电气设备在线监测与故障诊断
电力设备的在线监测与故障诊断
超声一体化气室+膜渗透平衡脱气
气敏传感器
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2 单一色谱柱，单一传感器
空气做载气（部分型号）
TRANSFIX
英国Kelman 凯尔曼
动态顶空平衡
光声光谱技术（PAS）
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO2,O2,八种气体加水分
机械振动监测
高压导体、触头温度监测
①母线电流 ②磁场 ③组件。a 温度传感器， b 感应线圈，c 电子线路 ④红外发光二极管 ⑤红外光接收器 ⑥温度信息接收器
主要问题：绝缘、供电 方法：无线（射频、红外）、光纤
高压开关柜局部放电的监测
暂态地电压（Transient Earth Voltages，TEV） 声发射（AE）
绕组变形
变压器的在线监测
在电场的作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿。
在绝缘结构中局部场强集中的部位，出现局部缺陷时，将导致局部放电。
变压器局部放电监测
局部放电监测的意义
刷形树枝 丛林状树枝
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻三尺非一日之寒”。
宽带脉冲电流法局部放电监测
宽带脉冲电流法局部放电监测
常规局放测量的相位谱图不能分离噪声与信号，不能分离不同种类的信号，从而不能准确识别放电类型。
宽带脉冲电流法局部放电监测
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局放A
基于脉冲信号分离分类技术的局放检测则可根据信号特征将每一类局放的相位谱图分离出来
电气设备的在线监测及故障检修
过在 线检 测 电 气设备 ，及 时获得 相 应信 息 、来进 行综 合分 析和 处理 ，根 据检 测 结果 及 结果 的 变化 趋 势 ，可对 电气设备 的 准确性 随 时做 出判
断 ，提 早发现故 障所在 ，发 出预警 。 关键词 ：状 态维修 ；在 线监测
中图分 类号 ：Ｔ Ｍ７ １ １文献标识 码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ６ ７ １ —７ ５ ９ ７（ ２ ０ １ ３） ０ １ ２ ０ １ ９ ９ ～ ０ １
【 技术应用 】
器
电气 设 备 的在 线 监 测 及 故 障检 修
张瑞东
（ 黑河市热电厂 黑龙 江 黑河 １ ６ ４ ３ ０ ０）
摘 要 ：以状 态维修 逐步取 代定期 维修 已成 为 电气设 备检修 的必然趋 势 ， 目前 国内正在研发 以故 障诊断和 状态检 测为基 准的状 态维修 。通
由众 多 发 、 送 、输 、 配 、用 电 设 备 连 接 而 成 的大 系 统就 是 电 力 系 统 ， 设备 的 运 行 状 况 及 稳 定 性 直 接 决 定 整 个 系 统 的 安 全 性 和 稳 定 性 ，更 决 定 着 供 电 品质 和 供 电稳 定 性 。 电 力 系 统 的 基 本 单 元 是 电气 设 备 ， 一 旦 出现 问题 将 给 社 会 和 经 济 造 成 巨大 的 损 失 和 影 响 。提 高 设 备 的 稳 定 性 主 要 是 提 高 设备 的 质 量 ， 同 时 必 须 对 设 备 进 行 必 要 的定 期 的检 查 和 维修 。 随 着 科 技 进 步在 电力 工 业 上 的不 断 发展 ， 电力 设 备 的检 修 体 制 在 电 气 系 统 中也 得 到 蓬 勃 发 展 。但 是 目前 电 力 系 统 正 在 向 高 电压 、 大 容 量 、互 联 网 的 方 向推 进 ， 随 着 用 电 部 门 的 要 求 不 断 提 高 ， 社 会 对 电力 系统 的 安 全 稳 定性 的 标 准 越 来 越 高 ， 以往 的 检 修 体 制 暴 露 出严 重 的 问 题 ， 出现 维 修 频 繁 、维 修 不 足 或 维 修 过 剩 、盲 目维 修 等 现 象 ， 这 就 造 成 每 年 国 家 在 设备 维 修 方 面 巨 大 的耗 资 。 状 态 检 修 是 目前 电力 系 统 中 电 气 设 备 检 修 制 度 发 展 的必然 结 果 。它直接 带来 的经 济 效益 是 ：延长 设 备使用 寿 命；节约大 量维修费用 ；提 高供 电稳定 性；降低检修风 险。根 据 国外 电力研 究院的状态检测 中心的统计数 据表 明，通过 状态 检 修来提 高设备利用 率可达５ ％ 以上 ，节 省 检 修 费 用２ ５ ％ ￣３ ０ ％ 。 因此 ，作 为 一 个 电 力 企 业 做 好 设 备 检 修 工 作 ，及 早 发 现 事 故 及 时排 除 事 故 隐 患 ， 使 其 一 直 保 持 良好 的 运 行 状 态 ，对 于 社 会 都 具 有 重 大 现 实 意义 。
