電氣絕緣故障診斷技術(shù)

電氣絕緣故障診斷技術(shù)

第一章緒論

一

故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生及其作用

二故障診斷技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展

三

故障診斷技術(shù)的構(gòu)成與發(fā)展趨勢(shì)

四

電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)

一、故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生及其作用電力設(shè)備：導(dǎo)電材料（銅，鋁），導(dǎo)磁材料（硅鋼片），結(jié)構(gòu)材料（鑄鐵，鋼板），絕緣材料（固體，液體，氣體）絕緣決定電力設(shè)備的壽命。電力設(shè)備運(yùn)行中60%-80%的事故是由絕緣故障導(dǎo)致的。一、電力設(shè)備絕緣老化及其特征量

絕緣系統(tǒng)中的絕緣缺陷：1集中性缺陷：指缺陷集中于絕緣的某一個(gè)或某幾個(gè)部分（局部受潮，局部機(jī)械損傷，絕緣內(nèi)部氣泡，瓷介質(zhì)裂紋）。---發(fā)展速度快，危險(xiǎn)大。2分布性缺陷：指由于受潮，過(guò)熱，動(dòng)力負(fù)荷及長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電壓作用導(dǎo)致的電氣設(shè)備整體絕緣性能下降（絕緣整體受潮，充油設(shè)備的油變質(zhì)）---發(fā)展速度慢，危險(xiǎn)小一、電力設(shè)備絕緣老化及其特征絕緣設(shè)備的老化：1電老化：外施電壓放電量老化

壽命2熱老化：熱作用熱降解熱老化

壽命3機(jī)械老化：機(jī)械應(yīng)力微裂縫局部放電絕緣破裂壽命4環(huán)境老化：水分，陽(yáng)光輻射，化學(xué)塵埃沉積污穢物污穢放電老化一、電力設(shè)備絕緣老化及其特征絕緣特征量：表征不同絕緣系統(tǒng)劣化程度1直接表征絕緣剩余壽命特征量（如耐電強(qiáng)度，機(jī)械強(qiáng)度）通過(guò)破壞性試驗(yàn)方法得到。2間接表征絕緣剩余壽命特征量（絕緣電阻，介質(zhì)損耗角正切，泄漏電流等）通過(guò)非破壞性試驗(yàn)方法得到。一、電力設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)電力設(shè)備制造過(guò)程中的檢測(cè)試驗(yàn)主要有：型式試驗(yàn)，例行試驗(yàn)，出廠試驗(yàn)。運(yùn)行前和運(yùn)行中的檢測(cè)試驗(yàn)主要有：交接試驗(yàn)，預(yù)防性試驗(yàn)，在線監(jiān)測(cè)。預(yù)防性試驗(yàn)分為：非破壞性試驗(yàn)（目的判斷絕緣狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的劣化現(xiàn)象）破壞性試驗(yàn)（目的發(fā)現(xiàn)集中性缺陷）一、電力設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)?zāi)壳半娏υO(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)主要有：絕緣電阻測(cè)量，直流泄漏電流測(cè)量，介質(zhì)損耗角正切，絕緣油試驗(yàn)，微量水分測(cè)定，油中溶解氣體色譜分析，局部放電試驗(yàn)，直流耐壓試驗(yàn)，交流耐壓試驗(yàn)。一、故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生及其作用

概念：故障診斷是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息查找故障源，并確定相應(yīng)決策的一門(mén)綜合性新興科學(xué)。

在設(shè)備帶電、不停機(jī)的情況下，通過(guò)使用先進(jìn)的技術(shù)手段，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，判斷設(shè)備是否存在異常、故障、故障的部位、原因以及故障的惡化趨勢(shì)等，以確定合理的檢修時(shí)間和方案。一、故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生及其作用通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的試驗(yàn)和各種特性的測(cè)量，識(shí)別、評(píng)估設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)，早期發(fā)現(xiàn)的故障。狹義而言，“監(jiān)測(cè)”是“診”，“診斷”是“斷”。一故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生及其作用

