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【摘要】高压开关柜是电力系统中的重要组成部分，对保障电力系统正常运行具有十分重要作用。同时，高压开关柜引发的事故也会给整个电力系统造成重大损失。因此，本文基于高压开关柜常见的在线监测方法，重点分析了故障的表现、原因以及诊断策略，以期为促进电力系统的安全运行提供一定指导意义。
【关键词】高压开关柜；电力系统；在线监测；故障
0引言
高压开关柜在电力系统的运行中发挥着重要作用，在发电、输电、电能转换以及消耗过程中，起着通断、控制和保护作用。作为一种关键的电气设备，高压开关柜能否安全运行，关系着整个电力系统的运行效率。同时，科学的在线监测方法有利于及时发现高压开关柜运行中的隐患，正确的诊断策略也有助于促进高压开关柜的安全运行。
1高压开关柜的在线监测方法
高压开关柜具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能[1]。其在发电厂、变电站以及住宅小区等场所得到广泛地应用。同时，为了能够更好地满足交流金属在封闭开关设备时的相关要求，高压开关柜主要是由断路器和柜体两个部分组成。其中柜体主要是由壳体、各种机构以及电器元件等组成。
目前，各单位对高压开关柜的在线监测方法主要有压力传感器监测、位移传感器监测、温度传感器监测以及振动传感器监测等。本文主要探讨振动传感器监测和温度传感器监测方法。
1.1振动传感器监测方法
振动传感器在线监测技术主要讲电力系统中的机械量进行吸收，并且能够转化成相关比例的电量。作为一种机电转换装置，振动传感器重点是将原始的机械量通过相关的测量，进而在机械吸收的过程中不断地接收，最终由机电变换部分转化成充足的电量。因此，振动传感器的在线监测效果主要由机械接收部分和机电变化部分的工作情况来衡量的。
例如，在对高压开关柜的断路器进行在线监测过程中，振动传感器能够将每一个瞬态波形的反应情况进行集中，从而形成丰富的设备状态信息。作为对设备内部多种机制的反应，电力系统内部的储能机构、四连杆机构等内部构件的运行，能够完整地反应断路器运行状态的变化。振动传感器通过发出各种振动信号，从而方便工作人员及时地发现断路器故障的源头。比如，合闸和分闸的过程中的监测。工作人员根据相关的电路测量原理可以发现，断路器断口的上下接线端子在短路合上时，信号线上就会自动流经部分电流。
在电流经过期间，光电隔离器和电压比较器会相应地输出高电平信号。相反，当断路器分开时，电流无法经过信号线，其输出的信号为低电平。因此，监测人员在对高压开关柜的断路器进行监测时，需要以操作线圈的电流信号作为参考依据，认真地分析各个断口上分闸和合闸之间的差值，从而保障断路器的正常运行。
1.2温度传感器监测方法
温度传感器的监测主要是借助能够感受的温度，从而转化成可用的输出信号[2]。由于金属在一定的环境温度变化之后，会产生一个相应的衍生，从而可以利用各种方式，对不同的反应进行信号的转换工作。在温度逐渐升高的过程中，金属管的长度也会慢慢地增加。相反，不膨胀的钢杆长度保持不变。因此，当两者之间的位置发生变化时，金属管的线性膨胀就可以进行相互之间地转化，从而形成一种新的输出信号。
在高压开关柜中温度传感器的应用主要用于对母线连接部分的温度升降情况的测量。由于母线在高压开关柜中处于高电位，因此给母线的温度测量带来一定困难。温度传感器的监测主要是通过借助传统的接触式温度传感器，在进行温度测量之后，将安装在高压母线上的传感器的信号进行处理。电源则会从高压母线中获得相应的感应线圈，信号在经过系统的数字编码之后，会开始逐渐地控制红外发射管，通过解码器可以得到相应的温度数据。
因此，温度传感器监测方法通过敢问元件传输出来的光纤，从而能够有效地反应高压开关柜中母线连接不稳的电磁干扰障碍，同时便于工作人员进行及时地处理。
2高压开关柜的故障探究
高压开关柜运行中出现的故障会破坏整个电力系统的安全运行。因此，加强对高压开关柜运行中的常见故障的分析，对提高高压开关柜的运行效率具有积极意义。
2.1高压开关柜的常见故障表现和因素分析
目前，我国的电力系统中高压开关柜主要分为两大类。从高压开关柜安置的环境来看，其主要分为户外式和户内式。比如10KV变电站的运行多采用户内式的方式。从高压开关柜的使用情况来看，高压开关柜可分为固定式和移开式。高压开关柜的常见故障主要表现在以下几个方面：
