狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀調(diào)查報告

1、狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀調(diào)查報告目 錄1 檢修的定義與檢修體制的發(fā)展歷程32 狀態(tài)監(jiān)測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀42.1狀態(tài)檢修業(yè)務(wù)流程42.2狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的分類與發(fā)展52.2.1變壓器在線監(jiān)測技術(shù)52.2.2電容型設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)72.2.3金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測技術(shù)82.2.4斷路器和GIS設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)82.2.5交聯(lián)聚乙烯電纜在線監(jiān)測技術(shù)92.2.6輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)92.2.7帶電檢測技術(shù)92.3在線監(jiān)測及帶電檢測技術(shù)在中國的應(yīng)用現(xiàn)狀103 狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)存在的問題10參考文獻12附錄 A14狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀調(diào)查報告1 檢修的定義與檢修體制的發(fā)展歷程正常運行的設(shè)備可能會發(fā)生故障，

2、要求對設(shè)備進行檢修，日本工業(yè)標準JIS對檢修做了如下定義：“所謂檢修，是指把產(chǎn)品保持在使用及運用狀態(tài)以及為排除故障和缺陷所進行的一切處置及活動”。有效的檢修應(yīng)該能夠降低設(shè)備故障的頻率，減小設(shè)備故障的影響，延長設(shè)備使用壽命，對于電網(wǎng)企業(yè)來說，輸變電設(shè)備的有效檢修還可以提高供電可靠性，保證良好的供電質(zhì)量，減少停電造成的經(jīng)濟損失，提升企業(yè)的社會影響與形象。因此，確保經(jīng)濟、合理、有效的設(shè)備檢修方式對電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展意義深遠。工業(yè)發(fā)展從手工作坊到機械化和電氣化，各個時期的設(shè)備管理與檢修方式有很大的變化，一般來說可以概括為四個階段，各階段特點見表A-1。第一次產(chǎn)業(yè)革命時期對設(shè)備實行事后維修，運行人員兼做維修

3、工作。第二次產(chǎn)業(yè)革命時期開始實行預(yù)防性計劃檢修，檢修從生產(chǎn)中分離出來，形成相對獨立的專業(yè)工作，產(chǎn)生了檢修人員，有了專業(yè)性檢修隊伍。第三次產(chǎn)業(yè)革命時期推行考慮經(jīng)濟目標的檢修，開始應(yīng)用設(shè)備壽命周期費用概念進行設(shè)備管理。第四次產(chǎn)業(yè)革命時期正逐漸實施以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修，即基于設(shè)備狀態(tài)的檢修。從該表可以清楚地看到，設(shè)備檢修體制是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進步而不斷演變的。它在很大程度上反映出生產(chǎn)力發(fā)展水平和技術(shù)管理水平的高低。在檢修體制演變的過程中，根據(jù)不同的行業(yè)特點、不同的設(shè)備管理要求，出現(xiàn)了各種追求不同具體目標的檢修方式。事后維修(Corrective Maintenance

4、)是當設(shè)備發(fā)生故障或其它失效時進行的非計劃性維修。在現(xiàn)代管理設(shè)備要求下，事后維修僅用于對生產(chǎn)影響極小的非重點設(shè)備、有冗余配置的設(shè)備或采用其它檢修方式不經(jīng)濟的設(shè)備。這種檢修方式又稱為故障維修。預(yù)防性計劃檢修(Preventive Maintenance)是一種以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防檢修方式，也稱計劃檢修。它是根據(jù)設(shè)備磨損的統(tǒng)計規(guī)律或經(jīng)驗，事先確定檢修類別、檢修周期、設(shè)備檢修內(nèi)容、檢修備件及材料等的檢修方式。定期檢修適合于已知設(shè)備磨損規(guī)律的設(shè)備，以及難以隨時停機進行檢修的流程工業(yè)、自動生產(chǎn)線設(shè)備。狀態(tài)檢修(Condition Based Maintenance)是從預(yù)防性檢修發(fā)展而來的更高層次的檢修體