电力设备的在线监测与故障诊断
在线监测与故障诊断技术的发展趋势和未来发 展方向
智能化：利用人工智能和大数据技术提高监测和诊断的准确性和效率。
实时性：提高监测的实时性，以便及时发现和解决故障，减少设备 停机时间。
远程化：通过远程监测和诊断技术，减少现场维护成本和时间。
集成化：将多个监测系统集成在一起，实现统一管理和数据共享。
提高在线监测与故障诊断技术的有效途径和方 法
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数据处理模块：对采集的数据进 行预处理、分析和特征提取，为 后续的故障诊断提供依据。
预警与控制模块：根据故障诊断 结果，及时发出预警信号，并采 取相应的控制措施，保障电力设 备的安全稳定运行。
监测技术应用场景
变压器在线监测
高压断路器在线监测
输电线路在线监测
配电设备在线监测
监测技术发展趋势
提高运行效率：通过对电力设备的在线监测和故障诊断，优化设备运行状 态，提高运行效率。
在线监测与故障诊断技术在电力设备故障预警 和预防中的作用
预测设备寿命，制定维修计 划，避免突然停机
提高设备运行可靠性，减少 非计划停机时间
实时监测设备运行状态，及 时发现潜在故障
为故障诊断提供数据支持， 辅助技术人员快速定位故障
电力设备在线监测与故障诊断的应 用
在线监测与故障诊断在电力系统中的重要性
提高电力设备运行可靠性：通过实时监测和故障诊断，及时发现并解 决潜在问题，降低设备故障率，提高运行稳定性。
延长设备使用寿命：及早发现设备异常，采取相应措施，可有效延 长设备使用寿命，降低更换成本。
提高电力系统的安全性能：在线监测与故障诊断能够及时发现并预警 潜在的安全隐患，保障电力系统的安全稳定运行。
(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断
(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目：电气设备在线监测与故障诊断学习中心：层次：专科起点本科专业：年级: 年春/秋季学号：学生:指导教师：完成日期：年月日内容摘要文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断，论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术，探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义,在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对电气设备的状况进行连续或定时的监测，电气设备的故障诊断的方法,探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。
关键词：电气设备；在线监测；故障诊断；发展趋势；技术不足目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1。
1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究和发展动态 (1)1。
2。
1 在线监测与故障诊断技术发展概况 (1)1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向 (1)1。
3 本文的主要内容 (2)2 电气设备的在线监测 (4)2.1 概述 (4)2。
2 高压断路器的在线监测 (4)2.3 变压器的在线监测 (4)2.4 金属氧化物避雷器的在线监测 (4)2。
5 电容型设备的在线监测 (5)3 电气设备的故障诊断 (6)3。
1 系统的基本框架 (6)3.2 故障诊断方法 (6)3.3 远程故障诊断系统 (7)4 在线监测和故障诊断技术存在的问题 (8)4.1 在线监测装置的稳定性 (8)4。
