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2 开关柜故障诊断方案设计
2.1故障特征量监测
分析了影响开关柜运行工况的特征量选择。开关柜由母线室、断路器手车室、电缆室、继电保护仪表室组成，故障特征量分为电气量（电压、电流等）和环境因素（温度、湿度等），见表1。
开关柜故障特征量的选取采用以下原则。
（1）母线室内母线与断路器连接处温度、断路器触头温度、电缆接头温度来用光纤温度传感器采集数据。
（2）母线室、手车室、电缆室的温度、湿度采用温湿度传感器采集数据。
（3）电流及电压有效值采用变电站监控系统采集的测量数据。
（4）电流互感器安装距离数据为设计固定参数。
表1中，DS1、DS2反映母线工作环境；DS3反映能引起连接处温度升高的接触问题；DS4、DS5反映电网内外部故障状态；DS6、DS7反映断路器手车室工作环境；DS8反映断路器开断能力和相对电磨损程度；DS9反映局部放电以及负荷输出程度等引起的温度变化；DS10、DS11反映电缆室工作环境；DS12反映电缆绝缘损坏等引起的接头温度变化；DS13反映电缆或外部线路绝缘损坏或故障引起的电缆接头温度上升；DS14反映开关柜绝缘情况。
2.2基于特征值的评估数据
论述了常规的特征量评估方法，包括阀值法、趋势法和指纹法。阀值法主要检查特征量的阀值限制要求，符合标准认为满足条件，同时也关注参量的发展态势，根据呈现的态势作进一步变化分析。指纹法主要反映参量与指纹相比是否发生变化。
母线与断路器连接处温度、断路器触头温度以及电缆接头温度与负载电流大小、环境温度、连接处连接状况以及绝缘情况有关。正常开关柜在额定情况下运行时，断路器触头温度（Tc）不会超过限定值Tc、alm（普通为105℃，镀银为110℃），一旦超过就会危及开关柜的安全稳定运行。通常，通过降低负载电流来限制Tc，因此Tc不仅关系到运行可靠性，也关系到负载能力。
基于Tc的断路器触头采用阀值评估法，最大负载应满足TC < TC、atm，采用热极限系数H = Tc×Tc×TC、alm×100%，温升△Tc来评估；采用指纹法描述A、B、C三相温度差异。数据评估结果见表2。
母线与断路器连接处温度（动静触头温度）评估方法与断路器触头温度评估方法类似，根据GB/T 11022相关规定，温升△TCL与隔离触头的材料、表面处理、绝缘方式有关。若采用铜触头表面镀银结构，则温升不得超过65K，数据评估结果见表3。
在电缆连接头的评估中，根据经验，正常运行情况下允许温升△TCD一般不超过50K（环境温度为40K），评估方法同上。
开关柜局部放电在正常运行情况下一般低于IOPC、但是随着运行电压升高、绝缘状况恶化及环境湿度增大，放电水平会提高。而放电水平提高会进一步导致绝缘状况恶化，因此局部放电影响到开关柜的运行情况。开关柜的评估策略比较明确，可采用趋势法。数据评估结果见表4 、Pylm表示预警值，根据经验数据选取30pC；P、为告警值，根据经验数据可采用80pC。正常运行情况下，局部放电对负载可靠性影响可忽略。
开关柜运行电压、电流数据反映开关柜负载运行情况。开关柜额定运行电压、电流因设备型号的不同而不同。对于一定电压等级的开关柜，可用阀值法来评估开关运行可靠性。数据评估结果见表5 、UZ为运行电压，Un为开关柜额定电压。
对运行电流、温度数据的评估，一般描述为满足一定热稳定条件下，流过开关柜的最大工作电流。引人温升负荷系数（x=△P％/△T）来评估电流量特征数据。根据指纹数据评估，定义环境温度为40℃，负载每增加△P007温度上升△T，推荐告警值x=1. 8，预警值x=1. 2。数据评估结果见表6。
开关柜母线室、断路器手车室、电缆室的湿度采用相同的评估标准。湿度是开关柜运行的关键影响因素，湿度过高容易引起开关柜局部放电，过低容易引起干燥效应。对湿度的评估参考局部放电情况。以空气作为绝缘介质，开关柜元件间及元件与地间距离具体规定见表7（以35kV开关柜为例）。
若最小值满足表7规定，则认为正常，可靠性为100％；若最小值低于表7规定，则认为不可靠，可靠性为60％。
