一種高壓斷路器部件檢修方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓斷路器部件檢修方法。采用故障模式與影響分析(FMFA)結(jié)合斷路器的功能部件對(duì)斷路器進(jìn)行模塊劃分，基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)建立高壓斷路器部件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用層次分析法為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)；然后應(yīng)用加權(quán)的灰色關(guān)聯(lián)分析模型各故障模式的風(fēng)險(xiǎn)量化值。建立斷路器部件重要度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，得到斷路器部件的重要度指數(shù)。依據(jù)斷路器部件重要度指數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)量化值，建立部件失效風(fēng)險(xiǎn)度和重要性二維關(guān)系模型，以設(shè)備需要進(jìn)行維修的緊迫程度作為中間參量，最終得到標(biāo)準(zhǔn)維修順序值。
【專利說明】一種高壓斷路器部件檢修方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估領(lǐng)域，特別涉及一種高壓斷路器部件檢修方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 高壓斷路器（或稱高壓開關(guān)）是在正?；蚬收锨闆r下接通或斷開高壓電路的專用 電器。其在高壓電路中起控制作用，是高壓電路中的重要電器元件之一。它不僅可以切斷 或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過繼電器保護(hù)裝置的 作用，切斷過負(fù)荷電流和短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力。
[0003] 高壓斷路器的主要結(jié)構(gòu)大體分為：導(dǎo)流部分，滅弧部分，絕緣部分，操作機(jī)構(gòu)部分。 高壓開關(guān)的主要類型按滅弧介質(zhì)分為：油斷路器，空氣斷路器，真空斷路器，六氟化硫斷路 器，固體產(chǎn)氣斷路器，磁吹斷路器等。其故障類型包括：密封件失效故障；動(dòng)作失靈故障；絕 緣損壞或不良；滅弧件觸頭的故障等。
[0004] 高壓斷路器部件檢修計(jì)劃和維修策略制定是否科學(xué)合理，對(duì)于斷路器在運(yùn)行階段 的經(jīng)濟(jì)性和可靠性具有直接的影響。傳統(tǒng)預(yù)防性維修存在檢修不足和檢修過剩的問題，高 壓斷路器全壽命周期成本費(fèi)用較高，需要確定新的檢修方法來(lái)有效地提高高壓斷路器運(yùn)行 的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明根據(jù)斷路器在整個(gè)運(yùn)行壽命周期內(nèi)的規(guī)律，從部件風(fēng)險(xiǎn)量 化和重要度指標(biāo)兩個(gè)方面對(duì)斷路器部件的檢修策略進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)基于斷路器的實(shí)時(shí)運(yùn)行 狀態(tài)，從部件級(jí)進(jìn)行分析，并針對(duì)經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及檢修資源等多個(gè)維度優(yōu)化，制定動(dòng)態(tài) 檢修順序策略，提出如下技術(shù)方案：
[0006] 一種高壓斷路器部件檢修方法，其包含如下步驟：
[0007] 步驟一、采用故障模式與影響分析（FMEA)結(jié)合斷路器的組成部件和功能，對(duì)斷路 器進(jìn)行劃分，得到完整的高壓斷路器部件的主要故障模式分類表。
[0008] 步驟二、采用故障模式與影響分析（FMEA)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)建立高壓斷路器部件的風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用層次分析法為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)；然后應(yīng)用加權(quán)的灰色關(guān)聯(lián)分析 模型計(jì)算了各故障模式的風(fēng)險(xiǎn)量化值W。