首先，高压开关柜在运行过程中由于二次接线接触不良，或者相关的接线程序不正确造成端子出现松动情况。同时，相关操作人员的操作不当，会造成拒动和误动的故障。这种故障是高压开关柜中较为常见的一种表现形式。尤其是当传动系统中的零部件出现位移或者变形的情况，极易给系统带来安全隐患。断路器作为高压开关柜中的一个重要组成部分，如果出现短路情况，就会造成开断和关合故障。这种故障主要和两种类型的断路器有关，分别是真空断路器和少油断路器。其中，前者主要由于真空度的降低以及陶瓷管的破裂等，会给断路器造成严重的危害。后者主要是由于开断能力削弱以及线路烧损等，从而引起断路器的短路。
其次，当高压开关柜的隔离插头之间接触不良时，会出现触头烧融现象。同时，高压开关柜还极易出现绝缘故障。此种类别的障碍与各种电压以及绝缘程度有关。作为一种使用较为广泛、数量较多的开关设备，高压开关柜在设计、制造以及安装等方面都会存在不同程度的问题，从而造成电路故障。绝缘故障的出现，往往会造成严重的后果。尤其是手车式开关柜的应用，当一台设备出现故障，往往会对邻柜产生相关影响。高压开关柜出现绝缘故障主要和以下因素有关：相关绝缘件的老化、不安规则操作、大气过电压、以及在进行电路维护时相关物件的遗留等。
最后，外在因素的影响也会造成高压开关柜的运行障碍。比如由不明物体的撞击所导致的外力障碍，因地质灾害等自然因素所造成的其他障礙等。 2.2高压开关柜的故障诊断策略
通过对高压开关柜的常见障碍及诱发机制进行分析，从而有助于相关人员进行更准确的故障诊断。高压开关柜的故障诊断方法在经过不断地更新和升级之后，有效地克服了传统的各种化学和物理诊断方法的缺陷，极大地提高了故障诊断的准确性和效率。尤其是随着互联网时代的到来，人工智能化的相关理论逐渐趋于成熟，因而给高压开关柜的故障诊断提供了良好机遇。因此，本文主要探讨的是有关人工智能的故障诊断策略。
人工智能故障诊断策略主要依赖于相关系统的设计。根据国家智能电网中对高压电器设备的相关监测标准，人工智能诊断系统的设计主要分为两个部分（如下图2所示），分别是对故障知识的学习和对故障的诊断。
用户
专家
人机交互接口操作界面
知识管理
知识获得
知识验证
诊断结论
诊断分析
诊断预防
处理方案
故障表现
故障原因
故障规则
图2：人工智能故障诊断系统示意图
从图2可以看出，人工智能故障诊断系统的设计与应用主要借助互联网平台，对高压开关柜在运行中可能出现的故障以及原因和相关规则进行分析，从而极大地提高了相关人员的工作效率。其中，故障诊断专家需要对故障的相关知识进行全面地掌握，因此，在人工智能故障诊断系统中需要建立故障现象、故障原因以及故障规则三个模块。这三个模块构成了故障知识体系，以便于故障诊断专家快速查出问题。同时，人工智能故障诊断系统还能够对每一次的诊断进行历史记录，以方便下一次的故障预测和分析[3]。
同时，在知识管理、知识获得以及知识验证三个模块中，每一个模块都负责具体的诊断工作。其中，在知识管理中，系统主要是对用户的相关权限以及账号等进行管理，从而便于知识的获得等。在知识获得模块中，诊断专家负责将该领域中的相关知识和经验转化为互联网可输出的形式，从而在知识管理模块的影响下，形成一定的故障规则。
此外，診断结论、诊断预防以及处理方案三个模块则是用户在系统故障现象出现之后，凭借相关的知识和人机交互的优点，从而可以得出高压开关柜出现故障的原因，确定相关的处理方案，最终形成诊断报告，以供维护人员参考。
因此，人工智能诊断系统的应用在高压开关柜的故障诊断过程中发挥着不可替代的作用。
3.结语
综上所述，高压开关柜的在线监测和故障诊断对促进系统的安全运行具有重要影响。因此，相关工作人员要从实际出发，利用科学的在线监测方法，对高压开关柜设备的故障原因进行具体分析，从而认真地做好故障诊断工作，最终保障整个电力系统的安全、平稳地运行。
【参考文献】
[1]黄绍平，赵毅君，智能型高压开关柜硬件系统设计[J]；湖南工程学院学报（自然科学版）.2012，02（02）：102-103.
[2]曾中伟，马铁牛，对封闭式高压柜的运行现状与接头发热事故的分析[J]；内蒙古科技与经济.2010，01（01）：36.
