一、概 述
对电力设备而言，传统的定期检修不但影响供电的连续性，而且难以避免突发事件因检修不及时造成的停电事故及检修本身给设备带来的损坏，
高压开关设备的状态检修技术
。状态检修是指一种科学的设备运行管理方式，旨在利用现代传感器技术和计算机技术等对运行中的设备进行实时状态监测，得到其完好水平的评估或诊断，进而对异常现象或故障有针对性地采取检修措施，以保证系统的可靠运行。实施状态检修可使操作者清楚地掌握设备运行状态，能在线检测出故障隐患，及时地给出检修对策。国外电力设备的状态检修技术发展很快，据报道实施状态检修可使电力系统中每年用于设备检修的费用降低25%～50%，故障停电时间减少75%.对供电可靠性贡献极大。状态检修的意义在以下几个方面：1)减少系统停电检修的盲目性和损害性，降低供电成本;2)及时发现系统故障隐患，提高供电可靠性;3)能准确反映电力设备的使用寿命程度、安全指标，保证系统始终处于可控状态。目前，电力设备的状态检修技术发展很快，如按设备分类大致可分几大领域：发电设备的状态检修，输电线路状态检修，高压开关的状态检修以及电容器、电抗器、互感器等辅助电器的状态检修。本文将讨论高压开关设备的状态检修问题，把要做的工作归纳为以下几个方面：1)开关设备的状态检测及故障诊断：研究可靠的检测装置和检测方法;绝缘以及电气参数的劣化与故障，机械参数与物理参数的诊断等;2)开关设备状态检修的管理软件，包括诊断数据的处理、设备状态的认定及检修对策、老化与寿命累计及相关的检修判据等。系统应能存储每台设备所有信息，包括设备台帐、安装调试记录、设备映陷记录、历次测试记录、在线监测数据等，对比较直观的故障给出检修对策;3)电力设备的可靠性指标、检修技术判据及检修管理标准等。
上述三方面的工作相互关联，而第一个问题是实施该技术的前提与基础。作为状态监测，可以按其工作性质进行分类研究。
二、开关绝缘状态监测
开关设备的绝缘状态监测包括介损，局放，漏电流等指标的在线监测和停电检测。绝缘在线监测在高电压工程及高压电器领域中多年来一直有专题研究，目前与开关有关、应用比较成功的方面主要有：开关电容套管的电容量的变比、介损的在线检测，系统漏电流的检测。而较难实施的则是以GIS为代表的封闭式高压、超高压开关设备的绝缘在线监测。文[1]介绍了提取局放产生的特高频信号来监测GIS绝缘状态的方法。SFo气体的高绝缘强度使GIS中的局放辐射频率很高的电磁波，最高频率可达GHz量级，而一般的气体中局放以及电力系统中的干扰电磁波都在特高频段以下。利用这一特性.就可以在电磁波可以辐射出来的位置如盆式绝缘子处检测到局放，并可根据同时在不同位置上测到的信号相位，进行局放定位。
绝缘问题一般可以泄漏电流的形式反映出来，污秽造成的闪络事故也可通过泄漏电流的检测发现其前兆。文[2]介绍了在线检测变电站污秽造成的泄漏电流增加，有很大的实用价值，研究表明：在临近闪络时绝缘表面会出现持续时间很短、幅值很高的电流脉冲。如测整体设备，可在统一接地处串一分流器或电流互感器，这样在闪络发生前就能测到前兆电流脉冲。
除了在线检测外，某些绝缘状态可以根据停电检修或备用时检测结果得出，如密封橡胶的老化状态、复合绝缘的表面状况等。因此，绝缘状态检测比在线检测所包含的信息更多，要求也更全面。
三、机械与物理参数的诊断
机械状态的诊断旨在考查开关的操动机构和传动机构工作参数的变化和机械故障，它关系到灭弧系统的工作正常与否。机械故障的检测通常直接采用诊断机械振动的方法，理论上可以得到所需要的信息。但在实现的时候，信号的机电转换失真严重，效果一般不理想，
