2.4.2　环网柜及箱式配电站故障诊断方法

1.气室故障诊断方法

气室故障的主要情况为密封SF6气室由于各种原因发生SF6气体泄漏，造成气室内SF6气体密度不够，导致开关在正常运行时或操作中气室内部动静触头间发生放电短路故障。气室发生泄漏的主要位置是套管处，原因为电缆桩头由于受力较大，当电缆安装中存在外加应力或电缆没有牢固固定后，电缆桩头处长时间承受外力，造成气室与套管处发生裂纹，进而导致SF6气体泄漏。因此，气室故障也是电缆安装施工不良的另一种表现形式，解决整改措施主要还是规范电缆施工，减少电缆对于电缆桩头处的额外应力。另外，为了防止气室内SF6气体渗漏后不能正常灭弧，必须在环网开关面板上加装SF6气压仪和低气压闭锁功能，避免运行人员在操作时由于开关不能正常灭弧导致事故。

2.熔断器-负荷开关故障诊断方法

1）故障分析

环网柜中熔断器-负荷开关组合柜的动作原理为：当环网柜出线下级发生短路故障时，熔断器熔断后撞击器弹出，撞击通过连杆、连板等传动件来使负荷开关动作。分析熔断器-负荷开关组合柜故障主要原因为：由于连杆、连板等传动件之间配合不精密，自由行程过大，存在传递不到位的情况，因此在熔断器保护动作后，撞击器不能使负荷开关正常分闸。这种故障严重时将造成熔断器内电弧燃弧时间过长，在熔断器内积聚大量能量，最终导致熔断器爆炸。

2）诊断方法

对熔断器-负荷开关的配置需加强选型管理。在选择熔断器-负荷开关内的熔断器时，首先要按照环网柜生产厂家的使用说明书进行选型，关键的参数是负荷开关的转移电流，其次应合理选择撞击器：

（1）应选择撞击行程大于联动机构动作行程的熔断器。

（2）对于传动件为塑料等非刚性材料时，不能采用火药式撞击器的熔断器，应使用弹簧式撞击器的熔断器；最后要按照使用环境对熔断器的选择进行校验。①根据熔断器生产厂家的使用说明书来确定安装环境条件对熔断器的影响；②根据IEC标准，熔断器在环境温度为-25～40℃之间能正常工作，当环境温度低于-25℃时，熔断器的机械性能将受影响，当环境温度高于40℃时，每升高1℃，熔断器的额定电流应降低1%使用；③避免熔断器过载使用。

3.运行环境故障诊断方法

采用无线无缘传感器技术，感应取电，捆绑式安装于高压带电物体表面或接点处（如电缆头）的位置，传感器将采集到的实时温度信号传输到在线监测装置。通过该方法能够实现对环网柜载流母排、电缆室、电缆头和蓄电池组进行温度监测，防止环境条件的变化对环网柜及箱式配电站的正常运行。

4.操作机构故障诊断方法

如果环网柜操作机构故障是环境差引起的，就应该加强巡视以及维护方面的工作，从而能够使操作机构有效性得到保证。采集开关分合闸时的机械振动及开关分合闸时动触头（连杆）的运动波形，并与正常工作时的波形相比较，如果二者差异小，说明开关工作状态正常，如果差异较大，说明开关操动机构可能存在缺欠，及时发出告警，协助维运人员判断原因，及时排除，保证开关的正常动作。

5.局部放电监测

固体绝缘开关柜在装配的过程中，由于制造工艺上的限制或者人为因素而留下微小缺陷，在设备带电运行时在高电压、强电流作用下，易造成局部放电，使固体绝缘加速老化，严重时可造成固体绝缘的击穿，从而发生短路故障，严重威胁固体绝缘开关柜的安全运行。因此，应对固体绝缘开关柜的局部放电进行实时在线监测，及时了解绝缘结构的绝缘水平变化趋势，及时发现可能存在的绝缘瑕疵或隐患，进而采取必要措施，避免绝缘彻底丧失（即短路故障）。由此可见，局部放电监测是固体绝缘开关柜智能终端非常重要的功能之一。开关柜局部放电特高频法是局部放电监测的一种新型方法，可以用于电力设备局部放电类缺陷的检测、定位和故障类型识别。

6.操作控制回路状态监测

实时监测二次控制回路和操作回路的完好性，如果二次回路发生断线，或者回路中电流、电压值异常，会发出告警信号，通知现场工作人员进行快速处理。

7.统计开断电流数值

配电智能终端通过电流、电压传感器获取开关开断时电流、电压的实时数据，采用可行的智能算法，实现对开关剩余开断寿命的评估，便于维运人员判断开关的开断能力能否满足下次安全动作。

8.分合闸线圈电流波形监测和故障判断

实时监测开关分合闸线圈电流波形，及时了解判断分合闸回路及线圈工作状态，时刻为固体绝缘开关柜的开关分合闸动作做好准备。当发生开关操作故障时，能够帮助判断开关故障原因，从而为维运人员抢修节省宝贵时间。

9.故障诊断与预测性寿命评估

基于边缘计算与云端处理，开展基于数据的诊断与预测性维护，不中断设备运行。基于温度数据、放电声音、天气信息、绝缘关系、温升信息与负荷关系等，融合分析数据源，建立开关设备故障机理模型，实现故障前预警。此外，通过累计固体绝缘开关柜使用年数、使用次数及断路故障次数，加上所检测到的其他参数，能够对固体绝缘开关柜剩余寿命做出科学可靠的评估。