高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)研究.doc

高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)研究【摘要】高壓電氣設(shè)備的良好運(yùn)行，對供電的可靠性和安全性具有重要的意義。本文就高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修流程、檢修的方法、具體應(yīng)用，以及提升高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的措施進(jìn)行分析，以期對降低電力設(shè)備故障的發(fā)生，進(jìn)而降低電力系統(tǒng)損失有所啟示?！娟P(guān)鍵詞】高壓;電氣設(shè)備;狀態(tài)檢修;技術(shù)引言隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電力工業(yè)也正發(fā)生著巨大的變化。計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、新型檢測技術(shù)與傳感器技術(shù)等越來越在電力工業(yè)的安全保障中發(fā)揮巨大的作用，特別是極大地提高了高壓電氣設(shè)備的可用性，降低了其維護(hù)成本。同時，各種智能型高壓電氣設(shè)備不斷面世投入使用，這些新型高壓電氣設(shè)備與傳統(tǒng)的高壓電氣設(shè)備相比，其可靠性更高、使用壽命更長、故障類型也不盡相同，傳統(tǒng)預(yù)防性的定期檢修體制已不能滿足時代的要求。此外，我國電網(wǎng)規(guī)模及容量不斷擴(kuò)大，用戶對供電質(zhì)量要求也在日益提高，電力設(shè)施檢修管理的重要性不言而喻。如何采用最佳檢修方式低成本地保證電氣設(shè)備安全運(yùn)行、提高其可靠性及降低故障事故率，是近年來電力生產(chǎn)、管理、科研等部門共同探討的熱門話題。狀態(tài)檢修體制以其巨大的技術(shù)優(yōu)勢越來越受到業(yè)界人士的關(guān)注，并已在實(shí)踐中產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效應(yīng)。 必要性分析我國長期以來對電氣設(shè)備實(shí)行定期檢修模式，即考慮設(shè)備的共性而忽視個別設(shè)備的個性，為此電力系統(tǒng)部門還制訂了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程。盡管定期地進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)和維修對于排除某些事故隱患和降低故障率的確發(fā)揮了一定的積極作用，但隨著電氣設(shè)備質(zhì)量及技術(shù)管理水平的提高，定期檢修制已暴露出其技術(shù)劣勢，越來越不適應(yīng)行業(yè)與時代的要求，而基于設(shè)備狀態(tài)的視情維修狀態(tài)檢修模式卻越來越展示出其巨大的技術(shù)優(yōu)勢。 定期檢修定期檢修是以時間為依據(jù)的預(yù)防性維修體制，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計資料，為保障設(shè)備完好并處于一定水平而進(jìn)行的定期維修體制。我國長期以來執(zhí)行的正是這種定期預(yù)防性維修體制。不可否認(rèn)，其在排除故障隱患、保障高壓電氣設(shè)備安全方面發(fā)揮了巨大的作用，但是這種檢修模式也有其固有的不足，而且隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些劣勢越來越明顯：（1）定期檢修大多是在設(shè)備停止運(yùn)行條件下進(jìn)行的，這極大地影響了設(shè)備的正常運(yùn)行，減少設(shè)備的可用時間而使不可用時間增加，降低了運(yùn)行有效度，而且極易造成檢修過?；驒z修不足，因廢棄許多尚可應(yīng)用的零部件和增加不必要的拆裝次數(shù)，使得維修費(fèi)用大大增加，針對那些僅在設(shè)備運(yùn)行時才能暴露出的問題更是束手無策。（2）不同設(shè)備的正常運(yùn)行條件往往不同，有些在尚未到維修周期已經(jīng)存在故障，有的還不易發(fā)現(xiàn)，尤其更難以預(yù)防由于隨機(jī)因素引起的偶發(fā)性故障。對電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)時，試驗(yàn)條件往往不同于設(shè)備的正常運(yùn)行條件，有些已經(jīng)存在的故障不易發(fā)現(xiàn)，致使有些經(jīng)預(yù)防性試驗(yàn)認(rèn)為“合格”的設(shè)備，投運(yùn)后不久仍發(fā)生重大事故。（3）有些本來沒有故障的正常設(shè)備，經(jīng)頻繁拆卸進(jìn)行維修后復(fù)裝時，反而引人了為的新的事故隱患。例如，有的電氣設(shè)備在復(fù)裝時因緊固螺栓未擰到位而引入導(dǎo)流回路連接故障，或因密封不良而引入受潮故障，或因不慎掉入雜質(zhì)而造成絕緣介質(zhì)劣化，有的變壓器套管因未排氣而造成缺油等。 狀態(tài)檢修狀態(tài)維修體制是在20世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來的一種較先進(jìn)的設(shè)備維修體制。這種維修體制不再以時間為依據(jù)進(jìn)行常規(guī)的定期檢測試驗(yàn)與維修，而是密切追蹤監(jiān)測每臺設(shè)備具體運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)的發(fā)展、變化情況，并根據(jù)規(guī)范化的狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（或設(shè)備故障）演變的情形和惡化的程度，對故障設(shè)備的維修做到心中有效，實(shí)現(xiàn)“無病不修，有病才修，修必修好”。