[0009] 步驟三、基于高壓斷路器部件重要度各個(gè)因素間關(guān)聯(lián)性的考慮，以減小分析的復(fù) 雜性為目的，建立斷路器部件重要度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，得到斷路器部件的重要度R。
[0010] 步驟四、依據(jù)斷路器部件重要性R和部件風(fēng)險(xiǎn)量化值W，采用百分制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和等 級(jí)評(píng)定兩方面結(jié)合的形式，建立部件失效風(fēng)險(xiǎn)度和重要性二維關(guān)系模型，最終得到標(biāo)準(zhǔn)維 修順序的P值，由P值大小綜合優(yōu)化斷路器部件檢修順序，并根據(jù)P值對(duì)高壓斷路器的各部 件進(jìn)行檢修。
[0011] 優(yōu)選地，步驟一中對(duì)斷路器的劃分包括：本體絕緣單元、操作機(jī)構(gòu)單元、SF6氣體 絕緣單元、機(jī)構(gòu)箱及接觸單元、基架結(jié)構(gòu)單元、儲(chǔ)能單元、合閘機(jī)構(gòu)單元、分閘機(jī)構(gòu)單元、二 次元件單元、機(jī)械連接傳動(dòng)單元十個(gè)主要部件組成。
[0012] 優(yōu)選地，本體絕緣單元的故障模式包括對(duì)地絕緣不良和瓷件損傷中的至少一個(gè)。
[0013] 優(yōu)選地，操作機(jī)構(gòu)單元的故障模式包括開斷容量不足和回路電阻超標(biāo)中的至少一 個(gè)。
[0014] 優(yōu)選地，SF6氣體絕緣單元的故障模式包括SF6純度下降、水分超標(biāo)、SF6壓力異常 降低、sf6壓力異常升高中的至少一個(gè)。
[0015] 優(yōu)選地，機(jī)構(gòu)內(nèi)部及接觸單元的故常模式包括防凝器不發(fā)熱、機(jī)構(gòu)箱進(jìn)水、一次搭 頭接觸不良中的至少一個(gè)。
[0016] 優(yōu)選地，機(jī)架結(jié)構(gòu)單元的故障模式包括基座機(jī)構(gòu)支架銹蝕、機(jī)架接地導(dǎo)通不良、基 架傾斜中的至少一個(gè)。
[0017] 優(yōu)選地，儲(chǔ)能單元的故障模式包括儲(chǔ)能電機(jī)不能儲(chǔ)能。
[0018] 優(yōu)選地，合閘機(jī)構(gòu)單元的故障模式包括合閘閉鎖功能未能實(shí)現(xiàn)、合閘同期超標(biāo)、合 閘速度超標(biāo)、合閘時(shí)間超標(biāo)中的至少一個(gè)。
[0019] 優(yōu)選地，分閘機(jī)構(gòu)單元的故障模式包括分閘時(shí)間超標(biāo)、分閘速度超標(biāo)、三項(xiàng)分閘同 期超標(biāo)中的至少一個(gè)。
[0020] 優(yōu)選地，二次元件單元的故障模式包括二次元件損壞。
[0021] 優(yōu)選地，機(jī)械連接傳動(dòng)單元的故障模式包括不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)軸密封損壞中的至 少一個(gè)。
[0022] 優(yōu)選地，所述步驟二中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系包括各個(gè)部件的故障特征參量p、風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重 程度S、風(fēng)險(xiǎn)可探測(cè)性D和維修費(fèi)用F中的至少一個(gè)參數(shù)。
[0023] 優(yōu)選地，所述步驟二中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系包括各個(gè)部件的故障特征參量p、風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重 程度S、風(fēng)險(xiǎn)可探測(cè)性D和維修費(fèi)用F四個(gè)參數(shù)。
[0024] 優(yōu)選地，定義風(fēng)險(xiǎn)量化值W= WiP+w2S+w3D+w4F;其中Wpw2,w3,w4分別為各個(gè)部件 的故障特征參量P，風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重程度S，風(fēng)險(xiǎn)可探測(cè)性D，維修費(fèi)F的權(quán)重。
[0025] 優(yōu)選地，斷路器部件重要度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括可靠性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、監(jiān)測(cè)性指 標(biāo)、維修性指標(biāo)四方面中的至少一個(gè)，根據(jù)上述指標(biāo)制定等級(jí)分類，在實(shí)際測(cè)量評(píng)估賦權(quán)的 基礎(chǔ)上，引入梯形模糊隸屬函數(shù)減小測(cè)量過程中不確定因素的影響，得到斷路器部件的重 要度指數(shù)R。