5、制，是一種以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)、以預(yù)測設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢為依據(jù)的檢修方式。它根據(jù)設(shè)備的巡檢、例行試驗、在線監(jiān)測、診斷性試驗等方式提供的信息、經(jīng)過分析處理，判斷設(shè)備的健康和性能劣化狀況及其發(fā)展趨勢，并在設(shè)備故障發(fā)生前及性能降低到不允許極限前有計劃地安排檢修。根據(jù)以上的定義可以看出，狀態(tài)檢修與事故檢修均著眼于設(shè)備故障發(fā)生的時間，力圖在設(shè)備故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)前或發(fā)生后及時予以處理，消除故障隱患或故障，保證設(shè)備能夠正常發(fā)揮其設(shè)計功能，而定期檢修作為事故檢修與狀態(tài)檢修的過渡性檢修體制，其出現(xiàn)與特定時代的技術(shù)背景和設(shè)備的復(fù)雜程度有關(guān)，最終將被狀態(tài)檢修所替代，僅作為一種輔助性檢修的選擇。與早期的事后檢修與定期檢修相比，

6、狀態(tài)檢修能夠?qū)υO(shè)備進行適時地、有針對性地維修，不僅能保證設(shè)備處于良好的技術(shù)狀態(tài)，而且能夠充分利用零部件的壽命，有效地避免“維修不足”和“維修過?！钡那闆r，目前，狀態(tài)檢修已廣泛應(yīng)用于美國、法國等發(fā)達國家電力系統(tǒng)的檢修實踐中，美國電力研究院的研究結(jié)果表明，實施狀態(tài)檢修可提高設(shè)備利用率5%以上，節(jié)約費用25%30%。2 狀態(tài)監(jiān)測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1狀態(tài)檢修業(yè)務(wù)流程依據(jù)國家電網(wǎng)公司出臺的設(shè)備狀態(tài)檢修管理規(guī)定的相關(guān)內(nèi)容，狀態(tài)檢修是企業(yè)以安全、環(huán)境、效益等為基礎(chǔ)，通過設(shè)備的狀態(tài)評價、風(fēng)險分析、檢修決策等手段開展設(shè)備檢修工作，達到設(shè)備運行安全可靠、檢修成本合理的一種設(shè)備檢修策略。根據(jù)國家電網(wǎng)公司相關(guān)規(guī)程，狀

7、態(tài)檢修業(yè)務(wù)流程如圖2-1所示。圖2-1 狀態(tài)檢修業(yè)務(wù)流程圖設(shè)備狀態(tài)量是指直接或間接表征設(shè)備狀態(tài)的各類信息如數(shù)據(jù)、聲音、圖像、現(xiàn)象等，狀態(tài)量主要由原始資料、運行資料、檢修試驗資料、其他資料四部分構(gòu)成，基本涵蓋了設(shè)備生命周期內(nèi)的所有歷史資料以及與該設(shè)備相關(guān)的家族缺陷、不良工況等資料。設(shè)備狀態(tài)的評價應(yīng)該基于巡檢及例行試驗、診斷性試驗、在線監(jiān)測、帶電檢測、家族缺陷、不良工況等狀態(tài)信息，包括其現(xiàn)象強度、量值大小以及發(fā)展趨勢，結(jié)合與同類設(shè)備的比較，對反應(yīng)設(shè)備健康狀態(tài)的各狀態(tài)量指標進行分析評價，從而確定設(shè)備在評價時刻的狀態(tài)等級。風(fēng)險評估是指在設(shè)備狀態(tài)評價的基礎(chǔ)上，評估設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性和后果的嚴重程度，確