[3]高术人，KYN18A-12智能型高压开关柜在大型水利提灌工程中的应用[J]；甘肃科技纵横.2010，05（01）：70.
【关键词】高压开关柜；电力系统；在线监测；故障
0引言
高压开关柜在电力系统的运行中发挥着重要作用，在发电、输电、电能转换以及消耗过程中，起着通断、控制和保护作用。作为一种关键的电气设备，高压开关柜能否安全运行，关系着整个电力系统的运行效率。同时，科学的在线监测方法有利于及时发现高压开关柜运行中的隐患，正确的诊断策略也有助于促进高压开关柜的安全运行。
1高压开关柜的在线监测方法
高压开关柜具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能[1]。其在发电厂、变电站以及住宅小区等场所得到广泛地应用。同时，为了能够更好地满足交流金属在封闭开关设备时的相关要求，高压开关柜主要是由断路器和柜体两个部分组成。其中柜体主要是由壳体、各种机构以及电器元件等组成。
目前，各单位对高压开关柜的在线监测方法主要有压力传感器监测、位移传感器监测、温度传感器监测以及振动传感器监测等。本文主要探讨振动传感器监测和温度传感器监测方法。
1.1振动传感器监测方法
振动传感器在线监测技术主要讲电力系统中的机械量进行吸收，并且能够转化成相关比例的电量。作为一种机电转换装置，振动传感器重点是将原始的机械量通过相关的测量，进而在机械吸收的过程中不断地接收，最终由机电变换部分转化成充足的电量。因此，振动传感器的在线监测效果主要由机械接收部分和机电变化部分的工作情况来衡量的。
例如，在对高压开关柜的断路器进行在线监测过程中，振动传感器能够将每一个瞬态波形的反应情况进行集中，从而形成丰富的设备状态信息。作为对设备内部多种机制的反应，电力系统内部的储能机构、四连杆机构等内部构件的运行，能够完整地反应断路器运行状态的变化。振动传感器通过发出各种振动信号，从而方便工作人员及时地发现断路器故障的源头。比如，合闸和分闸的过程中的监测。工作人员根据相关的电路测量原理可以发现，断路器断口的上下接线端子在短路合上时，信号线上就会自动流经部分电流。
在电流经过期间，光电隔离器和电压比较器会相应地输出高电平信号。相反，当断路器分开时，电流无法经过信号线，其输出的信号为低电平。因此，监测人员在对高压开关柜的断路器进行监测时，需要以操作线圈的电流信号作为参考依据，认真地分析各个断口上分闸和合闸之间的差值，从而保障断路器的正常运行。
1.2温度传感器监测方法
温度传感器的监测主要是借助能够感受的温度，从而转化成可用的输出信号[2]。由于金属在一定的环境温度变化之后，会产生一个相应的衍生，从而可以利用各种方式，对不同的反应进行信号的转换工作。在温度逐渐升高的过程中，金属管的长度也会慢慢地增加。相反，不膨胀的钢杆长度保持不变。因此，当两者之间的位置发生变化时，金属管的线性膨胀就可以进行相互之间地转化，从而形成一种新的输出信号。
在高压开关柜中温度传感器的应用主要用于对母线连接部分的温度升降情况的测量。由于母线在高压开关柜中处于高电位，因此给母线的温度测量带来一定困难。温度传感器的监测主要是通过借助传统的接触式温度传感器，在进行温度测量之后，将安装在高压母线上的传感器的信号进行处理。电源则会从高压母线中获得相应的感应线圈，信号在经过系统的数字编码之后，会开始逐渐地控制红外发射管，通过解码器可以得到相应的温度数据。
因此，温度传感器监测方法通过敢问元件传输出来的光纤，从而能够有效地反应高压开关柜中母线连接不稳的电磁干扰障碍，同时便于工作人员进行及时地处理。
2高压开关柜的故障探究
高压开关柜运行中出现的故障会破坏整个电力系统的安全运行。因此，加强对高压开关柜运行中的常见故障的分析，对提高高压开关柜的运行效率具有积极意义。
2.1高压开关柜的常见故障表现和因素分析
目前，我国的电力系统中高压开关柜主要分为两大类。从高压开关柜安置的环境来看，其主要分为户外式和户内式。比如10KV变电站的运行多采用户内式的方式。从高压开关柜的使用情况来看，高压开关柜可分为固定式和移开式。高压开关柜的常见故障主要表现在以下几个方面：