故障診斷被動(dòng)診斷被動(dòng)診斷主動(dòng)診斷故障已發(fā)生，機(jī)組停運(yùn)，要求診斷故障原因，以便制定處理方案如：1.發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作：2.發(fā)電機(jī)PT3U0動(dòng)作（見(jiàn)分析）

運(yùn)行中故障發(fā)生了，是否停運(yùn)急需診斷出結(jié)果如：CT斷線運(yùn)行的設(shè)備有無(wú)故障現(xiàn)場(chǎng)綜合處理問(wèn)題的能力故障現(xiàn)象相關(guān)一次設(shè)備檢查高壓試驗(yàn)機(jī)械特性試驗(yàn)二次回路及二次裝置檢查傳動(dòng)試驗(yàn)定值檢測(cè)錄波分析綜合分析電氣設(shè)備故障的主要原因1.制造工藝存在原始缺陷2.惡劣的環(huán)境和苛刻的運(yùn)行條件3.材料的劣化（主要絕緣材料）4.缺乏良好的管理及維護(hù)

一、故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生及其作用(一）故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展背景

20世紀(jì)60年代起源于美國(guó)。對(duì)軍事、航天設(shè)備進(jìn)行早期異常檢測(cè)。經(jīng)歷過(guò)重大事故之后，人們認(rèn)識(shí)到：現(xiàn)代化設(shè)備的故障先兆必須早期預(yù)報(bào)，以防患于未然，否則產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

設(shè)備的重要性、現(xiàn)代化、安全性、可靠性以及維修的迫切需要，使故障診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。維修的目的人總免不了要生病，電氣設(shè)備也和人一樣總要發(fā)生故障，現(xiàn)在還沒(méi)有永遠(yuǎn)不出故障的設(shè)備。人生了病有時(shí)還可以憑借本身的抵抗力自愈，而各種電氣設(shè)備有了故障卻沒(méi)有自行修復(fù)的能力，只有依靠維修人員來(lái)修理。維修人員若沒(méi)有過(guò)硬的檢修技術(shù)，往往無(wú)法迅速使設(shè)備正常運(yùn)行，從而嚴(yán)重影響生產(chǎn)。生產(chǎn)過(guò)程中，維修工作是保證設(shè)備正常運(yùn)行，減少停工損失的重要環(huán)節(jié)，絕不能忽視。一、故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生及其作用(二）設(shè)備維修方式的變革

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備的維修體制經(jīng)歷了三次方式：

1.事后維修：等到設(shè)備無(wú)法正常工作時(shí)再進(jìn)行維修。

2.預(yù)防維修：預(yù)先制定計(jì)劃，定期進(jìn)行檢修和更換。

3.狀態(tài)維修：根據(jù)設(shè)備狀態(tài)來(lái)確定維修工作的內(nèi)容和時(shí)間、制定維修方案。事后維修的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不需要安排計(jì)劃。對(duì)一些設(shè)備，更換比修理更便宜。缺點(diǎn)：意外停機(jī)引起生產(chǎn)損失?？赡芤鹪O(shè)備的二次損壞，甚至災(zāi)難性事故。庫(kù)存?zhèn)淦穫浼顿Y多。預(yù)防維修優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：機(jī)器壽命較長(zhǎng)。減少意外停機(jī)。備件庫(kù)存較少。缺點(diǎn)：到期必修,缺乏對(duì)設(shè)備的綜合分析,存在著檢修過(guò)量,檢修不足；人力和物力的浪費(fèi),降低了供電可靠性;過(guò)剩維修也會(huì)引起人為維修故障。狀態(tài)維修優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：減少非計(jì)劃停機(jī)損失，維修時(shí)間間隔可以縮短或延長(zhǎng)，維修費(fèi)用大為減少，備件庫(kù)存最小。缺點(diǎn)：診斷的正確與準(zhǔn)確性需要保障。先進(jìn)的維修理念1、采用現(xiàn)代故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，發(fā)展以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的預(yù)知維修體制。2、企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極采用先進(jìn)的設(shè)備管理方法和維修技術(shù)，采用以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的設(shè)備維修方法，不斷提高設(shè)備管理和維修技術(shù)的現(xiàn)代化水平。

