電氣設(shè)備絕緣檢測與診斷2

1、監(jiān)測系統(tǒng)的組成監(jiān)測系統(tǒng)的組成在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本框架運運 行行 技技 術(shù)術(shù) 措措 施施電電 力力 設(shè)設(shè) 備備傳傳 感感 器器信信 號號預(yù)預(yù) 處處 理理數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 采采 集集數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 處處 理理信信 號號 傳傳 輸輸故故 障障 診診 斷斷信信 號號 變變 送送 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 設(shè)設(shè) 備備 近近 區(qū)區(qū) ）數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 采采 集集 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 設(shè)設(shè) 備備 近近 區(qū)區(qū) ）信信 號號 傳傳 輸輸系系 統(tǒng)統(tǒng)處處 理理 和和 診診 斷斷 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 主主 控控 室室 ）什么是傳感器？傳感器定義傳感器定義 傳感器是借助檢測元件將一種形式的信息轉(zhuǎn)傳感器是借助檢測元件將一種形式的信息轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。換成另

2、一種信息的裝置。 物理量物理量電量電量 目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號大多為電信號。目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號大多為電信號。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。傳感器的構(gòu)成傳感器的構(gòu)成 傳感器由敏感器件與輔助器件組成。敏感器件傳感器由敏感器件與輔助器件組成。敏感器件的作用是感受被測物理量，并對信號進行轉(zhuǎn)換輸出。的作用是感受被測物理量，并對信號進行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件則是對敏感器件輸出的電信號進行放大、輔助器件則是對敏感器件輸出的電信號進行放大、阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。 dV 故

3、障診斷傳感什么？超聲波超聲波脈沖電流脈沖電流遠紅外遠紅外氣體含量氣體含量溫度溫度電電信信號號溫度溫度熱電偶熱電偶直流電壓直流電壓光強度光強度光電二極管光電二極管直流電流直流電流機械振動機械振動超聲傳感器超聲傳感器交流電壓交流電壓放電脈沖放電脈沖羅克夫斯基線圈羅克夫斯基線圈交流電流交流電流氣體含量氣體含量氣體傳感器氣體傳感器電阻電阻位移位移電感式位移傳感器電感式位移傳感器電感電感液位液位電容式液位計電容式液位計電容電容厚度厚度水晶厚度傳感器水晶厚度傳感器頻率頻率傳感器工作原理放放大大、變變換換測測量量環(huán)環(huán)境境被被測測信信號號檢檢出出器器狹狹義義傳傳感感器器信信號號預(yù)預(yù)處處理理部部分分廣廣義義傳傳

4、感感器器輸輸出出輸輸入入匹匹配配xiyo對傳感器的基本要求：（1 1）能監(jiān)測出反映設(shè)備狀態(tài)特征量的信號，有）能監(jiān)測出反映設(shè)備狀態(tài)特征量的信號，有良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。（2 2）對被測設(shè)備無影響或影響很微弱，吸收待對被測設(shè)備無影響或影響很微弱，吸收待測系統(tǒng)的能量極小，能和后續(xù)單元很好地匹配。測系統(tǒng)的能量極小，能和后續(xù)單元很好地匹配。（3 3）可靠性好，壽命長。）可靠性好，壽命長。傳感器基本性能指標(biāo)基本參數(shù)基本參數(shù)環(huán)境參數(shù)環(huán)境參數(shù)可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)其他指標(biāo)其他指標(biāo)量程指標(biāo)量程指標(biāo) 量程、過載能力。量程、過載能力。靈敏度指標(biāo)靈敏度指標(biāo) 靈敏度、分辨率、靈敏度、分辨率、

5、 滿量程輸出、輸入輸滿量程輸出、輸入輸出阻抗。出阻抗。精度指標(biāo)精度指標(biāo) 誤差、線性度、重誤差、線性度、重復(fù)性、閾值、復(fù)性、閾值、 穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。動態(tài)性能指標(biāo)動態(tài)性能指標(biāo) 頻率特性、時間常頻率特性、時間常數(shù)、阻尼系數(shù)、響應(yīng)數(shù)、阻尼系數(shù)、響應(yīng)時間、衰減率等時間、衰減率等溫度指標(biāo)溫度指標(biāo) 工作溫度范工作溫度范圍圍 溫度漂移溫度漂移抗振指標(biāo)抗振指標(biāo) 抗振幅度抗振幅度 沖振允許頻沖振允許頻率率大氣環(huán)境大氣環(huán)境 濕度濕度 氣壓氣壓工作壽命工作壽命保修期保修期保險期保險期平均無故障時平均無故障時間間絕緣電阻絕緣電阻耐壓水平等耐壓水平等電源電源 供電方式供電方式 電源電壓電源電壓 電源穩(wěn)定電源穩(wěn)定性性 功耗

