张艳飞，邵阳，公维炜，张昭维，武建文

（1.内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020；2.北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京 100191）

高压断路器在电网中起到控制、保护作用，是电力系统中负责关合和开断负荷电流、故障电流的最关键、也是唯一的开断元件[1]。弹簧操作机构是高压断路器中分合闸动作的动力来源，且在断路器机械系统中占有绝对大的比重，是影响断路器整体可靠性的关键。弹簧操作机构频繁操作将导致分合闸弹簧产生不同程度的金属疲劳甚至发生断裂的可能，若不能及时发现故障并判断当前故障程度，可能引起重大安全事故[2]，因此，深入探究分合闸弹簧故障发生及故障程度很有实际应用价值。

当前国内外对于高压断路器的机械故障主要从故障广度考虑，专注于从宏观区分多种故障类型，集中在基座螺丝松动故障[3]、缓冲器弹簧无效故障[4]、电压过低、铁芯卡涩、操动机构卡涩[5]、分合闸弹簧应力松弛[6]等不同故障类型的区分；但是均未从故障深度考虑，对某种单一故障的故障程度做出深度研究。另一方面，如何从细微处判断分合闸弹簧的故障程度，对于当前的研究来说是一个难点问题，具有研究的必要性。因此本文研究重点集中在如何对分合闸弹簧的故障程度做出准确诊断，不对多种不同机械故障进行区分研究。

断路器是依靠机械操动机构来实现主触头的分合闸操作的，所以只有通过传感器，监测其机械系统的操动过程中的相关物理量才能如实地了解其机械结构是否存在故障。……