首先，高压开关柜在运行过程中由于二次接线接触不良，或者相关的接线程序不正确造成端子出现松动情况。同时，相关操作人员的操作不当，会造成拒动和误动的故障。这种故障是高压开关柜中较为常见的一种表现形式。尤其是当传动系统中的零部件出现位移或者变形的情况，极易给系统带来安全隐患。断路器作为高压开关柜中的一个重要组成部分，如果出现短路情况，就会造成开断和关合故障。这种故障主要和两种类型的断路器有关，分别是真空断路器和少油断路器。其中，前者主要由于真空度的降低以及陶瓷管的破裂等，会给断路器造成严重的危害。后者主要是由于开断能力削弱以及线路烧损等，从而引起断路器的短路。
其次，当高压开关柜的隔离插头之间接触不良时，会出现触头烧融现象。同时，高压开关柜还极易出现绝缘故障。此种类别的障碍与各种电压以及绝缘程度有关。作为一种使用较为广泛、数量较多的开关设备，高压开关柜在设计、制造以及安装等方面都会存在不同程度的问题，从而造成电路故障。绝缘故障的出现，往往会造成严重的后果。尤其是手车式开关柜的应用，当一台设备出现故障，往往会对邻柜产生相关影响。高压开关柜出现绝缘故障主要和以下因素有关：相关绝缘件的老化、不安规则操作、大气过电压、以及在进行电路维护时相关物件的遗留等。
最后，外在因素的影响也会造成高压开关柜的运行障碍。比如由不明物体的撞击所导致的外力障碍，因地质灾害等自然因素所造成的其他障礙等。 2.2高压开关柜的故障诊断策略
通过对高压开关柜的常见障碍及诱发机制进行分析，从而有助于相关人员进行更准确的故障诊断。高压开关柜的故障诊断方法在经过不断地更新和升级之后，有效地克服了传统的各种化学和物理诊断方法的缺陷，极大地提高了故障诊断的准确性和效率。尤其是随着互联网时代的到来，人工智能化的相关理论逐渐趋于成熟，因而给高压开关柜的故障诊断提供了良好机遇。因此，本文主要探讨的是有关人工智能的故障诊断策略。
人工智能故障诊断策略主要依赖于相关系统的设计。根据国家智能电网中对高压电器设备的相关监测标准，人工智能诊断系统的设计主要分为两个部分（如下图2所示），分别是对故障知识的学习和对故障的诊断。
用户
专家
人机交互接口操作界面
知识管理
知识获得
知识验证
诊断结论
诊断分析
诊断预防
处理方案
故障表现
故障原因
故障规则
图2：人工智能故障诊断系统示意图
从图2可以看出，人工智能故障诊断系统的设计与应用主要借助互联网平台，对高压开关柜在运行中可能出现的故障以及原因和相关规则进行分析，从而极大地提高了相关人员的工作效率。其中，故障诊断专家需要对故障的相关知识进行全面地掌握，因此，在人工智能故障诊断系统中需要建立故障现象、故障原因以及故障规则三个模块。这三个模块构成了故障知识体系，以便于故障诊断专家快速查出问题。同时，人工智能故障诊断系统还能够对每一次的诊断进行历史记录，以方便下一次的故障预测和分析[3]。
同时，在知识管理、知识获得以及知识验证三个模块中，每一个模块都负责具体的诊断工作。其中，在知识管理中，系统主要是对用户的相关权限以及账号等进行管理，从而便于知识的获得等。在知识获得模块中，诊断专家负责将该领域中的相关知识和经验转化为互联网可输出的形式，从而在知识管理模块的影响下，形成一定的故障规则。
此外，診断结论、诊断预防以及处理方案三个模块则是用户在系统故障现象出现之后，凭借相关的知识和人机交互的优点，从而可以得出高压开关柜出现故障的原因，确定相关的处理方案，最终形成诊断报告，以供维护人员参考。
因此，人工智能诊断系统的应用在高压开关柜的故障诊断过程中发挥着不可替代的作用。
3.结语
综上所述，高压开关柜的在线监测和故障诊断对促进系统的安全运行具有重要影响。因此，相关工作人员要从实际出发，利用科学的在线监测方法，对高压开关柜设备的故障原因进行具体分析，从而认真地做好故障诊断工作，最终保障整个电力系统的安全、平稳地运行。
【参考文献】
[1]黄绍平，赵毅君，智能型高压开关柜硬件系统设计[J]；湖南工程学院学报（自然科学版）.2012，02（02）：102-103.
[2]曾中伟，马铁牛，对封闭式高压柜的运行现状与接头发热事故的分析[J]；内蒙古科技与经济.2010，01（01）：36.
[3]高术人，KYN18A-12智能型高压开关柜在大型水利提灌工程中的应用[J]；甘肃科技纵横.2010，05（01）：70.