因此，有人也把設(shè)備的狀態(tài)維修稱為“視情維修”或“預(yù)知維修”。當(dāng)前，狀態(tài)維修具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）降低了維修次數(shù)，延長大修時間間隔，縮短維修時間，可以減少停運(yùn)損失，提高設(shè)備可靠性和運(yùn)行有效度，提高設(shè)備利用率和生產(chǎn)率，節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用、降低設(shè)備全壽命周期成本。（2）狀態(tài)維修體制往往是以設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的在線監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行的維修，所以能夠預(yù)報故障的發(fā)生時間和起因，可以有效地防止發(fā)生意外的突發(fā)事故。（3）狀態(tài)監(jiān)測能夠預(yù)測已有故障隱患對設(shè)備其他零部件的影響與作用，可以消除設(shè)備已有故障誘發(fā)的二次性損壞。由于狀態(tài)檢修具有上述巨大的技術(shù)優(yōu)勢，所以，國內(nèi)外工業(yè)界以及學(xué)術(shù)界，都十分重視研究和推廣這種維修體制。我國電力系統(tǒng)多次召開專業(yè)學(xué)術(shù)會議，交流和推廣狀態(tài)監(jiān)測與狀態(tài)維修方面取得的成果。大量的實(shí)踐也證明, 以往定期檢修中陪試率和陪修率高達(dá)95%以上, 而狀態(tài)檢修減少了停電試驗(yàn)和檢修的盲目性，每年減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)25% 50% , 減少停電時間75% 1?？梢姡瑢?shí)施基于設(shè)備狀態(tài)的狀態(tài)檢修體制既是趨勢更是要求。1.高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修流程相較于定期檢修，狀態(tài)檢修需對每臺設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，與以往的定期檢修不同，狀態(tài)檢修必須在綜合分析每臺設(shè)備運(yùn)行中的狀態(tài)和設(shè)備的健康狀況的基礎(chǔ)上，分門別類地確定檢修時間和檢修項(xiàng)目，合理地科學(xué)地進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)和檢修，以提高電氣設(shè)備的供電可靠性。這樣就需在設(shè)備制造時，在其適當(dāng)部位安裝采集狀態(tài)信息的機(jī)載在線監(jiān)測傳感器，或在運(yùn)行設(shè)備上設(shè)置狀態(tài)監(jiān)測用的各種儀表和報警系統(tǒng)，進(jìn)行接觸式故障信息監(jiān)視，獲得設(shè)備實(shí)時狀態(tài)信息，并進(jìn)行相應(yīng)的分析對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行評估，以確定是否異常，并采取必要的維護(hù)處理，對高壓電氣設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修的基本流程如圖1。圖1 高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修流程圖1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取為了實(shí)施狀態(tài)檢修，數(shù)據(jù)支持是關(guān)鍵。數(shù)據(jù)分析為狀態(tài)檢修實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。高壓電器設(shè)備狀態(tài)檢修診斷和評估的數(shù)據(jù)獲取，除在線監(jiān)測所得的實(shí)時數(shù)據(jù)，還應(yīng)包含設(shè)備從設(shè)計到報廢整個過程的靜態(tài)數(shù)據(jù)，如交接資料、出廠資料，以及投入運(yùn)行后的檢修數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在全面的數(shù)據(jù)支持下，對設(shè)備狀態(tài)實(shí)施準(zhǔn)確、可靠并且全面的判斷，并且對后續(xù)的保養(yǎng)和維護(hù)工作具有有主要的意義。1.2在線監(jiān)測高壓電器設(shè)備狀態(tài)信息的獲取，對于其檢修具有重要的作用。為此，應(yīng)對其采取必要的在線監(jiān)測策略。就目前應(yīng)用的高壓電器設(shè)備而言，其檢測的主要內(nèi)容包括在線監(jiān)測、帶電檢測，以及離線實(shí)驗(yàn)或檢測。盡管在實(shí)施帶電檢測時，便不需要采用停機(jī)操作，但因?yàn)槠錂z測為具有目的性、間斷性的實(shí)驗(yàn)。從某種角度而言，具有較大的隨機(jī)性，致使其不能夠?qū)Ω邏弘娖髟O(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時連續(xù)信息進(jìn)行反映。因此，需要對高壓電器設(shè)備采取在線監(jiān)測，通過相應(yīng)狀態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)用，采集并預(yù)警能夠反映早期故障的運(yùn)行參數(shù)信息，便于后續(xù)的診斷和分析。