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《高压开关设备的状态检修技术》(https://www.unjs.com)。文[3]介绍了声谱色度变换法：把传感器与光纤绕在开关壳体或动导电杆上，通过特制的光信号过滤器测量波动自干涉斑纹图样，包含了断路器操作时产生的机械与声的振动信息，应用色度变换，把所有信息压缩到色度坐标中，可以解决信号传输的问题。对于常见故障，由于开关所有的机械动作都是由机电转换完成的，相应的电量变化应能反映出机械系统的变化。如传动系统产生卡滞时，驱动线圈的电流就会发生变化，脱扣系统产生卡滞时脱扣电流波形也会产生变化，信号处理系统如能分辨出这些变化，就可发现故障的前兆，给出检修报警信号。这种以电量为基础的工作状态分析显得更实用一些。开关的动触头行程和时间的关系可反映其机械参数.因此要求传感器频率响应好，测试精度高。文[4]给出了一种应用半导体器件检测触头行程和速度方法。在与动触头连接的开关某一部位上装一霍尔元件，井让它随开关动作在一梯度磁场中运动，当霍尔元件输入一恒定电流时其输出电压即可反映动触头的位移。霍尔元件有很高的灵敏度和很好的频率响应，脱离了电接触，这项技术在国外智能化开关的位移检测中得到广泛应用。
在物理参数诊断方面较为突出的是SF6设备的气体密度监测受真空开关真空度的在线监测，前者目前有较成熟的手段与仪器。而后者在国内则仍是前沿课题。文 [5]介绍的电光法是目前最为可靠的检测方法。当真空开关真空度处于良好状态时，闭合的真空开关触头与屏蔽罩间以受屏蔽罩与接地的开关构架板之间可等效为两个串联电容，灭弧室外部空间对应屏蔽罩附近的电场由两等效电容的分压决定。当真空灭弧室的真空度劣化时，屏敝罩电位几乎与闭合触头的电位相等，外部空间的电场就要发生变化。直用对电场变化反映极灵敏的电光元件测出这一变化，就可以在线检测到真空开关真空度的变化，
四、电气参数的劣化监测
开关电器的温升直接反映了其电接触的状况，是人们时常关心的电气参数 开关工作时的电弧形态与电弧电压则是最难诊断的状态。此外，开关操动机构的控制回路故障也常使开关整体失效如脱扣线圈的断线故障。
预埋热电偶.体外红外探测等温升在线监测方法已经比较成熟了，脱扣线圈断线检测因属纯电路问题，有实用电路供人们选用，而电弧电压的在线监测则因其信噪比问题而有相当的难度。因此，高电场环境下的电参数传输到二次控制系统，电磁兼容问题比较突出。研究表明，系统中常态噪声是工频50Hz及其高次谐波，一次回路中发生的任何形式的暂态过程f如各种过电压和各种短路故障)以及载波通讯信号 都会通过不同的途径耦合到二次系统。此外，高电场引起的电晕及污闪也要产生电磁辐射，二次控制回路的大功率合闸电磁铁也会对电量传输带来扰动。解决电磁兼容问题就要从干扰源人手，严格屏蔽、隔离与接地措施，信号的数字化可以大大缓解干扰的影响程度，若引入光电转换就可以从根本上解决这个问题.
电气方面最难监测的是开关电弧的状态，文[5]给出的色度方法为电弧状态诊断提出了一种新的解决途径，但涉及开关灭弧室结构的改变，对现有开关来说还有很远的道路。目前比较现实的还是想办法从电弧电压人手，研究电弧电压与电弧状态的关系。
五、老化监测，寿命累计及相关的检修判据
状态检修判据的研究包括两方面的内容，一是检测到的故障征兆或老化与劣化的状态评判，二是设备工作寿命终了的判定。由于开关动作分散性很大，应以实际工作寿命的累计为判据，全面评估状态健康水平。由于开关开断电流的大小与电磨损量是非线性关系，在寿命累计时应进行加权处理。
由于状态检修的基础工作还比较分散，目前急需结合实际开发综合分析与判断的系统软件。这方面的工作应包括建立开关设备的运行状态分析诊断系统，实现数据远程相互传递，以便及时接收现场取得的测试数据，井将有关规定及设备的处理意见及时反馈现场实施，对设备的测试数据进行简单的判断，并对设备出现的异常情况给出有意义的参考意见。电力系统应建立状态检修数据库，以存储每台设备所有信息。进一步的工作还应包括建立有关状态检修的技术规程和标准，结合前述的基础工作形成综合分析软件(印专家诊断系统)。