6、功耗結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 外形尺寸外形尺寸 重量重量 材質(zhì)材質(zhì)安裝方式安裝方式傳感器的靜態(tài)特性 靜態(tài)特性表示傳感器在輸入量處于穩(wěn)定狀態(tài)時靜態(tài)特性表示傳感器在輸入量處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出的輸出- -輸入關(guān)系。輸入關(guān)系。 v 環(huán)境要求環(huán)境要求v 可測量范圍可測量范圍v 線性度線性度v 遲滯效應(yīng)遲滯效應(yīng)v 輸出特性輸出特性v 分辨率分辨率v 穩(wěn)定性穩(wěn)定性v 靜態(tài)誤差靜態(tài)誤差數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理1、時域分析法、時域分析法2、頻域分析（頻譜分析）法、頻域分析（頻譜分析）法3、相關(guān)分析法、相關(guān)分析法4、統(tǒng)計分析法、統(tǒng)計分析法診診 斷斷診斷內(nèi)容：診斷內(nèi)容：（1）判斷設(shè)備有無故障。）判斷設(shè)備有無故障。（2）判斷故障地性質(zhì)、類型

7、和原因。）判斷故障地性質(zhì)、類型和原因。（3）判斷故障的狀況和預(yù)測設(shè)備的剩余壽命，）判斷故障的狀況和預(yù)測設(shè)備的剩余壽命，即對故障的嚴重程度及發(fā)展趨勢作出診斷。即對故障的嚴重程度及發(fā)展趨勢作出診斷。（4）判斷故障的部位，即故障定位。）判斷故障的部位，即故障定位。故障診斷方法故障診斷方法規(guī)則規(guī)則診斷法診斷法邏輯診斷法邏輯診斷法模糊診斷法模糊診斷法統(tǒng)計診斷法統(tǒng)計診斷法樣板樣板診斷法診斷法閾值診斷法閾值診斷法時域波形診斷法時域波形診斷法頻率特性診斷法頻率特性診斷法 指紋特征診斷法指紋特征診斷法1.1.閾值診斷法閾值診斷法 對設(shè)備進行測試，將得到的特征量與規(guī)定對設(shè)備進行測試，將得到的特征量與規(guī)定的閾值對照

8、，超過閾值時判斷設(shè)備有故障。長的閾值對照，超過閾值時判斷設(shè)備有故障。長期以來，我國實行的預(yù)試制度，就屬于閾值診期以來，我國實行的預(yù)試制度，就屬于閾值診斷范疇。斷范疇。 比較簡單，這使其容易推行，但它也存在比較簡單，這使其容易推行，但它也存在判斷不夠全面，容易發(fā)生誤報、漏報等缺點。判斷不夠全面，容易發(fā)生誤報、漏報等缺點。 特征變量分布的隨機性特征變量分布的隨機性 完好絕緣完好絕緣 D1 和和 故障絕緣故障絕緣 D2 特性參數(shù)特性參數(shù) x 的的 概率密度曲線概率密度曲線 fD1(x)及及fD2(x) fD1(x) 和和 fD2(x) 分離分離 在在a，b區(qū)間中區(qū)間中 選擇選擇 閾值閾值 x0 fD

9、1(x) 和和 fD2(x) 相交相交 確定確定 x0 可能錯判可能錯判(虛報或漏報虛報或漏報) 增大增大 x0 減小虛報減小虛報 增大漏報增大漏報 減小減小 x0 減小漏報減小漏報 增大虛報增大虛報 考慮上述各種因素考慮上述各種因素 合適的診斷規(guī)則合適的診斷規(guī)則 損失最小損失最小2.2.模糊診斷法模糊診斷法 在狀態(tài)監(jiān)測中所得特征量在某些情況下具有在狀態(tài)監(jiān)測中所得特征量在某些情況下具有不確不確定性定性，這樣評價絕緣狀態(tài)時含有模糊性，例如，這樣評價絕緣狀態(tài)時含有模糊性，例如“絕絕緣受潮緣受潮”就是一種很難判斷的一種故障，含水分多就是一種很難判斷的一種故障，含水分多少叫受潮少叫受潮? ? 為了進行

10、診斷，利用模糊數(shù)學(xué)的方法，引入為了進行診斷，利用模糊數(shù)學(xué)的方法，引入隸屬隸屬函數(shù)函數(shù)的概念，隸屬函數(shù)對于設(shè)備的特征的概念，隸屬函數(shù)對于設(shè)備的特征K K和狀態(tài)和狀態(tài)D D可可分別用分別用隸屬度隸屬度表示。事件發(fā)生的隸屬度也稱為可能表示。事件發(fā)生的隸屬度也稱為可能度，用這種方法可以得到存在某種故障可能性的大度，用這種方法可以得到存在某種故障可能性的大小。小。 模糊數(shù)學(xué)將二值邏輯推廣為可取模糊數(shù)學(xué)將二值邏輯推廣為可取0,1閉區(qū)間中閉區(qū)間中任意值的連續(xù)值邏輯。隸屬函數(shù)任意值的連續(xù)值邏輯。隸屬函數(shù)（x） 0,1。二。二值邏輯函數(shù)是隸屬函數(shù)的特殊情況，隸屬函數(shù)是值邏輯函數(shù)是隸屬函數(shù)的特殊情況，隸屬函數(shù)是二