1.3狀態(tài)評估在獲取高壓電器設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和靜態(tài)技術(shù)參數(shù)之后，需對所獲取的信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，進(jìn)而獲取設(shè)備的有效狀態(tài)信息，特別需要明確設(shè)備故障模式、故障演化趨勢和故障部位同實(shí)時數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，對高壓電氣設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)和安裝等相應(yīng)的工作進(jìn)行指導(dǎo)。在目前，較為常用的故障診斷方法包括案例推理方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、診斷專家方法和信息融合方法等，并且不同方法的選取，對高壓電氣設(shè)備的評估，均具有不同的應(yīng)用效果。在具體的選擇中，應(yīng)選取實(shí)時性強(qiáng)并且主觀性較小的診斷方法。目前，國內(nèi)已針對高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修開展了大量的研究和實(shí)踐工作。但高壓電氣設(shè)備檢修體制的改變是一個過程，不管是觀念上，人員的技術(shù)水平還是技術(shù)手段上都還需要開展進(jìn)一步的工作。2.高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用方法2.1應(yīng)用變壓器油實(shí)施氣相色譜檢法變壓器油氣相色譜檢法的應(yīng)用，旨在判斷充油電器設(shè)備中是否潛在放電和過熱等故障性的問題。在具體的應(yīng)用中，主要是通過測量絕緣油當(dāng)中所溶解的氣體含量和各個組成部分，進(jìn)而對潛在的故障進(jìn)行分析，促使供電網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定并且安全的運(yùn)行，在目前為提升變電設(shè)備工作可靠性的重要方法。此項(xiàng)方法的應(yīng)用，具有較大的優(yōu)勢，因?yàn)樵谄湓O(shè)備的主控電路中，安裝有具備強(qiáng)大功能的微處理器單元，并且還攜帶具有大容量的EEPROM和FLASH存儲器，提升數(shù)據(jù)傳輸和分析的功能，進(jìn)而促進(jìn)檢測可靠性的提升。同時，設(shè)備采用的電路，設(shè)置有微處理器溫度控制，可實(shí)時監(jiān)控設(shè)備中各加熱區(qū)的溫度，可將檢測溫度的精準(zhǔn)度控制在0.1。另外，設(shè)備還具有雙重的超溫保護(hù)功能，若是設(shè)備中溫度超出規(guī)定的極限值，在其作用下，設(shè)備將會停止運(yùn)行，并對故障部門進(jìn)行反應(yīng)的，對防止事態(tài)的擴(kuò)大化具有重要的意義。2.1.1色譜分析在絕緣監(jiān)督中的作用在電氣試驗(yàn)中，通過氣相色譜分析絕緣油中溶解氣體，能盡早的發(fā)現(xiàn)充油電氣設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障，是絕緣監(jiān)督的一種重要手段。這一檢測技術(shù)可以在設(shè)備不停電的情況下進(jìn)行，而且不受外界因素的影響，可定期對運(yùn)行設(shè)備內(nèi)部絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。變壓器大多采用油紙復(fù)合絕緣，當(dāng)內(nèi)部發(fā)生潛伏性故障時，油紙會因受熱分解產(chǎn)生烴類氣體。含有不同化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔镉兄煌臒岱€(wěn)定性，絕緣油隨著故障點(diǎn)的溫度升高依次裂解產(chǎn)生烷烴、烯烴和炔烴。在正常情況下，充油電氣設(shè)備內(nèi)的絕緣油及有機(jī)絕緣材料，在過熱或電的作用下會逐漸老化和分解，產(chǎn)生少量的低分子烴類氣體和一氧化碳及二氧化碳?xì)怏w，這些氣體大部分溶解于油中。當(dāng)充油電器內(nèi)部存在潛伏性過熱和放電性故障時，就會加快這些氣體的產(chǎn)生速度，隨著故障的發(fā)展，分解出的氣體形成氣泡在油中對流、擴(kuò)散，不斷溶解在油中。故障氣體的組成及含量與故障類型和故障嚴(yán)重程度關(guān)系密切。因此，在變壓器運(yùn)行過程中，定期做油的色譜分析，能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障，以避免設(shè)備發(fā)生故障或事故損失。變壓器油的氣相色譜分析在絕緣監(jiān)督中具有很重要的作用：第一，可檢測設(shè)備內(nèi)部故障，預(yù)報故障的發(fā)展趨勢，使實(shí)際存在的故障得到有計劃且經(jīng)濟(jì)的檢修，避免設(shè)備損壞和無計劃的停電；第二，當(dāng)確診設(shè)備內(nèi)部存在故障時，要根據(jù)故障的危害性、設(shè)備的重要性、負(fù)荷要求和安全及經(jīng)濟(jì)來制定合理的故障處理措施，確保設(shè)備不發(fā)生損壞；第三，對于已發(fā)生事故的設(shè)備，有助于了解設(shè)備事故的性質(zhì)和損壞程度，以指導(dǎo)檢修。2.2紅外線診斷技術(shù)的應(yīng)用紅外線診斷技術(shù)的應(yīng)用，具有非接觸、遠(yuǎn)距離，及其在檢測過程中，無需將設(shè)備停止等特點(diǎn)?；谄鋺?yīng)用優(yōu)勢，在實(shí)踐中的應(yīng)用較為廣泛。不但能夠?qū)Χ喾N設(shè)備外部接觸過熱的問題進(jìn)行檢測，并可對電力設(shè)備內(nèi)部中，各導(dǎo)流回路存在的絕緣故障和在線故障等進(jìn)行較為準(zhǔn)確的獲取。