显现[2]。其具体的工作原理为：在开关柜内部的易过温点安装特定的气体存储与释放装置，如果开关柜处于正常的运行状态，气体将处于完全密封状态；而当触头的连接处出现过温时，气体将释放装置动作，储存的气体被释放。此时，该气体在扩散的过程中，将被安装在柜体角落的气体探头检测到，这些气体探头会对气体浓度进行计算，将其转换为电信号，并输出到现场测控单元。接下来，现场测控单元会把电信号和设置的阈值进行比较，做出是否发出告警信号的决策（见图1）。
1.2 气体检测及告警系统的设计
在过温监测系统中，整个开关柜的工作不需要任何附加电源的支持，并且高压部分可以通过气体进行直接的信息传递，也不需要任何线路的链接[3]，因此，整个系统的设计都是飞铲简洁易行的。需要引起重视的是，在过温监测系统中，以下问题是重中之重：气体的选取、存储与释放方式的设计，检测模块的设计和告警装置的设计，这些都是关键的问题。在告警信号的释放过程中，信号可以在现场进行告警提示，也可以通过网络传送到后台或者远方服务器终端，为运行调度人员提供信息[4]。在气体检测方面，需要对气体传感器和现场控制单元进行设计。由于开关柜内部具有强电磁场工作环境的特征，因此，建议选择抗电磁干扰能力强的单片机为中央处理器，这样不但能够适应系统的应用需求，还能简化外围电路。
2 高压开关柜的故障表现与维护
2.1 高压开关柜的故障表现
2.2 故障诊断方法
高压开关柜故障的诊断方法主要有以下几种：（1）逻辑诊断。这种诊断方法简单明了，应用广泛，但它把问题简单化了，诊断准确率相对较低；（2）阈值诊断。阈值诊断是依据特征量能否超过阈值来判断设备的状态，该方法比较简单，但是判断较为粗糙，错误概率较大；（3）时域波形诊断。该类诊断是把测得的物理量随时间变化的曲线同样板对照来判断设备的状态；（4）模糊诊断。其中，模糊性可以通过模糊集合论方法解决[6]。在该类诊断中，可以考虑使用隶属度来表示故障的严重程度，而诊断规则则由模糊关系矩阵来进行体现，该矩阵直接反映了故障状态与特征之间的因果關系；（5）统计诊断。这种方法往往需要大量的实验数据作支撑，但是作为一种基于图形的诊断，一般不适用于现场诊断。
2.3 故障诊断步骤
首先，确定目标信息。目标信息来自特定的传感器，选取的特征量包括零序电流、负序电流等。
其次，要计算质量函数。此时，需要采用概率的方法，将特征转换为质量函数。因系统与传统的贝叶斯分类法存在很大的相似性，因此，目标属于每一类的概率需要通过目标特征值和每一类的标准特征值相比较计算得出。同时，为了简化计算，需要假设特征值的概率符合高斯分布，并进一步的对假设概率进行归一化，使其符合质量函数的要求。
再次，进行融合处理。即充分利用目标信息，对每一个特征将六个传感器的信息融入其中，然后通过排融合后的质量函数再进行不同特征之间的融。
最后，制定目标。此时，可以通过决策逻辑来判定目标的类别，也可以通过可信度与似然度确定信任区间。
3 结束语
随着我国经济的快速发展，高压开关柜市场需求量越来越大，同时也对高压开关设备提出了更高的要求。因此，不但要对其进行过温监测以保证其稳定的状态外，还要对其运行状况进行维护，使工业生产能够顺利的进行。当然，高压开关柜的发展趋势也是十分显然的，在未来，定会向着智能化、高可靠性、少维护的方向发展。
参考文献
[1] 杨志淳，乐健，靳超，刘开培.基于气体传感的中高压开关柜过温监测系统[J].供用电，2011（1）：1-4.
[2] 张平.高压开关柜的发展与现状分析[J].中国科技信息，2007（24）：89-90.
[3] 孟兆明，赵升平.高压柜的现场监测和故障诊断[J].机械工程与自动化，2004（2）：92-94.
[4] 张秀娟，孟祥忠.智能化高压开关柜监控与故障诊断技术的研究[J].煤矿机电，2004（5）：58-61.
[5] 周冰.10kV 手车式高压开关柜的运行与维护[J].装备制造技术，2009（1）：97-98.
[6] 郑丰隆，徐乐年，乔志刚，等.对BGP9L-6G高压配电开关装置的系统监测和自动控制[J].煤矿机械，2003（5）：62-64.