8、定設(shè)備面臨的和可能導(dǎo)致的風(fēng)險。檢修決策是指依據(jù)設(shè)備狀態(tài)評價結(jié)果，考慮風(fēng)險因素，確定設(shè)備檢修的類別、內(nèi)容及時間。2.2狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的分類與發(fā)展根據(jù)設(shè)備狀態(tài)評價的定義可以看出，狀態(tài)評價的基礎(chǔ)是與設(shè)備健康狀態(tài)相關(guān)的信息的獲取，即廣義的狀態(tài)監(jiān)測，傳統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測包含巡檢和例行試驗，然而，隨著電力系統(tǒng)向高壓、大容量、大電網(wǎng)發(fā)展，對電力系統(tǒng)安全可靠性指標的要求越來越高，傳統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測手段的局限性越來越明顯。主要體現(xiàn)在：巡檢僅能發(fā)現(xiàn)設(shè)備明顯的故障隱患或故障點；例行試驗需停電、按固定周期進行，不能及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣缺陷和反映設(shè)備及時狀態(tài)；停電試驗與設(shè)備實際運行環(huán)境、狀態(tài)參數(shù)等方面存在很大差異，例行試驗結(jié)果影響設(shè)

9、備狀態(tài)評價的準確性。隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，在線監(jiān)測與帶電檢測技術(shù)得到了快速的發(fā)展，已在國內(nèi)電網(wǎng)進行了一段時間的應(yīng)用，取得了大量寶貴的實踐經(jīng)驗與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，并已出臺了相關(guān)設(shè)備規(guī)范與技術(shù)標準。下面即對在線監(jiān)測和帶電檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀進行總結(jié)分析。國內(nèi)外對數(shù)遍帶你設(shè)備在線監(jiān)測及帶電檢測技術(shù)的探索和研究已有30多年的歷史。由于電氣設(shè)備種類繁多、結(jié)構(gòu)各異，其在線監(jiān)測及帶電檢測項目各有不同。目前，相對成熟應(yīng)用的在線監(jiān)測及帶電檢測技術(shù)有變壓器、GIS及罐式斷路器等設(shè)備局部放電監(jiān)測、變壓器油色譜分析、電容性設(shè)備電容量及介損帶電測試、氧化鋅避雷器泄漏電流監(jiān)測、紅外測溫、紫外檢測等。2.2

10、.1變壓器在線監(jiān)測技術(shù)變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，其安全穩(wěn)定運行是對電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的重要保證。目前，變壓器在線監(jiān)測的主要項目有：油中溶解氣體測量和分析、局部放電測量和定位、繞組變形、鐵芯接地電流監(jiān)測及振動頻譜監(jiān)測等。1）變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測監(jiān)測變壓器油中特征氣體量油中溶解氣體分析(Dissolved Gases Analysis，DGA)已被證明對于發(fā)現(xiàn)油浸變壓器內(nèi)部潛伏性故障，特別是過熱性、電弧性、絕緣破壞性故障相當有效和可靠?，F(xiàn)場試驗和模擬試驗表明，不同的故障類型產(chǎn)生的主要特征氣體和次要特征氣體見表2-1。表2-1 不同故障類型產(chǎn)生的氣體故障類型主要氣體組

11、分次要氣體組分油過熱CH4，C2H4，H2，C2H6油和紙過熱CH4，C2H4，CO，CO2H2，C2H6油紙絕緣中局部放電CH4，CH4，COC2H2，CO2，C2H6油中火花放電H2，C2H2油中電弧H2，C2H2CH4， C2H4， C2H6油和紙中電弧H2，C2H2， CO，CO2CH4， C2H4， C2H6安裝油中特征氣體傳感器對油中氣相色譜實施在線監(jiān)測，就可監(jiān)測那些發(fā)展周期較短的故障。目前，技術(shù)相對比較成熟的油中氣相色譜在線監(jiān)測裝置有美國Servemn公司T8變壓器在線監(jiān)測儀，其除了監(jiān)測油中H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2和O28種氣體外，還可對油中水份和