若是進(jìn)行現(xiàn)場電氣設(shè)備的故障診斷和紅外檢測，因?yàn)樵诳陀^條件的影響下，應(yīng)用作實(shí)際的分析時，還需注重準(zhǔn)確性的提升。若是對高壓電氣設(shè)備應(yīng)用紅外診斷時，出現(xiàn)問題，可將其作為電力設(shè)備溫升確定的重要依據(jù)，進(jìn)而得出實(shí)際溫升轉(zhuǎn)化為額定電流條件下的溫升，為電氣設(shè)備狀態(tài)的檢修，提供更為可靠的參考依據(jù)。在紅外診斷技術(shù)進(jìn)入電力系統(tǒng)帶電運(yùn)行設(shè)備的缺陷診斷之前，通常是采取夜間（熄燈）與小雨天巡視檢查、投放試溫蠟片和定期預(yù)防性試驗(yàn)和檢修的辦法，對帶電運(yùn)行設(shè)備的熱故障進(jìn)行檢測。紅外診斷技術(shù)可用于變壓器、電抗器、電容器、斷路器、互感器、電力電纜、隔離開關(guān)、高壓輸電導(dǎo)線和連接金具、發(fā)電機(jī)等運(yùn)行設(shè)備的熱故障診斷，這項(xiàng)技術(shù)在電力系統(tǒng)帶電運(yùn)行設(shè)備缺陷診斷上的應(yīng)用，以其高效率、判斷準(zhǔn)確、圖像直觀、安全可靠、不接觸測溫、不受電磁干擾、探測距離遠(yuǎn)和檢測速度快且無須對帶電設(shè)備進(jìn)行停電等特點(diǎn)，使電力設(shè)備的早期故障診斷變得簡單方便，檢修質(zhì)量得到有效評估。因此，紅外診斷技術(shù)作為檢測電氣設(shè)備故障的先進(jìn)技術(shù)，在電力系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用，對于提高電氣設(shè)備的可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，降低維修成本都有很重要的意義。2.2.1紅外診斷技術(shù)的特點(diǎn)1、 無電磁干擾，無須接觸帶電設(shè)備，無須將設(shè)備停運(yùn)、解體或進(jìn)行取樣； 2、可及時發(fā)現(xiàn)帶電設(shè)備的故障，避免發(fā)生事故；3、 檢測效率高，勞動強(qiáng)度低，缺陷判斷準(zhǔn)確、直觀、快捷；4、 檢測手段成熟，技術(shù)門檻低；5、 有利于開展?fàn)顟B(tài)檢修；提高設(shè)備運(yùn)行可靠性和運(yùn)行效2.2.2紅外診斷技術(shù)的分析判斷方法用紅外測溫儀檢測時，一般是使用激光對所有應(yīng)測部位進(jìn)行全面掃描，獲取其中溫度最高部位的數(shù)據(jù)，與正常相或參照相進(jìn)行對比計算，判斷故障性質(zhì)。用紅外熱像儀檢測時一般先用紅外熱像儀對所有應(yīng)測部位進(jìn)行全面掃描，找出熱態(tài)異常部位；然后對異常部位和重點(diǎn)檢測設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確測溫，并攝取熱譜圖；應(yīng)用分析軟件進(jìn)行詳細(xì)分析，確定故障性質(zhì)，提出處理意見；上報診斷報告和異常熱譜圖。注意事項(xiàng)1、 針對不同的檢測對象選擇不同的環(huán)境溫度參照體。2、 正確選擇被測物體的發(fā)射率。3、作同類比較時，要注意保持儀器與各對應(yīng)點(diǎn)的距離一致，方位一致。4、 應(yīng)從不同方位進(jìn)行檢測，求出最熱點(diǎn)的溫度值。5、記錄異常設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流和發(fā)熱相、正常相及環(huán)境溫度參照體的溫度值。判斷方法 1、表面溫度判斷法2、相對溫差判斷法3、同類比較法4、熱譜圖分析法5、檔案分析法2.3設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測技術(shù) 狀態(tài)監(jiān)測（condition-based moni-toing）是利用傳感技術(shù)和微電子技術(shù)對運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，獲取反映運(yùn)行狀態(tài)的各種物理量，并對其進(jìn)行分析處理，預(yù)測運(yùn)行狀況，必要時提供報警和故障診斷信息，避免因故障的進(jìn)一步擴(kuò)大而導(dǎo)致事故的發(fā)生，指導(dǎo)設(shè)備最佳的維修時機(jī)，為狀態(tài)檢修提供實(shí)時數(shù)據(jù)。20世紀(jì)80年代以來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)在我國逐漸開展起來，設(shè)備維修策列也從“計劃維修”逐步向“狀態(tài)維修”轉(zhuǎn)換?？v觀該技術(shù)的應(yīng)用，還不夠成熟，總體來看，投入產(chǎn)出比，性能價格比都很不理想。隨著網(wǎng)絡(luò)、通信、信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測將向著系統(tǒng)化集成化方向發(fā)展，形成以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的設(shè)備智能管理系統(tǒng)，新型傳感器技術(shù)、智能信息處理技術(shù)將更多的應(yīng)用于系統(tǒng)中，能對在線和離線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、故障診斷，針對診斷結(jié)果提供相應(yīng)的維修策略，并對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)分析，評估設(shè)備的當(dāng)前健康水平。