狀態(tài)詢檢修是我監(jiān)國(guó)即忘將面五臨的稈先進(jìn)階設(shè)備越管理五體制開(kāi)展?fàn)顚討B(tài)檢修蘆的研究貓一般從兩個(gè)陜方面進(jìn)行一類(lèi)是慎對(duì)設(shè)備虎進(jìn)行不凱間斷實(shí)嘉時(shí)動(dòng)態(tài)橫的在線監(jiān)年測(cè),用在巧線的破數(shù)據(jù)恐來(lái)判別設(shè)備狀蟻態(tài)。另一類(lèi)咬是以離震線檢測(cè)彩為主,通過(guò)僅各種離線數(shù)吃據(jù)分析對(duì)設(shè)稠備狀慌態(tài)進(jìn)凈行綜合診煎斷。實(shí)現(xiàn)狀蓮態(tài)檢修牢的前提：必須進(jìn)顛行可靠的牙狀態(tài)監(jiān)粱測(cè)與準(zhǔn)確的娛故障診濟(jì)斷以及有效遞的故逮障預(yù)盾報(bào)。電氣譯設(shè)備坊狀態(tài)合監(jiān)測(cè)霞與故礦障診門(mén)斷的堵意義1.識(shí)別殃有無(wú)長(zhǎng)故障積；發(fā)現(xiàn)故言障及時(shí)笛報(bào)警；2.判斷故偶障性質(zhì)厘、程度榴和部位各；作出雕故障趨透勢(shì)分析育，就是招在設(shè)備踐運(yùn)行中負(fù)或在基削本不拆諸卸的情腦況下，禁通過(guò)各杏種手段另，掌握蛇設(shè)備運(yùn)逮行狀態(tài)頓，判定饞產(chǎn)生故務(wù)障的部胃位和原圖因，并板預(yù)測(cè)、剛預(yù)報(bào)設(shè)娃備未來(lái)仰的狀態(tài)走。為設(shè)窯備檢修伯項(xiàng)目、儲(chǔ)內(nèi)容、份時(shí)間等拳提供依飼據(jù)。3.分析故掏障原因裕，給出薯消除詠故障澇的措吸施。修防止溜發(fā)生蹦同類(lèi)但故障劃。狀態(tài)監(jiān)術(shù)測(cè)和故戶障診斷玩的對(duì)象由于扯故障圣發(fā)展裁速度塵的差淋別,形成了瞬變己故障貫和緩吼變故拌障兩個(gè)置類(lèi)型耍。瞬變故伐障例如相蟻間短路象等,發(fā)展很鐮快。繼位電保護(hù)箭裝置必豎須在10獻(xiàn)ms～20冒ms內(nèi)處利理這輛類(lèi)故行障,以避帽免損愁失擴(kuò)袍大。緩變液故障是從出需現(xiàn)故障愉征兆發(fā)恰展到故掌障災(zāi)害進(jìn)程較截慢的一身類(lèi)故真障現(xiàn)濾象,例如絕粗緣故障拋、機(jī)械尋系統(tǒng)故修障等。當(dāng)出侄現(xiàn)故谷障征臥兆時(shí),需要對(duì)趕故障進(jìn)犬行定位,或?qū)收蠁T的程買(mǎi)度和藍(lán)發(fā)展瞎進(jìn)行巾監(jiān)測(cè),采取措文施,防止故絹障狀態(tài)鞏的進(jìn)一秘步發(fā)展夕和造成顯重大損舞失。因此,緩變扣故障勿是狀賢態(tài)監(jiān)溝測(cè)和胸故障處診斷掉的對(duì)虎象。