12、變壓器油溫進行在線監(jiān)測，所采集數(shù)據(jù)經(jīng)處理后可使用三比值、四比值、譜圖法等進行分析和故障診斷。英國Kelman有限公司TRANSFIX新一代油中氣體及微水在線監(jiān)測系統(tǒng)首次將光聲光譜(Photoacoustic Spectroscopy，PAS)技術(shù)應(yīng)用于絕緣油中溶解氣體及水份分析領(lǐng)域，監(jiān)測8種氣體及微水。加拿大BravTech公司TAM-VI變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)可同時檢測H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H26種故障特征氣體。國內(nèi)產(chǎn)品有寧波理工MGA2000變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，其采用特制的納米晶半導(dǎo)體檢測器檢測H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、總烴；采用微水檢測

13、單元檢測H2O。2）變壓器局部放電在線監(jiān)測局部放電是變壓器常見故障的主要原因。據(jù)統(tǒng)計，中國110kV及以上電力變壓器事故中，有50%屬于正常運行電壓下發(fā)生匝間短路，其原因大多是局部放電所致。目前，變壓器局部放電在線監(jiān)測方法很多，常用的方法主要有：脈沖電流法、射頻檢測法、放電能量檢測法、聲測法、超高頻法。其中，射頻檢測法和超高頻法由于信號頻率高、抗干擾性能好，隨著數(shù)字濾波技術(shù)、信號采集技術(shù)、選頻技術(shù)的發(fā)展，得到了越來越多的應(yīng)用。3）變壓器繞組變形在線監(jiān)測變壓器繞組變形在變壓器事故中占有很高的比例，繞組變形檢測已引起了電力部門的高度重視。目前，國內(nèi)主要采用頻率響應(yīng)分析法(Frequency Res

14、ponse Analysis，F(xiàn)RA)和低壓脈沖法(Low Voltage Impulse，LVI)2種離線測試手段進行繞組變形檢測。為了提高FRA診斷的準確率，測量頻率范圍被分為幾段，在整個頻率范圍內(nèi)及每一分段的相關(guān)系數(shù)和標準偏差都被作為診斷用的特性參數(shù)。與FRA相比，LVI具有對其他非試驗繞組的變形不敏感、便于實現(xiàn)故障定位的優(yōu)點；但也存在間隔時間較長時、重復(fù)性差的缺點。近年來，基于變壓器短路阻抗及阻抗中的電感分量與繞組幾何尺寸及相對位置有關(guān)，通過在線監(jiān)測變壓器短路電抗變化來分析繞組狀況的技術(shù)逐漸得到重視?，F(xiàn)場試驗證明這種測量方法具有較高的準確性和穩(wěn)定性；但是，由于它只是一個外在表征量，存在

15、對繞組的變形類型不敏感的缺點。4）變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測電力變壓器正常運行時，鐵芯必須一點可靠接地，否則鐵芯對地產(chǎn)生懸浮電壓或鐵芯多點接地產(chǎn)生發(fā)熱故障，嚴重威脅變壓器以及電網(wǎng)的安全。目前，國內(nèi)外都把鐵芯接地電流作為診斷大型變壓器鐵芯短路故障的特征量。鐵芯或夾件接地電流主要是容性電流，常利用穿心電流傳感器取樣測量。5）變壓器振動頻譜在線監(jiān)測在線監(jiān)測變壓器油箱表面振動可反映繞組、鐵芯、有載調(diào)壓開關(guān)、油泵等機械性缺陷。20世紀80年代中期起，美國、俄羅斯和加拿大等國開始在試驗室中利用振動信號對離線狀態(tài)變壓器的繞組和鐵芯狀況進行檢測。檢測結(jié)果表明，與正常運行的變壓器相比，發(fā)生繞組或鐵芯故障的變壓器