1 狀態(tài)智能管理系統(tǒng) 狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究將從局部探討進(jìn)入系統(tǒng)研究階段，建立在狀態(tài)監(jiān)測基礎(chǔ)上的狀態(tài)智能管理系統(tǒng)將成為發(fā)展趨勢，該系統(tǒng)具有對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)量監(jiān)測、故障預(yù)警、故障診斷、狀態(tài)評估等功能，并且能對狀態(tài)維修提供智能化決策。該狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是實(shí)行電氣設(shè)備狀態(tài)檢修體制的前提和基礎(chǔ)，系統(tǒng)將由下列幾部分組成：（1）傳感器（Sensor）。將電量、物理量、化學(xué)量，轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)據(jù)采集裝置處理的電信號。其選擇依賴于狀態(tài)監(jiān)測采用的方法和被監(jiān)測設(shè)備的故障產(chǎn)生機(jī)理。通?？紤]適用于在線監(jiān)測，有較高的靈敏度、價廉、非侵入性、抗干擾等特點(diǎn)。（2）數(shù)據(jù)限集（Data acquisition）。采集傳感器輸出信號，對信號進(jìn)行去噪、選取、濾波、模/數(shù)轉(zhuǎn)換等處理以及對傳感器補(bǔ)償和校正等。（3）故障檢測（Fault detection）。首要目的是明確被檢測設(shè)備是否出現(xiàn)初期故障征兆，為故障報警以及進(jìn)一步的故障分惜提供依據(jù)。故障檢測一般包括參考模型和故障特征提取兩種方法。（4）診斷與決策（Diagnosis）。測到的異常信號進(jìn)行處理、分析，制定維修策略。目前的研究方向傾向于由計算機(jī)采用先進(jìn)的數(shù)字信號處理、人工智能技術(shù)進(jìn)行在線自動分析處理，從而給出設(shè)備的故障類型、故障定位和維修決策等信息。（5）評估（Assessment）。對影響設(shè)備狀態(tài)各種因素進(jìn)行分析，涉及到這些因素的定義（即狀態(tài)參量）、檢測和綜合分析，最終對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行評估，為設(shè)備的使用和維護(hù)提供依據(jù)。簡要概括一下狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的任務(wù)，工作過程和相關(guān)技術(shù)理論。新型傳感器技術(shù)、數(shù)字信號處理、智能信息處理等技術(shù)以其強(qiáng)大的數(shù)字處理能力在設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。自動分析處理功能和在線故障診斷是實(shí)行狀態(tài)監(jiān)測的顯著特征，狀態(tài)監(jiān)測將向著快速計算、智能分析的系統(tǒng)化方向發(fā)展。 智能管理系統(tǒng)的軟件部分將是高性能的信息融合軟件系統(tǒng)，具有規(guī)范的接口和通信標(biāo)準(zhǔn)。能實(shí)現(xiàn)各種狀態(tài)信息，各種故障診斷方法，各種信息處理方法的有機(jī)融合，提高狀態(tài)監(jiān)測的可靠性和實(shí)用性，其系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)能夠遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。該軟件是信息處理的中樞，能夠?qū)Χ嘣葱畔⑦M(jìn)行融合處理，對在線、離線數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析，根據(jù)故障征兆進(jìn)行分析診斷，及時發(fā)現(xiàn)潛伏性故障，并且對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行分析，對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評估，根據(jù)評估的情況，如正常級別、缺陷級別、障礙級別、事故級別，確定合適的檢修方案。2 新技術(shù)的應(yīng)用 2.1智能傳感器 傳感器是設(shè)備狀態(tài)信息獲取的源頭，將直接影響到監(jiān)測系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)的傳感器有易受干擾、壽命低、靈敏度不高、成本高、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了測量技術(shù)的進(jìn)步，新型傳感器的出現(xiàn)解決了信息采集可得性問題，新工藝、新測量原理的傳感器對提升系統(tǒng)性能起到了關(guān)鍵作用。目前，新型數(shù)字式傳感器，基于MEMS技術(shù)的傳感器已大量采用，特別是MEMS傳感器，具有體積小，可靠性高，技術(shù)附加值高等特點(diǎn)，已成為全世界傳感器市場增長最快的產(chǎn)品之一。建立在新工藝、新測量原理上的智能傳感器，能提高數(shù)據(jù)采集的精度，并且有自校正、自補(bǔ)償功能，將智能傳感器用于設(shè)備數(shù)據(jù)采集，能解決數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，存在嚴(yán)重干擾，測量數(shù)據(jù)精確度不高等問題，也為系統(tǒng)診斷分析打好了基礎(chǔ)。 2.2智能信息處理 智能信息處理技術(shù)就是將不完全、不可靠、不精確、不一致和不確定的知識和信息逐步改變?yōu)橥耆?、可靠、精確、一致和確定的知識和信息的過程和方法。就是利用對不精確性、不確定性的容忍來達(dá)到問題的可處理性和魯棒性。處理方法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)、粗糙集、信息融合等。 