11、值邏輯函數(shù)的推廣。二值邏輯函數(shù)的推廣。 事件發(fā)生的隸屬度與事件發(fā)生的概率是不同的事件發(fā)生的隸屬度與事件發(fā)生的概率是不同的概念。概念。 模糊診斷中，診斷規(guī)則由模糊關(guān)系矩陣體現(xiàn)，模糊診斷中，診斷規(guī)則由模糊關(guān)系矩陣體現(xiàn)，此矩陣反映了狀態(tài)和特征之間的因果關(guān)系此矩陣反映了狀態(tài)和特征之間的因果關(guān)系 D=R*k其中，其中，D為狀態(tài)隸屬度向量，為狀態(tài)隸屬度向量， k為特征隸屬度向量，為特征隸屬度向量， R為模糊關(guān)系矩陣。為模糊關(guān)系矩陣。3.3.時域波形診斷法時域波形診斷法 對設(shè)備測試，得到某特征量隨時間變化曲線與對設(shè)備測試，得到某特征量隨時間變化曲線與規(guī)定正常曲線相比較，來判斷設(shè)備狀態(tài)，這種方規(guī)定正常曲線相比

12、較，來判斷設(shè)備狀態(tài)，這種方法稱法稱時域波形診斷法時域波形診斷法。如對高電壓開關(guān)電磁鐵線。如對高電壓開關(guān)電磁鐵線圈電流與時間的關(guān)系來判斷其操作機構(gòu)狀態(tài)。圈電流與時間的關(guān)系來判斷其操作機構(gòu)狀態(tài)。 對設(shè)備測試，得到特征量頻譜特性與樣板對設(shè)備測試，得到特征量頻譜特性與樣板對照來判斷設(shè)備狀態(tài)的方法稱為對照來判斷設(shè)備狀態(tài)的方法稱為頻率特性診斷頻率特性診斷法法。如對異步電動機轉(zhuǎn)子斷條及變壓器繞組變。如對異步電動機轉(zhuǎn)子斷條及變壓器繞組變形就采用這種診斷法。形就采用這種診斷法。4.4.頻率特性診斷法頻率特性診斷法5.5.指紋診斷法指紋診斷法 所謂所謂“指紋指紋”是對測試得到特征量可得一組是對測試得到特征量可得一

13、組特殊圖形，這種圖形稱為指紋。例如局部放電特殊圖形，這種圖形稱為指紋。例如局部放電測量，可以二維及三維圖形。測量，可以二維及三維圖形。 所謂所謂“指紋診斷法指紋診斷法”，是將測試得到的指紋，是將測試得到的指紋與樣板指紋對照，判斷設(shè)備有無故障的方法。與樣板指紋對照，判斷設(shè)備有無故障的方法。6.6.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種旨在模仿人腦結(jié)構(gòu)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種旨在模仿人腦結(jié)構(gòu)及其功能的信息處理系統(tǒng)。它是由多個非常簡單其功能的信息處理系統(tǒng)。它是由多個非常簡單的處理單元彼此按某種方式相互連接而形成的的處理單元彼此按某種方式相互連接而形成的計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)是靠其狀態(tài)

14、對外部輸入信息計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)是靠其狀態(tài)對外部輸入信息的動態(tài)響應(yīng)來處理信息的。其功能取決于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)響應(yīng)來處理信息的。其功能取決于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，連接強度以及各單元的處理方式。的結(jié)構(gòu)，連接強度以及各單元的處理方式。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元模型人工神經(jīng)元的特點人工神經(jīng)元的特點一個神經(jīng)元只有一個輸出。一個神經(jīng)元只有一個輸出。神經(jīng)元之間的聯(lián)系通過系數(shù)神經(jīng)元之間的聯(lián)系通過系數(shù)wji來起作用。來起作用。每個神經(jīng)元都有一個實數(shù)閾值與輸入共同影響輸出。每個神經(jīng)元都有一個實數(shù)閾值與輸入共同影響輸出。 j 每個神經(jīng)元都有激勵函數(shù)的存在。每個神經(jīng)元都有激勵函數(shù)的存在。F jyiwjiy1wj1ynwjnFyj7.7.專家系統(tǒng)在故障診斷中的應(yīng)用專家系統(tǒng)在故障診斷中的應(yīng)用專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一種以知識為基礎(chǔ)、運用推理能是一種以知識為基礎(chǔ)、運用推理能力推導(dǎo)出結(jié)論的人工智能系統(tǒng)，主要用于對力推導(dǎo)出結(jié)論的人工智能系統(tǒng)，主要用于對診斷問題和指令性問題的解答。診斷問題和指令性問題的解答。專家系統(tǒng)的特點專家系統(tǒng)的特點專家系統(tǒng)具有一致性專家系統(tǒng)具有一致性. .專家系統(tǒng)只是人的經(jīng)驗的匯集，因此專家系專家系統(tǒng)只是人的經(jīng)驗的匯集，因此專家系統(tǒng)能解決的問題，首先人能解決