一、故障診挎斷技術(shù)泊的產(chǎn)生購(gòu)及其作耕用(三）對(duì)設(shè)備襖服役壽么命的影冶響設(shè)備故巧障率—使用俱壽命材曲線妨分為尾三個(gè)如階段書(shū)。1.初期階佳段：故歡障率較融高。原因項(xiàng)：①棒設(shè)備寧運(yùn)行騰、制受造、嚴(yán)安裝你和調(diào)懂試學(xué)中死的遺技留問(wèn)株題暴猾露；②相央關(guān)人縮慧員對(duì)霞設(shè)備環(huán)的操室作和永維護(hù)極還需壘要有崇一個(gè)形適應(yīng)持和熟還悉的敘過(guò)程爆。嚴(yán)重虎的突矛發(fā)性暢絕緣再故障除可能帽導(dǎo)致律：初期階段安定階段初期階段惡化階段注意階段危險(xiǎn)階段破壞點(diǎn)危險(xiǎn)水平注意水平實(shí)施修復(fù)故障率使用壽命設(shè)備混故障劍率－耕－使舉用壽柜命2.穩(wěn)定期躬：故障搞率很低霜。一般仆為突發(fā)欺性故障爹。原因：虛設(shè)備制誕造、安伏裝和調(diào)如試中的漸遺留問(wèn)虜題沒(méi)有還得到解騎決。3.劣化醉期：目故障填率開(kāi)母始上磁升。原因然：丸設(shè)備咱逐漸瘡老化通過(guò)死故障辦診斷壤，可什根據(jù)逐設(shè)備代狀態(tài)毅做出驕相應(yīng)犁的維危修方啟案和膛采取僵相應(yīng)貧的措童施，券以排膽除故玻障和慢隱患眨，使驕設(shè)備歇恢復(fù)斧原有奴性能楊，重汁新進(jìn)棍入低過(guò)故障耽率的飲穩(wěn)定楚期，王這樣御就延豆長(zhǎng)了倍設(shè)備醋的使估用壽嚼命。求（虛顆線）一、故障倒診斷陪技術(shù)籃的產(chǎn)釋生及禿其作吳用絕緣事農(nóng)故比例椒高大型閘電氣灶設(shè)備艦的重廈要性定期學(xué)預(yù)防四性維往修體烈制的姐不足狀態(tài)揮監(jiān)測(cè)蓬的科靈學(xué)性一、故障診京斷技術(shù)轟的產(chǎn)生抹及其作筋用（一）篇國(guó)外發(fā)蛇展概況196算7年4月，細(xì)美國(guó)座宇航森局（NA蠢SA）創(chuàng)導(dǎo)逢，在海斬軍研究嗎室主持詞下，成催立了美拳國(guó)機(jī)械貞故障預(yù)貍防小組企。歐洲怒：英國(guó)顛、瑞典事等相繼眾開(kāi)展此賽項(xiàng)研究隸。亞洲梨：日本簡(jiǎn)等在鋼砍鐵、化頸工、電竄力、交劣通等部偽門(mén)積極肉開(kāi)展此泊項(xiàng)工作答。二、故障槐診斷掛技術(shù)灘在國(guó)感內(nèi)外冬的發(fā)浩展簡(jiǎn)取況大型畜化自動(dòng)化連續(xù)粘化高速煩化故障診染斷技術(shù)皆發(fā)展促進(jìn)（二）國(guó)內(nèi)撲發(fā)展前概況始于20世紀(jì)70年代末原，80年代棍初。誕國(guó)內(nèi)別一些縮慧重點(diǎn)貫大學(xué)典（西佩交、撥東電嘗等）濃相繼匯成立候了故健障診撕斷研絨究室鼻。目軍前，厘國(guó)內(nèi)味大部右分20蒙0M斧W以上機(jī)行組裝有泊狀態(tài)監(jiān)押測(cè)系統(tǒng)皺。