設(shè)備的診斷、分析、評估、決策都存在信息處理的問題，拿故障診斷來說，設(shè)備故障類型繁多，故障的征兆也很多，故障因果關(guān)系復(fù)雜，其故障機(jī)理無法以固定的規(guī)則來表示，這種特殊性決定了其監(jiān)測信息中存在不確定信息，傳統(tǒng)方法只能處理確定性信息，智能信息處理技術(shù)能對不確定信息進(jìn)行處理。在設(shè)備狀態(tài)智能管理系統(tǒng)中，可獲得的信息有在線的、離線預(yù)防性實(shí)驗(yàn)、歷史數(shù)據(jù)等，如何對信息進(jìn)行分析處理，提取與設(shè)備診斷相關(guān)的特征信息，從而得出對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行可靠評定，為狀態(tài)維修提供可靠決策，是該系統(tǒng)的關(guān)鍵。在智能管理系統(tǒng)中采用各種智能信息處理技術(shù)的融合處理，必能更有效的提高系統(tǒng)可靠性，例如在變壓器故障診斷中，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與粗糙集結(jié)合起采，就能將復(fù)雜的組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)約簡并刪除其中不必要的屬性，不僅克服了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模過于龐大和分類速度慢的缺點(diǎn)，同時利用了粗糙集良好的分類能力。結(jié)束語目前，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用對實(shí)時掌握設(shè)備運(yùn)行情況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏性故障起到了良好的效果，但仍存在許多問題，如監(jiān)測功能單一、數(shù)據(jù)受干擾嚴(yán)重、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高等，總的來說在線監(jiān)測系統(tǒng)投入的性價比都很不理想。在對狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀作分析的基礎(chǔ)上，提出設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測必將由單一檢測、單一功能向著智能型、系統(tǒng)型的智能信息管理系統(tǒng)發(fā)展。介紹了該系統(tǒng)的組成，指出先進(jìn)的傳感器技術(shù)和智能信息處理技術(shù)應(yīng)用于狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，必將在提高電氣設(shè)備可靠性、降低維修成本、優(yōu)化維修策略方面起到重要作用。2.4各類檢測儀器的應(yīng)用在高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修中，需要結(jié)合各類儀器的應(yīng)用。首先為超聲波流量探測儀的應(yīng)用，該儀器主要應(yīng)用做停機(jī)檢修，同時也可用作在線測量，對發(fā)電機(jī)定子的進(jìn)出水總管的流量進(jìn)行監(jiān)測。其在停機(jī)檢測中的應(yīng)用，可對發(fā)電機(jī)電子線棒流量進(jìn)行測定。其次為發(fā)電機(jī)綜合分析專家系統(tǒng)的應(yīng)用，該技術(shù)的應(yīng)用，可對發(fā)電機(jī)的各類工況數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性的分析，包括溫度、電壓、振動、壽命、勵磁和電流等，并給出相應(yīng)的處理建議，以及給出結(jié)論性的分析結(jié)果。再次為紅外線點(diǎn)溫計的應(yīng)用，該儀器為手持的小型測量儀，具有方便靈活操作的應(yīng)用優(yōu)勢?？裳杆僦庇^的對故障發(fā)熱進(jìn)行檢測，并且其方式具有較廣的應(yīng)用。最后為紅外線熱像儀的應(yīng)用。該儀器的應(yīng)用，不但能夠在電氣設(shè)備正常運(yùn)行中時應(yīng)用，并且可在停機(jī)檢修過程中，采用熱像分析檢測，當(dāng)電氣設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài)下時，可用作檢測發(fā)電機(jī)、CT和斷路器，以及工廠電纜和工程電容器等，并且對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)拆裝工作在停機(jī)檢修，以及發(fā)電機(jī)定子鐵損試驗(yàn)具有重要的輔助作用。3.狀態(tài)檢修技術(shù)高壓電氣設(shè)備中的應(yīng)用3.1變壓器油氣色譜法的應(yīng)用在變壓器的實(shí)際運(yùn)行中，因?yàn)樽儔浩鳟?dāng)中存有的一些材料屬于有機(jī)絕緣材料，所以該類材料處于工作電壓時，通常在熱、電，以及局部電弧等多種因素的影響時，循序漸進(jìn)的出現(xiàn)變質(zhì)。為此，狀態(tài)檢修中應(yīng)用的油氣色譜分析法，是根據(jù)變壓器油氣中的濃度、砌體組分，以及所產(chǎn)生的速率，實(shí)時監(jiān)測其狀態(tài)。進(jìn)而對變壓器內(nèi)部可能存在的問題進(jìn)行綜合性分析，包括因?yàn)殍F心多點(diǎn)接地和導(dǎo)電回路發(fā)生故障時，所導(dǎo)致的過熱問題。應(yīng)用該種方法所具有的持續(xù)性和連續(xù)性，進(jìn)而及時的發(fā)現(xiàn)并處理檢測設(shè)備當(dāng)中的故障問題，被廣泛的應(yīng)用到電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測當(dāng)中。