2 在线监测与诊断系统的标准化 (8)4.3 电气设备剩余寿命预测技术 (9)5 结论 (10)参考文献 (11)附录 (12)1 绪论1。
1 课题的背景及意义近年来,国内外电网大面积停电事故时有发生,原因大多与电网设备存在问题和电网运行问题有关。
为防止电气设备自身故障导致电网事故采用在线监测与故障诊断技术来对电气设备运行状态进行监测和诊断，已成为发展方向,并引起各方面的重视。
电气设备在线监测与故障诊断第章
电气设备在线监测与故障诊断第一章电力系统监测与安全问题分析1.1 电力系统监测的重要性在当今电力系统的运行中，电力设备的在线监测已经成为电力行业不可或缺的一项重要工作。
通过对电力系统内设备的监测，可以及时检测到设备的运行状态并对异常情况进行预警，有利于在设备出现故障之前及时采取措施排查问题。
1.2 电力设备故障的危害性电力设备的故障会直接影响到电力系统的安全稳定运行。
因此，通过在线监测并及时诊断并排查故障，有助于避免因设备故障导致的停电、事故等重大损失。
第二章电力设备在线监测技术2.1数据采集技术通过对电力设备的实时监测和采集数据，可以获取在高温、高压、高电磁干扰、高振动等严酷环境下工作的电器设备内部信息。
传感器、数据采集器等实现电量、电流、电压、功率因数、频率、温度、振动等各种参数的在线检测和监测，可以精确地掌握各种关键参数，在设备出现异常之前及时发现问题。
2.2 云计算与大数据随着电力设备在线监测的应用越来越广泛，大量数据被采集并存储在云端。
这些数据不能仅仅是堆积在服务器上，需要通过应用大数据技术，分析每个设备所产生的数据信息，实现故障预测、监控设备运行参数波动等功能。
通过大数据的分析、挖掘以及对故障机理的研究，可以更精准地识别故障源，提高设备的健康度。
2.3 物联网技术在物联网技术的支持下，不同的设备可以自动地和其他设备进行通信而实现自主管理，同时，物联网技术还可以为设备提供远程协议及数据管理。
通过物联网技术的远程操作，可以大大减少因现场配置问题而带来的风险，实现人机可远程交互，提高运行效率。
第三章故障诊断技术3.1 基于数据分析的故障诊断通过对电力设备的历史数据进行分析，可了解其运行状况。
如果设备运行的某个参数出现了异常，这个异常是否可以被认为是故障？哪一台设备在其运行与其他电器设备形成的联动中存在故障？这些诊断都可以通过分析数据常见到达。
基于数据分析的故障诊断技术将成为关键的手段，帮助管理人员保障设备运行的稳定性。
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术（三篇）
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术高压开关柜是电力系统中重要的电气设备之一，用于控制和保护电力系统中的电器设备。
其在线监测与故障诊断技术的研究和应用对于确保电力系统的稳定运行和故障快速处理具有重要意义。
本文将从高压开关柜的在线监测技术和故障诊断技术两个方面展开论述。
高压开关柜的在线监测技术是指通过传感器和数据采集装置将开关柜的运行状态参数进行实时监测，并通过远程通信技术传输到监控中心，进行实时分析和监控。
其主要包括以下几个方面的内容：第一，温度监测。
高压开关柜中的电器设备在运行时会产生一定的热量，如果温度过高可能导致设备失效或发生故障。
因此，通过设置温度传感器对高压开关柜的关键部位进行温度监测，可以及时发现异常情况并进行预警。
第二，电流监测。
高压开关柜中的电流是电力系统正常运行的基本依据，通过安装电流传感器对高压开关柜中电流进行实时监测，可以掌握设备的运行状态，提前预防设备过载或短路等故障的发生。
第三，压力监测。
高压开关柜中的气体压力是其正常运行的重要参数，通过安装压力传感器对高压开关柜中的气体压力进行监测，可以及时发现气体泄漏或压力异常，防止设备损坏或发生爆炸等事故。
第四，湿度监测。
高压开关柜中的湿度会影响设备的绝缘性能和运行稳定性，通过安装湿度传感器对高压开关柜中的湿度进行监测，可以及时发现湿度过高或过低的情况，采取相应的措施保障设备的正常运行。
高压开关柜的故障诊断技术是指通过监测和分析高压开关柜运行时产生的信号，判断设备是否存在故障，并通过相应的算法和方法对故障进行诊断和定位。
其主要包括以下几个方面的内容：第一，振动分析。
高压开关柜在运行时会产生一定的振动信号，通过对振动信号进行分析，可以判断设备是否存在运行不稳定、松动或其他故障。