故障華診斷列技術(shù)今成為封生產(chǎn)輝領(lǐng)域貪的研滑究熱癥點(diǎn)應(yīng)用辭領(lǐng)域幟廣泛詞：航蛙天、愁軍事丈、電狂力、卵化工孫、交修通、沙機(jī)械班制造賢等。電力賞診斷送對(duì)象溝：火寨力水月力發(fā)珠電機(jī)頌組、膛電力轎（in借det漿ail）圾變壓器種、電動(dòng)尋機(jī)等。一、故障槐診斷傭技術(shù)毒的產(chǎn)吃生及腸其作誼用（一帳）構(gòu)成:獨(dú)立錫的跨閃學(xué)科被綜合渾信息遵處理德技術(shù)由以區(qū)下三難部分等組成宜：1.故障辛診斷存機(jī)理臺(tái)的研衰究：即故沈障診斷習(xí)物理、遮化學(xué)過(guò)共程的研鎖究。例課：氧化燃、疲勞師等原因從研究。2.故障診概斷信息碼學(xué)的研群究：故上障信政號(hào)的踩采集壟、選攝擇、甘處理燃和分已析過(guò)坡程。燭例：孟傳感麥器采腹集設(shè)述備運(yùn)餓行中吃的的轎信號(hào)嫂（振磚動(dòng)、梳轉(zhuǎn)速傾），壞時(shí)、詳頻域稀分析鞠，識(shí)士別評(píng)炎價(jià)設(shè)歡備的研狀態(tài)峰和故航障。三、故障候診斷筑技術(shù)使構(gòu)成絮與發(fā)蹈展趨接勢(shì)3.診斷邏尾輯和數(shù)誼學(xué)原理志的研究通過(guò)邏吧輯方法坑、模型超方法、志推論方晝法及人肯工智能懼方法等極，根據(jù)土可觀測(cè)松的設(shè)備瞇故障表狼征來(lái)確蛋定下一土步的檢子測(cè)部位光，最終土分析判譽(yù)斷故障在發(fā)生的懸部位和逢產(chǎn)生故閃障的原瓣因等。三、故障爬診斷潤(rùn)技術(shù)極構(gòu)成切與發(fā)頂展趨秤勢(shì)診斷過(guò)屆程采用內(nèi)四項(xiàng)技陣術(shù)：1.檢測(cè)竄技術(shù)詠：準(zhǔn)瞧確采賞集反畜映設(shè)集備狀法態(tài)的姓信號(hào)聰和參激數(shù)。2.信號(hào)處館理技術(shù)幻玉：將信勿號(hào)經(jīng)過(guò)炒各種變飄換，把革放映設(shè)申備狀態(tài)桃的真正叨信息提脊取出來(lái)飽。3.識(shí)別技逆術(shù)：根緒據(jù)掌握綱的故障雷征兆信蓋息和參尸數(shù)，判貫斷故障默并找出壤原因。4.預(yù)測(cè)怒技術(shù)扛：對(duì)拾已識(shí)勸別出嚼來(lái)的司故障腥進(jìn)行抄預(yù)測(cè)催，預(yù)插測(cè)故蚊障的赤發(fā)展罩趨勢(shì)釀和設(shè)線備的紡剩余傲壽命汪。三、故障噴診斷齡技術(shù)進(jìn)構(gòu)成游與發(fā)爽展趨來(lái)勢(shì)故障診光斷與狀量態(tài)監(jiān)測(cè)衡的關(guān)系狀態(tài)助監(jiān)測(cè)振（Co屑nd弄it損io棵n把mo習(xí)ni盈to括ri俱ng）：烏監(jiān)測(cè)喘和分粗析設(shè)吩備的慣系統(tǒng)廁工作脹狀態(tài)遣信息顫。實(shí)絡(luò)時(shí)掌壩控設(shè)赤備基償本工帶作狀仿態(tài)。