16、的器身振動信號有很大差異。變壓器振動頻譜的在線監(jiān)測始于20世紀90年代中后期。在中國，振動法監(jiān)測變壓器的起步較晚，現(xiàn)僅有西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)等少數(shù)科研機構(gòu)進行了這方面的研究目前，國內(nèi)外在變壓器振動在線監(jiān)測研究主要有以下幾方面：（1）利用傳感器、數(shù)據(jù)采集卡以及計算機組建振動測試系統(tǒng)，并對監(jiān)測到的振動數(shù)據(jù)進行研究和分析。（2）根據(jù)影響變壓器振動的因素，將這些因素轉(zhuǎn)化為各個參數(shù)建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型來研究變壓器的振動狀況。（3）由于在運行變壓器的振動會產(chǎn)生噪聲，因此，可以從噪聲方面來研究變壓器的振動。2.2.2電容型設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)電容型設(shè)備主要包括電力電容器、電容式套管、高壓電流互感器、

17、高壓電壓互感器及電容式電壓互感器等。變電站中電容型設(shè)備數(shù)量約占設(shè)備總臺數(shù)的40%50%，其絕緣狀態(tài)是否良好直接關(guān)系到整個變電站能否安全運行。在所有電氣設(shè)備中，電容型設(shè)備在線監(jiān)測是開展最早、最多的。目前，電容型設(shè)備在線監(jiān)測的主要項目有：泄漏電流、電容量及介質(zhì)損耗等。1）泄漏電流和電容量的測量電容性設(shè)備泄漏電流的測量信號是從末屏采集的，一般為毫安級，由于在現(xiàn)場易受強電場的干擾，因此要求傳感器具有較高的穩(wěn)定性和抗干擾性，材料一般使用線性度和穩(wěn)定性高的坡莫合金(permalloy)，結(jié)構(gòu)米用零磁通傳感器，并用鋼質(zhì)外殼屏蔽，傳輸線則釆用雙屏蔽或多屏蔽電纜來減少電磁干擾?，F(xiàn)在傾向于將采集信號就地進行數(shù)字化

18、處理以消除干擾，電容量的測量可根據(jù)泄漏電流和采集的母線電壓換算而得。2）介質(zhì)損耗的測量介質(zhì)損耗的測量，對于發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)等缺陷非常有效。介質(zhì)損耗的在線監(jiān)測項目開展很早，最初根據(jù)介損電橋原理選取合適的高壓標準電容Cx、R3等進行現(xiàn)場帶電測試，但受電場干擾嚴重。后來運用單片機，采用過零補償法進行在線測量，這種方法受電網(wǎng)諧波和元件零漂影響使得測試數(shù)據(jù)極不穩(wěn)定。近年來，在介損測量的數(shù)據(jù)處理上取得突破，主要使用諧波分析法，其采用數(shù)字頻譜分析的方法求出電壓和電流信號的基波，進而通過相位比較求出介質(zhì)損耗。2.2.3金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測技術(shù)金屬氧化物避雷器電阻片受潮、老化以及經(jīng)受熱和沖擊破

19、壞會引起故障，嚴重可能會導(dǎo)致變電站母線短路，影響系統(tǒng)安全運行。金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測主要監(jiān)測阻性泄漏電流，常用方法有：總泄漏電流法、阻性電流三次諧波法、基波法和常規(guī)補償法等。目前應(yīng)用較多的測試方法是用補償法測量阻性泄漏電流。2.2.4斷路器和GIS設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)斷路器和GIS設(shè)備在電力系統(tǒng)中起著控制和保護的雙重任務(wù)，開關(guān)狀態(tài)的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全運行。對斷路器和GIS設(shè)備實施狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，掌握其運行特性及變化趨勢，對提高其運行可靠性極為重要。由于斷路器的種類不同，在線監(jiān)測內(nèi)容也不同。目前，斷路器在線監(jiān)測的主要項目有：機械動作特性、滅弧室電壽命和SF6氣體監(jiān)測等。1）機械動作特