3.2局部放電監(jiān)測方法的應(yīng)用若是電氣設(shè)備存在局部放電，則預(yù)示著電器設(shè)備已逐步的絕緣老化。并且局部放電還是導(dǎo)致絕緣老化的重要因素之一。電器設(shè)備運(yùn)行過程中，可結(jié)合局部放電模式和放電量的分析，明確其故障。以變壓器為例，若是變壓器的艉器局部存在放電現(xiàn)象，在其產(chǎn)生的過程中，通常會存在電磁輻射、電脈沖和超聲波等現(xiàn)象，進(jìn)而造成變壓器局部產(chǎn)生特征油和局部過熱的出現(xiàn)?？蓱?yīng)用聲學(xué)檢測方法，對其進(jìn)行分析，可安裝多個高頻傳感器于設(shè)備外殼，通過傳感器對該類信號所具有的敏感性，進(jìn)而檢測出放電的部位和信號。但在具體的檢修過程中，應(yīng)結(jié)合不同的設(shè)備進(jìn)行實(shí)際分析，通過化學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器和電器傳感器的等進(jìn)行檢測。國內(nèi)外的研究表明，電力設(shè)備內(nèi)部的局部放電會產(chǎn)生一系列理化現(xiàn)象，如脈沖電流、電磁輻射、超聲波、光信號、新生成物(如絕緣油中氣體組分的變化)等，并引起局部過熱。局部放電的檢測都是根據(jù)局部放電過程中所表現(xiàn)的各種現(xiàn)象為依據(jù)，通過能表述該現(xiàn)象的物理量來表征局部放電的狀態(tài)。人們研究出各種局部放電的檢測方法，其中主要包括：IEC60270常規(guī)脈沖電流法、寬頻帶脈沖電流法、超聲波法、油中氣體分析法和特高頻法等對變電設(shè)備局部放電情況進(jìn)行監(jiān)測和診斷，是提高變電設(shè)備狀態(tài)評估質(zhì)量的有效方法，但變電設(shè)備的狀態(tài)評價還不能僅依靠局部放電的監(jiān)測和診斷，應(yīng)該還結(jié)合其他監(jiān)測數(shù)據(jù)，如近年來的高壓試驗(yàn)等離線數(shù)據(jù)、放電早期的診斷方法等多方法綜合判斷，判斷時也應(yīng)該將診斷軟件的自動分析判斷與人工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，才能有效的評價變電設(shè)備的健康狀態(tài)，為合理開展變電設(shè)備的狀態(tài)檢修提供科學(xué)依據(jù)。3.3監(jiān)測電力電氣的絕緣狀態(tài)電力系統(tǒng)的供電可靠性關(guān)系到國計民生，如何有效地保障電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行一直是電力部門的一個重要課題，而高壓設(shè)備的安全運(yùn)行是整個系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。高壓電氣設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)行時，如果其內(nèi)部存在因制造不良、老化以及外力破壞造成的絕緣缺陷，會發(fā)生影響設(shè)備和電網(wǎng)安全運(yùn)行的絕緣事故。因此，在設(shè)備投運(yùn)后，傳統(tǒng)的做法是定期停電進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)和檢修，以便及時檢測出設(shè)備內(nèi)部的絕緣缺陷，防止發(fā)生絕緣事故。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會對電力供應(yīng)的可靠性要求越來越高，電力系統(tǒng)也逐漸發(fā)展壯大，傳統(tǒng)的定期停電進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)的做法已不能滿足電網(wǎng)高可靠性的要求。通過監(jiān)測電力電氣的絕緣狀態(tài)，可有效的保證電力設(shè)備處于可靠運(yùn)行的狀態(tài)。電氣設(shè)備絕緣失效和老化比較緩慢，為一個連續(xù)的過程，屬于潛在的故障隱患?，F(xiàn)就以變壓器為例。變壓器的狀態(tài)檢測工作包括檢測設(shè)備外殼的接地電流，以及監(jiān)測低壓套管的地引下線電流。通過絕緣狀態(tài)的監(jiān)測，可對確保套管運(yùn)行相應(yīng)條件進(jìn)行管理，包括套管外絕緣積污程度、電容電流等，對保證設(shè)備良好絕緣性具有重要的作用。高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)能夠及時發(fā)現(xiàn)和檢測出設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)的變化，對設(shè)備絕緣故障及時處理，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在線監(jiān)測技術(shù)是供電單位實(shí)行狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)和唯一技術(shù)手段。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步推廣使用絕緣在線監(jiān)測技術(shù)，積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，積極推行電氣設(shè)備狀態(tài)檢修。現(xiàn)階段無線通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展為高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展提供了有力的保證，為實(shí)施超高壓電力線路絕緣子等以前沒有研究與開展的在線監(jiān)測技術(shù)提供了條件。