通過(guò)監(jiān)包測(cè)結(jié)果李與設(shè)定伶閾值之菠間的對(duì)秧比，僅塑對(duì)設(shè)備職運(yùn)行狀秀態(tài)作出轎正常、窗異?；蝠z故障的斑判斷，菠而對(duì)故荷障性質(zhì)鹽、嚴(yán)重噴程度等盞不予或萄無(wú)法進(jìn)乘行更加橋深入的構(gòu)診斷。狀態(tài)后監(jiān)測(cè)+故障診什斷設(shè)備押診斷三、故障扔診斷卡技術(shù)滋構(gòu)成吊與發(fā)叮展趨左勢(shì)故障杯診斷額技術(shù)征的發(fā)梯展趨煮勢(shì)信息采迷集：盡璃可能多渾的采集紅反映設(shè)脅備故障悲狀態(tài)的量信息量腔。真實(shí)悔、足夠意、準(zhǔn)確維。診斷術(shù)方法閘：根絡(luò)據(jù)數(shù)宿量較躺為有遇限的塔狀態(tài)糟信息譽(yù)，采贊用先眠進(jìn)的按診斷踏方法午、技缸術(shù)，博準(zhǔn)確玻判斷極和區(qū)耽分故姐障。同一栗故障凍在表叫現(xiàn)形哭式常倒常呈節(jié)現(xiàn)多襖樣性餡，不稻同故敞障的香表現(xiàn)謎形式創(chuàng)卻具靠有相臘似性修、模題糊性港。三、故障診他斷技術(shù)沃構(gòu)成與是發(fā)展趨孕勢(shì)它的發(fā)著展越來(lái)疫越呈現(xiàn)鄉(xiāng)豐出一種頭與當(dāng)代境前沿科憤學(xué)相融而合的發(fā)孫展趨勢(shì)謀。1）與襲人工猛神經(jīng)劉網(wǎng)絡(luò)甚、專(zhuān)述家系遭統(tǒng)和寫(xiě)遺傳教算法趙為代雷表的重人工缺智能屠技術(shù)妖的結(jié)腿合2）與址小波娃分析協(xié)、模蚊糊數(shù)陳學(xué)相沿結(jié)合3）與助信息哀融合榮技術(shù)析相結(jié)珍合三、故障診濁斷技術(shù)仔構(gòu)成與腿發(fā)展趨滑勢(shì)（一將）電氣設(shè)返備主要丈指電羊力系吸統(tǒng)中璃承擔(dān)旅發(fā)、焰輸、豎變、惑配的條高壓中設(shè)備澇。例調(diào)：高掏壓套屑管、姨避雷荒器、衡電動(dòng)網(wǎng)機(jī)等爺。（二衛(wèi)）故障診艇斷系統(tǒng)維與斷電港保護(hù)的宜區(qū)別電氣順設(shè)備圓的狀鑼?xiě)B(tài)可恭分為娛：1.正常懇（Nor伍mal）：設(shè)臟備具排備其峽應(yīng)有灣的功柿能，餅沒(méi)有黑缺陷笨或缺解陷不卡明顯搜，缺塑陷嚴(yán)摟重程訓(xùn)度仍屬于發(fā)容限范互圍內(nèi)。四、電氣惰設(shè)備彩故障拔診斷2.異常(ab殃nor索mal借)：缺陷霧有了進(jìn)片一步的易發(fā)展，均設(shè)備狀故態(tài)發(fā)生關(guān)變化，求性能惡摟化，但拳能維持祝工作。3.故障(f果au亞lt主)：缺矛陷發(fā)波展到美使設(shè)臨備性鎮(zhèn)能和室功能硬都有嶼所喪羽失的您程度洋。4.事故(b現(xiàn)re群ak崖do集wn須