20、性監(jiān)測機械動作特性的監(jiān)測主要包括:利用加速度傳感器，監(jiān)測斷路器在分合閘過程中操作機構(gòu)、連桿機構(gòu)、觸頭的振動信號波形；采用電流傳感器測量分合閘線圈的電流波形，識別機構(gòu)卡澀等早期故障；通過位移傳感器測量斷路器操作過程中的行程時間特性。2）滅弧室電壽命監(jiān)測滅弧室電壽命的監(jiān)測主要是通過監(jiān)測累計開斷電流，進行滅弧室燒蝕情況的判斷。3）SF6斷路器和GIS設(shè)備SF6氣體監(jiān)測SF6氣體的監(jiān)測是利用壓力和密度傳感器來監(jiān)測開關(guān)設(shè)備的氣體泄漏量，用SF6濕度傳感器來監(jiān)測氣體濕度。4）GIS設(shè)備振動及局部放電監(jiān)測GIS設(shè)備振動監(jiān)測是利用加速度或超聲波傳感器監(jiān)測機械振動；局部放電監(jiān)測是利用高頻電磁波傳感器或天線等監(jiān)測

21、電磁波，以發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部的顆粒放電、電暈放電等。目前，技術(shù)相對比較成熟的GIS局部放電在線監(jiān)測裝置有英國DMS公司生產(chǎn)的PDMG-P便攜式超高頻局放檢測儀，其利用寬動態(tài)電流耦合器感應(yīng)GIS設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的超高頻局部放電信號的特征信息，然后利用局部放電智能分析系統(tǒng)PortSub進行分析、識別放電的類型，確定產(chǎn)生這些放電信號的根源(絕緣缺陷)。其他國外產(chǎn)品有挪威AIA研制的基于超聲波原理的AIA-1GIS內(nèi)部故障在線診斷儀、德國艾迪克菜默克(LDIC)診斷公司研制的LDS-6局部放電測試儀等。國內(nèi)產(chǎn)品有華北電力大學(xué)研制的基于特高頻(UHF)法的GIS局部放電特高頻檢測系統(tǒng)，保定天威新域研制的基于電聲

22、綜合監(jiān)測的OLM0403移動式局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)等。2.2.5交聯(lián)聚乙烯電纜在線監(jiān)測技術(shù)目前，日本在交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜在線監(jiān)測方面的研究和實踐，在世界上處于領(lǐng)先地位。中國在這方面的研究進展比較緩慢，國內(nèi)早期使用的電纜在線監(jiān)測技術(shù)就是借鑒了日本的技術(shù)，目前國內(nèi)還有日本的產(chǎn)品在運行。XLPE電纜在線監(jiān)測原理，主要有直流法、局部放電法、介損法、低頻成份法等目前，應(yīng)用最多的是通過疊加直流電壓法進行監(jiān)測，但也存在2個缺點：一是雜散電流變化或端部表面漏電阻下降時，會使測量誤差變大；二是接地變壓器(Grounding Transformer，GT)長期流過直流電流，會發(fā)生磁飽和產(chǎn)生零序電壓，引起繼

23、電保護誤動。2.2.6輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)目前，輸電線路在線監(jiān)測的重點在線路運行與周邊環(huán)境的適應(yīng)性上，主要有雷電定位系統(tǒng)、微氣象監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路覆冰在線監(jiān)測（監(jiān)測覆冰重量等）、微風(fēng)振動監(jiān)測（監(jiān)測導(dǎo)線與線夾最后接觸點外一定距離處導(dǎo)線相對于線夾的彎曲振幅和頻率等）、導(dǎo)線舞動監(jiān)測(監(jiān)測振動半波數(shù)、擺動頻率和擺動幅度等）、風(fēng)偏在線監(jiān)測（監(jiān)測絕緣子串導(dǎo)地線出口處或轉(zhuǎn)角塔跳線最低點的風(fēng)偏角和仰角等)、導(dǎo)線溫度監(jiān)測、絕緣子污穢度監(jiān)測及桿塔傾斜監(jiān)測等。2.2.7帶電檢測技術(shù)目前，帶電檢測技術(shù)主要包括紅外線成像法、紫外線成像法和超聲波檢測法等。紅外線成像法主要用來檢測電氣設(shè)備由于介電損耗或電阻損耗等引起的局部