[0026] 優(yōu)選地，所述可靠性指標(biāo)包括失效對(duì)人員和環(huán)境的影響、失效對(duì)系統(tǒng)功能的影響 以及失效頻率；經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括維修費(fèi)用、失效引起的損失；監(jiān)測(cè)性指標(biāo)指發(fā)生故障的可 監(jiān)測(cè)性；維修性指標(biāo)包括故障引起的停運(yùn)時(shí)間和維修的難易程度。
[0027] 優(yōu)選地，在所述步驟四中，根據(jù)步驟二、三中得到的風(fēng)險(xiǎn)量化值W和斷路器部件 的重要度指數(shù)R，得到高壓斷路器系統(tǒng)R-W圖，定義d為設(shè)備需要進(jìn)行維修的緊迫程度， 由斷路器部件的重要度指數(shù)R和風(fēng)險(xiǎn)量化值W在R-W圖上所確定的點(diǎn)到X軸的距離， (j=1sincp+ (100-If)cosq).夾角小改變重要度指數(shù)r和風(fēng)險(xiǎn)量化w對(duì)確定維 修順序的影響權(quán)重；定義P表示設(shè)備維修順序的評(píng)分：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種高壓斷路器部件檢修方法，其包含如下步驟： 步驟一、采用故障模式與影響分析（FMFA)結(jié)合斷路器的組成部件和功能，對(duì)斷路器進(jìn) 行劃分，得到完整的高壓斷路器部件故障樹模型； 步驟二、采用故障模式與影響分析（FMFA)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)建立高壓斷路器部件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 價(jià)指標(biāo)體系，并利用層次分析法為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)；然后應(yīng)用加權(quán)的灰色關(guān)聯(lián)分析模型 計(jì)算了各故障模式的風(fēng)險(xiǎn)量化值W ; 步驟三、基于高壓斷路器部件重要度各個(gè)因素間關(guān)聯(lián)性的考慮，以減小分析的復(fù)雜性 為目的，建立斷路器部件重要度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，得到斷路器部件的重要度指數(shù)R ; 步驟四、依據(jù)斷路器部件重要度指數(shù)R和風(fēng)險(xiǎn)量化值W，建立部件失效風(fēng)險(xiǎn)度和重要性 二維關(guān)系模型，以設(shè)備需要進(jìn)行維修的緊迫程度作為中間參量，最終得到標(biāo)準(zhǔn)維修順序的P 值，由P值大小綜合優(yōu)化斷路器部件檢修順序，并根據(jù)P值對(duì)高壓斷路器的各部件進(jìn)行檢 修。
2. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器部件檢修方法，其特征在于：優(yōu)選的，所述步驟一中 高壓斷路器部件故障樹模型中的斷路器部件包括：本體絕緣單元、操作機(jī)構(gòu)單元、SF 6氣體 絕緣單元、機(jī)構(gòu)箱及接觸單元、基架結(jié)構(gòu)單元、儲(chǔ)能單元、合閘機(jī)構(gòu)單元、分閘機(jī)構(gòu)單元、二 次元件單元、機(jī)械連接傳動(dòng)單元。
3. 如權(quán)利要求2所述的高壓斷路器部件檢修方法，其特征在于：所述步驟一中的部件 故障樹模型中的故障類型包括：本體絕緣單元的故障模式包括對(duì)地絕緣不良和瓷件損傷中 的至少一個(gè)，和/或操作機(jī)構(gòu)單元的故障模式包括開斷容量不足和回路電阻超標(biāo)中的至少 一個(gè)，和/或SF 6氣體絕緣單元的故障模式包括SF6純度下降、水分超標(biāo)、SF6壓力異常降低、 SF6壓力異常升高中的至少一個(gè)，和/或機(jī)構(gòu)內(nèi)部及接觸單元的故常模式包括防凝器不發(fā) 熱、機(jī)構(gòu)箱進(jìn)水、一次搭頭接觸不良中的至少一個(gè)，和/或機(jī)架結(jié)構(gòu)單元的故障模式包括基 座機(jī)構(gòu)支架銹蝕、機(jī)架接地導(dǎo)通不良、基架傾斜中的至少一個(gè)，和/或儲(chǔ)能單元的故障模式 包括儲(chǔ)能電機(jī)不能儲(chǔ)能，和/或合閘機(jī)構(gòu)單元的故障模式包括合閘閉鎖功能未能實(shí)現(xiàn)、合 閘同期超標(biāo)、合閘速度超標(biāo)、合閘時(shí)間超標(biāo)中的至少一個(gè)，和/或分閘機(jī)構(gòu)單元的故障模式 包括分閘時(shí)間超標(biāo)、分閘速度超標(biāo)、三項(xiàng)分閘同期超標(biāo)中的至少一個(gè)，和/或二次元件單元 的故障模式包括二次元件損壞，和/或機(jī)械連接傳動(dòng)單元的故障模式包括不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、 轉(zhuǎn)軸密封損壞中的至少一個(gè)。
4. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器部件檢修方法，其特征在于：所述步驟二中的風(fēng)險(xiǎn) 評(píng)價(jià)體系包括各個(gè)部件的故障特征參量P、風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重程度S、風(fēng)險(xiǎn)可探測(cè)性D和維修費(fèi)用F。
5. 如權(quán)利要求4所述的高壓斷路器部件檢修方法，其特征在于：在所述步驟二中，定義 風(fēng)險(xiǎn)量化值W = WiP+w^S+w^D+wf ;其中W1, w2, w3, W4分別為各個(gè)部件的故障特征參量p，風(fēng) 險(xiǎn)嚴(yán)重程度S，風(fēng)險(xiǎn)可探測(cè)性D，維修費(fèi)F的權(quán)重。
6. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器部件檢修方法，其特征在于：步驟三中斷路器部件 重要度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括可靠性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、監(jiān)測(cè)性指標(biāo)、維修性指標(biāo)四方面，根據(jù) 上述指標(biāo)制定等級(jí)分類，在實(shí)際測(cè)量評(píng)估賦權(quán)的基礎(chǔ)上，引入梯形模糊隸屬函數(shù)減小測(cè)量 過程中不確定因素的影響，得到斷路器部件的重要度指數(shù)R。
7. 權(quán)利要求6所述的高壓斷路器部件檢修方法，其特征在于：所述可靠性指標(biāo)包括失 效對(duì)人員和環(huán)境的影響、失效對(duì)系統(tǒng)功能的影響以及失效頻率；經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括維修費(fèi)用、 失效引起的損失；監(jiān)測(cè)性指標(biāo)指發(fā)生故障的可監(jiān)測(cè)性；維修性指標(biāo)包括故障引起的停運(yùn)時(shí) 間和維修的難易程度。
8. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器部件檢修方法，其特征在于：在所述步驟四中，根據(jù) 步驟二、三中得到的風(fēng)險(xiǎn)量化值W和斷路器部件的重要度指數(shù)R，得到高壓斷路器系統(tǒng)R-W 圖，定義d為設(shè)備需要進(jìn)行維修的緊迫程度，由斷路器部件的重要度指數(shù)R和風(fēng)險(xiǎn)量化值W 在R-W圖上所確定的點(diǎn)到X軸的距離，(1 =食sincp + (100-(f )coscp.夾角φ改變重 要度指數(shù)R和風(fēng)險(xiǎn)量化W對(duì)確定維修順序的影響權(quán)重；定義P表示設(shè)備維修順序的評(píng)分：
最終得到標(biāo)準(zhǔn)維修順序的P值。
9. 如權(quán)利要求4所述的高壓斷路器部件檢修方法，其特征在于：斷路器各個(gè)部件的故 障特征參量P包括：運(yùn)行環(huán)境污穢度、SF6密度、開斷短路電流峰值、累計(jì)機(jī)械操作次數(shù)、運(yùn) 行年齡、合閘電阻值、SF 6氣體含量、SF6濕度、SF6氣體泄漏年漏氣率、環(huán)境溫度、紅外測(cè)溫、 分合閘線圈直流電阻、導(dǎo)電回路電阻、斷路器相間合閘不同期的時(shí)間參量、斷路器相間分閘 不同期的時(shí)間參量、合閘速度、分閘速度、SF 6壓力表校驗(yàn)、觸頭相對(duì)磨損量、斷口間并聯(lián)電 容器的絕緣電阻、斷口間并聯(lián)電容器的電容量、斷口間并聯(lián)電容器的介損、輔助回路和控制 回路絕緣電阻、合閘電磁鐵的動(dòng)作電壓、分閘電磁鐵的動(dòng)作電壓、瓷套、瓷柱、絕緣子外觀檢 查。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104392288SQ201410779487
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】張煒, 陶松梅, 郭麗娟, 趙堅(jiān), 黎大健, 夏小飛, 唐小峰, 羅傳勝 申請(qǐng)人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院