第二，红外热像技术。
通过红外热像仪对高压开关柜的外观进行拍摄，可以观察设备局部温度分布情况，通过温度异常点的识别和定位，判断设备是否存在故障。
第三，气体分析。
高压开关柜在运行时会产生一定的气体，通过对开关柜内气体的成分和浓度进行分析，可以判断设备是否存在绝缘失效、短路故障等情况。
电气设备在线监测与故障诊断技术综述
电气设备在线监测与故障诊断技术综述周远超摘㊀要:随着经济的发展ꎬ国内电量需求日益加大ꎬ电网超负荷运转ꎬ再加上电网设备自身存在一些故障ꎬ导致国内电网大面积停电的事故时有发生ꎮ文章在阐述电气设备状态监测及诊断相关概念的基础上ꎬ分析电气设备状态监测与故障诊断系统的组成及相应功能ꎬ总结并提出了目前常用的在线监测与故障诊断技术存在的问题及解决办法ꎮ关键词:电气设备ꎻ在线监测ꎻ故障诊断一㊁电气设备在线监测与故障诊断的定义与实现(一)电气设备在线监测与故障诊断的定义１.在线监测在线监测是在电气设备正常运行的前提下ꎬ利用传感技术㊁计算机技术和光电技术对电气设备状态进行连续㊁自动的监测方法ꎮ为防止产品质量问题对电气设备运行可靠性造成不利影响ꎬ采用在线监测技术ꎬ对电气设备的运行状态进行实时监测ꎬ及时发现隐患ꎮ２.故障诊断故障诊断主要是对电气设备的在线实时监测数据进行比较分析ꎬ给出设备的故障点㊁故障类型和故障发展趋势ꎬ提出有效的维修策略ꎬ以保证设备安全稳定运行ꎬ减少电气设备故障造成的不利影响ꎮ(二)电气设备在线监测与故障诊断的实现一般来说ꎬ电气设备的在线监测和故障诊断过程可分为运行信号检测㊁信号特征提取㊁运行状态识别和故障诊断结果ꎮ运行信号检测:根据对电气设备的监测和监测目的ꎬ选择相应的不同传感器ꎬ对电气设备的运行信号进行监测ꎬ将模拟信号同声传译为数字信号ꎮ信号特征提取:保留或增加信号中有用的部分ꎬ提取一些与电气设备故障有关的信号ꎬ便于后续故障诊断ꎮ二㊁制约电气设备状态在线监测与故障诊断技术的问题根据以往的经验ꎬ从停电后电气设备的诊断和维护过渡到电气设备的诊断和评估ꎬ确定电气设备的剩余寿命ꎬ并提供维修计划ꎬ是一项重大的技术变革ꎮ它需要大量的技术支持ꎮ根据我国国情ꎬ引进先进技术ꎬ开展长期的实践工作和经验ꎬ总结了防治的技术流程ꎮ电气设备的在线监测与故障诊断技术是实现无停电检修的基本和必要条件ꎮ因此ꎬ要发展电气设备在线监测与故障诊断技术ꎬ必须解决运行中存在的问题ꎮ(一)在线监测设备稳定性在线监测设备的稳定性是电气设备在线监测与故障诊断技术广泛应用的基础和必要条件ꎮ电气设备监测元件老化㊁电气设备状态在线监测和故障诊断设备中使用的元器件种类繁多ꎬ而电子元器件在恶劣的环境条件下ꎬ经受住电网电压㊁短路等正常故障的考验ꎬ很容易损坏ꎮ对于温度变化范围大㊁工作环境恶劣的电器元件ꎬ也要求其工作温度和稳定性要求较高ꎮ但是ꎬ如果后台工控机的质量不能得到保证ꎬ很容易受到负载的冲击ꎬ导致主板㊁控制器等元器件损坏ꎬ导致频繁的死机ꎮ监测电气设备的电磁兼容性和防止电磁干扰一直是阻碍电气设备在线监测与故障诊断技术发展的重要原因ꎮ制造商一直在不断地研究和探索这个问题ꎮ从现有技术来看ꎬ在线监测主要是软硬件结合ꎬ软件是电气设备在线监测的主导因素ꎬ但在强电磁场干扰下ꎬ监测信号的提取非常困难ꎮ虽然已经取得了一流的进展ꎬ但在实际运行过程中ꎬ不同变电站的干扰是不同的ꎬ需要具体分析才能得到在线监测结果ꎮ因此ꎬ有必要在积累大量经验的基础上ꎬ根据不同的工作环境定制相应的设备标准ꎮ电气设备的现场维护监测ꎬ由于电气设备的在线监测设备长期工作在复杂的环境中ꎬ受多种因素的影响ꎮ电子元器件的老化速度和灵敏度下降很快ꎬ导致采集的数据存在一定的误差ꎬ需要定期更换和维修ꎮ这就要求生产厂家对电气设备进行在线监测ꎬ给出准确的设备维护和更换时间ꎮ电力监控不仅可以对这些设备进行归档ꎬ建立信息ꎬ以便及时更换和维护以及相应的维修队伍ꎬ并增设专职岗位负责ꎮ(二)实行电气设备状态在线监测与故障诊断系统标准化电气设备在线监测与故障诊断技术尚处于起步阶段ꎮ相关软件和技术还不成熟ꎬ软件有待开发和完善ꎮ而且ꎬ互相交流是不现实的ꎮ电气设备在线监测与故障诊断技术的标准化在短期内是不可能建立的ꎮ为了发展电气设备在线监测和故障诊断技术ꎬ必须建立标准的产品模型和信息管理系统ꎬ采用标准的现场总线技术和数据管理系统ꎬ相互借鉴ꎬ统一标准ꎬ使设备的任何一部分都可以由不同的厂家更换ꎬ不同厂家的不同产品具有一定的可开发性㊁互换性和可扩展性ꎬ减少维修的制约性和依赖性ꎬ降低维修成本和人员ꎬ以便用户