24、溫度升高，目前已得到廣泛應(yīng)用紅外檢測的技術(shù)局限性在于，由于紅外輻射在固體中的穿透能力極其微弱（對金屬導(dǎo)體的穿透厚度只有微米數(shù)量級，對于大多數(shù)非導(dǎo)電材料的穿透厚度也小于1mm）。因此，對于大型復(fù)雜電力設(shè)備內(nèi)部的某些故障，若其故障發(fā)熱功率太小，或故障部位距設(shè)備表面太遠，由于熱量的橫向傳遞，會使得故障發(fā)熱不能在設(shè)備表面產(chǎn)生明顯的特征性響應(yīng)。或者由于設(shè)備內(nèi)部的熱交換過程特別復(fù)雜，致使內(nèi)部的故障發(fā)熱無法在設(shè)備表面形成特征性熱場分布。在這些情況下，紅外成像法就難以從設(shè)備外部檢測到內(nèi)部的運行狀態(tài)。紫外線成像法主要用來檢測設(shè)備表面由于局部放電而形成的碳化通道和電蝕損，檢測導(dǎo)線外傷、高壓設(shè)備的污染程度及絕緣缺陷

25、檢測等紫外成像檢測的技術(shù)局限性在于，檢測光子數(shù)量受檢測距離、增益、氣壓、溫度、濕度等因素影響，目前尚無正式的紫外檢測標準規(guī)程可供參考。超聲波檢測法是利用超聲波在絕緣介質(zhì)交界面發(fā)生反射、折射的原理，檢測絕緣介質(zhì)內(nèi)部的裂紋缺陷。其優(yōu)點是穿透力強、設(shè)備輕便、檢測成本低、檢測效率高，對危害性較大的裂紋類缺陷特別敏感。其缺點在于，通常需要耦合介質(zhì)使聲能透入被檢物；需要有參考評定標準；顯示的檢測結(jié)果不直觀，對操作人員的技術(shù)水平有較高要求。縱觀輸變電設(shè)備在線監(jiān)測及帶電檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢，目前輸變電設(shè)備監(jiān)測狀態(tài)量以絕緣狀態(tài)量為重點，并逐步發(fā)展到機械量、化學(xué)量等有助于設(shè)備狀態(tài)全面監(jiān)測的狀態(tài)量。在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

26、還呈現(xiàn)出一種綜合趨勢，即將設(shè)備的各種實時狀態(tài)量通過網(wǎng)絡(luò)集中起來，結(jié)合其他的非實時狀態(tài)量，對設(shè)備的狀態(tài)進行綜合、全面分析，為設(shè)備的狀態(tài)評價提供依據(jù)。2.3在線監(jiān)測及帶電檢測技術(shù)在中國的應(yīng)用現(xiàn)狀2006年初，國家電網(wǎng)公司對各網(wǎng)省公司在線監(jiān)測裝置應(yīng)用情況進行了調(diào)查統(tǒng)計。統(tǒng)計結(jié)果表明：華北、華東電網(wǎng)的在線監(jiān)測裝置最多，西北電網(wǎng)的在線監(jiān)測裝置相對較少。在變壓器本體、電容型設(shè)備、氧化物避雷器、開關(guān)類設(shè)備、GIS設(shè)備、綜合監(jiān)測6類在線監(jiān)測裝置中，金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置應(yīng)用最多；電容型設(shè)備和變壓器本體在線監(jiān)測裝置次之。這也說明金屬氧化物避雷器、電容型設(shè)備和變壓器本體的在線監(jiān)測技術(shù)相對比較成熟。開關(guān)類設(shè)備