3.4各類高壓電器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方法的應(yīng)用在變壓器的狀態(tài)監(jiān)測中，較為常用的有上文提及的氣體分析法、局部放電法和頻率響應(yīng)分析法等。而監(jiān)測的主要內(nèi)容包括油中含有的氣體量、局部放電量和電氣回路完整性等。在實(shí)際的操作中，一般先把變壓器的本體油實(shí)施循環(huán)管路的循環(huán)之后，將其送至脫氣裝置當(dāng)中，最后送至分析儀，經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后，得出各類氣體含量值，以及譜圖。進(jìn)而結(jié)合設(shè)備運(yùn)行情況和檢修記錄的比較，確定故障的程度和位置。其次為斷路器的檢修技術(shù)。在斷路器運(yùn)行中，常見的故障包括斷路器爆炸、拒動、誤動和嚴(yán)重過熱等現(xiàn)象。同時，二次接線錯誤、直流電壓過高或過低和操作不當(dāng)?shù)仍?，均會?dǎo)致斷路器在運(yùn)行中出現(xiàn)故障。為將該類故障隱患排除，應(yīng)掌握設(shè)備的工作屬性和工作原理，繼而根據(jù)相應(yīng)的工作原理，綜合分析各機(jī)件結(jié)合部可能存有的問題，進(jìn)行有針對性的解決。最后為隔離開關(guān)的檢修。隔離開關(guān)所發(fā)生的故障，一般是由載體接觸面不良，或是過熱所致的。若是在操作中，出現(xiàn)較大的抵觸，極有可能會造成斷裂，造成嚴(yán)重安全事故。此時，可采用加銅套的方式，促使導(dǎo)電系統(tǒng)處于運(yùn)行中時，可進(jìn)行可靠的接觸，有效的避開彎曲情況的發(fā)生。4.提升高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的措施4.1完善管理工作狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)保持良好的設(shè)備狀態(tài)。因此，在日常的設(shè)備管理中，應(yīng)將設(shè)備的狀況進(jìn)行相應(yīng)的分析和記錄，在維護(hù)設(shè)備良好性能的基礎(chǔ)上，更加科學(xué)的對設(shè)備進(jìn)行檢修。在管理過程中，應(yīng)制定完善的高壓電氣設(shè)備管理制度，促使其向科學(xué)化和規(guī)范化發(fā)展。同時，在進(jìn)行狀態(tài)檢修時，應(yīng)和定期檢修和計劃檢修相結(jié)合，促進(jìn)電力運(yùn)行可靠性的提升。4.2將檢修質(zhì)量作為基礎(chǔ)促進(jìn)檢測方法的完善為保證所有電氣設(shè)備保持較好的運(yùn)行狀態(tài)，提升電力供應(yīng)的可靠性和安全性。在改造舊設(shè)備和安裝新設(shè)備時，應(yīng)對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，盡可能的將檢修工作量減少。同時，應(yīng)該對檢修方法進(jìn)行完善。由于設(shè)備存在的故障具有多樣性，部分檢測方法只能針對特定的故障進(jìn)行檢測。但對于新出現(xiàn)的故障僅能根據(jù)設(shè)備狀態(tài)的部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)施檢修。為此，應(yīng)完善相應(yīng)的檢修方法。在全面了解設(shè)備基本信息的基礎(chǔ)上，對檢修質(zhì)量進(jìn)行較好的控制，減少設(shè)備的安全隱患，并且在出現(xiàn)故障時，保證能夠完全的排除。4.3提升技術(shù)分析的能力在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高壓電氣設(shè)備的檢修主要依靠相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行決策和分析，并不是傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗(yàn)檢修的方式，而在線檢修的工作主要測量的是設(shè)備電流、阻性電流、電容和功能等參量。同時，還可通過比較變電站中的容性設(shè)備，對其狀態(tài)進(jìn)行分析。同時，狀態(tài)檢修具有極強(qiáng)的針對性，需結(jié)合項(xiàng)目的意見和參數(shù)進(jìn)行，進(jìn)而減少檢修的費(fèi)用。在具體的實(shí)施中，比較不同的容性設(shè)備，促進(jìn)檢修決策的精準(zhǔn)化和科學(xué)化，有效的避免因?yàn)橐軘嗨鶎?dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，對成本節(jié)約具有較好的作用。4.4促進(jìn)人員素質(zhì)的提升狀態(tài)檢修不同于計劃檢修，在狀態(tài)檢修中的，對生產(chǎn)技術(shù)人員對設(shè)備故障分析的要求有了極大的提高。為此，對設(shè)備檢修人員的素質(zhì)也具有更高的要求。在管理中，應(yīng)改變傳統(tǒng)的管理模式，具體分析相應(yīng)的設(shè)備，進(jìn)而分析設(shè)備的綜合狀態(tài)。為保證設(shè)備檢修的質(zhì)量，應(yīng)注重技術(shù)人員的培訓(xùn)，在掌握設(shè)備基礎(chǔ)原理的基礎(chǔ)上，提升檢修設(shè)備的技能，結(jié)合競爭上崗機(jī)制的應(yīng)用，培養(yǎng)技術(shù)人員的技術(shù)能力、責(zé)任心和綜合人素質(zhì)等，創(chuàng)建出具有準(zhǔn)確性、科學(xué)性的技術(shù)應(yīng)用平臺。在技術(shù)培養(yǎng)的同時，促進(jìn)基層建設(shè)，提升技術(shù)隊伍的整體素質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修質(zhì)量的