开关设备是电力系统中的重要设备,其性能的可靠性直接关系到电力系统的可靠运行,而开关设备的可靠性在很大程度上取决于其机械操动系统的可靠性。因此对开关设备的机械故障及缺陷进行诊断是非常重要的,也是保证电力系统安全运行的重要措施。开关设备分、合闸线圈的电流中含有丰富的信息,可作为诊断机械故障的依据,通过对分、合闸操作线圈动作电流的监测,可以了解断路器二次控制回路的工作情况及机械操动机构状况等,因此分合闸线圈的电流是开关设备状态监测的一个重要内容。本论文通过建立分、合闸线圈电流的特征信息库,然后与实际检测到的分、合闸线圈电流信号进行比较分析计算,根据分合闸电流波形的时延、幅值特征及控制电源电压波形平稳性,判断开关的分、合闸线圈的工作状态,同时结合开关机械特性参量、触头温度等数据,可以预测开关操作回路的某些故障趋势,及时发现开关动作特性异常缺陷,防止设备缺陷的扩大导致系统故障。论文首先进行了开关设备故障机理分析,建立了开关设备分合闸线圈模型、电气及机械机构实验模型。其次,通过研究断路器动作过程中线圈储能、活塞运动、触头断开各阶段开关分合闸线圈电流波形的特征,建立开关设备分合闸线圈电流波形数据库。再次,通过研究开关设备分合闸电流线圈波形特性与操动机构故障对应关系,并应用曲元分析(CCA)与自组织神经网络(SOM)方法对开关设备故障及缺陷进行故障诊断和分析。然后,通过对分(合)线圈电流信号特性曲线测量,研究分、合闸线圈电流标准波形、开关设备缺陷与线圈电流波形的对应关系,为基于实测线圈电流波形判断开关设备缺陷提供依据,设计开发了开关设备智能检测终端及缺陷智能检测分析后台系统。最后,在多个试点开关设备安装运行开关设备缺陷智能检测分析系统,实时掌控开关设备状态,对开关设备缺陷及故障进行监测和预警,实现对开关设备的智能运检。论文的研究成果具有重要的意义,可以有效提高电网运行的安全性和供电可靠性,防止意外事故发生,杜绝人身伤亡和重大经济损失,提高人民用电满意度,促进社会和谐。