27、、GIS設(shè)備的在線監(jiān)測裝置應(yīng)用較少，這是因為開關(guān)類設(shè)備，特別是斷路器的結(jié)構(gòu)區(qū)別較大，安裝在線監(jiān)測裝置的空間難度和技術(shù)難度都很大。GIS設(shè)備都是按照免維護的要求設(shè)計的，因此很少安裝在線監(jiān)測裝置。此外，絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測、外絕緣污穢在線監(jiān)測等裝置，在中國電網(wǎng)系統(tǒng)也有應(yīng)用，但應(yīng)用數(shù)量較少。而紅外成像儀、紫外成像儀和超聲波檢測儀等帶電檢測設(shè)備，隨著技術(shù)的不斷成熟，在中國電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用越來越普遍3 狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)存在的問題1）規(guī)范在線監(jiān)測裝置的技術(shù)要求目前，尚無電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)相關(guān)的國家標準和行業(yè)標準，也沒有在線監(jiān)測裝置入網(wǎng)檢測標準。由于無統(tǒng)一設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標準，不同廠家生產(chǎn)的在線監(jiān)測裝置在通訊規(guī)約

28、、現(xiàn)場總線、報警閾值、數(shù)據(jù)庫和專家診斷軟件等方面差異較大，難以統(tǒng)一規(guī)范地進行數(shù)據(jù)集中、遠程傳輸和分析。帶電檢測方面，目前的紫外成像檢測儀在敏感度、可見光影像放大度等方面的性能已經(jīng)十分優(yōu)異，可以很好地為電暈定性定位，確定電暈有沒有在關(guān)鍵部分產(chǎn)生。但對于那些已經(jīng)確認了的，發(fā)生在關(guān)鍵重要部件的電暈放電，是立即進行設(shè)備維修還是可以等待，目前仍沒有一個很好的導(dǎo)則。2）在線監(jiān)測裝置運行穩(wěn)定性有待提高雖然在線監(jiān)測裝置在電網(wǎng)內(nèi)應(yīng)用越來越多，但由于很多裝置在技術(shù)上并不十分成熟，其運行穩(wěn)定性較差，功能也有待完善。實際應(yīng)用情況表明，一些早期的監(jiān)測裝置存在設(shè)計不合理、原理不準確等問題，需要綜合考慮新工藝和新技術(shù)進行改

29、進和完善，提高其穩(wěn)定性和準確性，確保傳感器等重要部件的自身質(zhì)量和現(xiàn)場測量中的可靠性，才能提高在線監(jiān)測的效果。2009年6月，云南電網(wǎng)公司對云南電網(wǎng)內(nèi)應(yīng)用的在線監(jiān)測裝置進行了調(diào)查統(tǒng)計，結(jié)果表明，在調(diào)查的181套裝置中，運行基本正常的為150套，運行不正常、停運的為31套，占總裝置數(shù)的17%。華北電網(wǎng)公司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，集中型在線監(jiān)測系統(tǒng)不能正常使用的比率高達60%，主要原因是裝置存在質(zhì)量問題如靈敏度不高、元件性能不穩(wěn)定、抗干擾性能較差、抗外界因素如溫度、濕度變化能力不足，存在可靠性問題如測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、信息上傳時而斷續(xù)，起不到動態(tài)跟蹤設(shè)備絕緣狀況的作用間。3）在線監(jiān)測裝置的維護管理有待加強很多在

30、線監(jiān)測裝置之所以運行不正常甚至停運，除了裝置自身性能方面的原因外，還有一個不可忽視的重要原因，就是在線監(jiān)測裝置在安裝后缺乏足夠的技術(shù)維護，進而導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)分析相對滯后、信息上傳不通暢等問題。13參考文獻參考文獻1 黃建華，全零三變電站高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的現(xiàn)狀及其發(fā)展J電力系統(tǒng)自動化，2001，25（16）：56-612 陳維榮，宋永華，孫錦鑫電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的概念及現(xiàn)狀J電網(wǎng)技術(shù)，2000，24（11）：12-173 王少華，葉自強，梅冰笑輸變電設(shè)備在線監(jiān)測及帶電檢測技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀J高壓電器，2011，47（4）：84-90.4 黃雅羅，黃樹紅發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修M北京：中國電力出版

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