断路器是由灭弧室、操动机构等多个设备组合而成的,涉及电、磁、力学等多个方面,断路器自身的如下特性造成了在线监测和故障诊断的困难。
(1)工作状态的多样性
高压断路器应用于各种不同的场合和电压等级。有些断路器需要频繁开合,而有些则在投入后很少动作;有些在寿命期限内要多次开断短路电流,而有些则很少开断。
(2)产品结构的差异性
为了适应不同需要,高压断路器种类繁多,有油断路器、真空断路器和SF 6 断路器等,断路器产品在原理和结构上差别很大。结构上的差异性造成了故障形式的多样性,给在线监测和故障诊断造成困难。
(3)故障发生的随机性
同一种故障可能是由于不相关的多种原因造成的,而同一种原因也可能造成不同的故障,这给故障诊断造成困难。
由于监测、处理方法复杂、缺乏通用性,监测与诊断的手段不多,获取的信息也不够全面,在故障的诊断率和诊断的正确率、系统的稳定性等方面还存在问题。有的是由于过高的系统成本,有的是由于方法上的局限性,从而在目前不能被广泛使用。具体表现为:
① 在线监测系统不完善,多数都是针对单一或几个参数在线监测,不利于故障的诊断。
② 在线监测参数提取所采用的传感器不够精确,诊断精度不够高。
③ 故障诊断的方法不够完善,从而影响诊断效果。
多体动力学仿真软件ADAMS可以对断路器的弹簧操动机构进行仿真,为研究其机械性能、判断机械故障奠定了理论基础。已有学者用有限元理论对灭弧室内部的电场进行了仿真研究,但灭弧室内部的故障发生和发展的机理有待进一步研究。