及时维修和维护电气监控设备ꎮ(三)电气设备剩余寿命的精确预测电气设备在线监测与故障诊断技术的最大优点是根据大量的数据和实证分析来判断电气设备在正常情况下的使用寿命ꎮ在电气设备正常运行的情况下ꎬ故障主要分为初次安装调试一年左右暴露的故障ꎬ在稳定期为５~１０年期间ꎬ定期检查主要是为了延长电气监控设备的使用寿命ꎻ在劣化期从１０年开始到２０年ꎬ根据实际情况逐步增加定期检查的频率ꎬ根据大量监测数据判断电气设备的剩余寿命ꎻ主要采用２０年以上的风险期ꎬ要持续监测ꎬ准确预测剩余寿命ꎬ制订更换和维护计划ꎮ三㊁结束语随着电力设备状态检修策略的全面推广和智能电网的加速发展ꎬ状态监测与故障诊断技术将得到广泛应用ꎮ电气设备状态监测系统和诊断结果的准确性将直接影响状态检修策略的有效实施ꎮ因此ꎬ电力系统状态监测应与前沿技术成果紧密结合ꎬ创新开发智能化㊁系统化的信息诊断专家应用系统ꎬ提高电气设备运行的可靠性ꎬ优化设备状态检修策略ꎮ参考文献:[１]钟连宏ꎬ梁异先.智能变电站技术应用[Ｍ].北京:北京出版社ꎬ２０１９.[２]王波ꎬ陆承宇.数字化变电站继电保护的ＧＯＯＳＥ网络方案[Ｊ].电力系统自动化ꎬ２０１９(３７).作者简介:周远超ꎬ男ꎬ山东省青岛市ꎬ研究方向:电气方向ꎮ２２２。
电气设备设施管理“三三二五制”规定与监测、检测、故障诊断及技术评估方法
电气管理“三三二五制”规定与监测、检测、故障诊断及技术评估方法一、电气管理“三三二五制”的规定：（一）、认真执行三图、三票、三定、五规程、五记录制度：1、“三图”指一次系统图、二次回路图、电缆走向图。
2、“三票”指工作票、操作票、临时用电票。
3、“三定”指定期检修、定期清扫、定期试验。
4、“五规程”是指检修规程、试验规程、运行规程、安全规程、事故处理规程。
5、“五记录”指检修记录、试验记录、运行记录、事故记录、设备缺陷记录。
6、各单位电气一次系统图、二次原理图、电缆走向图应是完整的竣工图纸，必须与现场实际相吻合，并绘制电子版以便及时修改。
7、6KV及以上等级的变电所必须健全模拟图，电气设备运行及维护部门必须有各系统完整的二次接线图，图纸要与实际完全相符。
8、二次系统的改接以及保护连锁的摘除与恢复必须经由单位主管电气的经理审核批准后方可进行。
电气设备运行及维护部门必须有完整的电缆走向图。
9、电气作业要严格执行工作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结恢复送电制度，“三票”（《第一种工作票》、《第二种工作票》、《变电站（所）倒闸操作票》、《临时用电作业许可证》）的填写内容要依据《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分）等要求进行规范填写，内容准确、字迹清晰、工整，严禁有任何涂改。
10、签名处要由相关人员亲笔填写，不得代笔。
11、“三票”的保存时间为一年。
（二）、工作票规定：1、工作票是允许在电气设备上从事作业的书面命令，工作票制度是保证工作人员人身和设备安全的具体组织措施。
2、公司电气工作人员及在公司各单位（场所）进行施工作业的外来施工人员必须遵照《电业安全工作规程》的规定严格执行，严禁不使用工作票在电气设备上工作。
3、工作票的签发必须由符合资格的车间专责技术工程师或车间主任完成，不得由他人代签。
4、工作票中地线的封拆要严格按照《电业安全工作规程》的规定执行，坚决杜绝带地线分合刀闸或带电封地线等恶性事故发生。
电气设备状态监测与故障诊断word版本
电气设备状态监测与故障诊断1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。
特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。
电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。
“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。
设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。
“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。
设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。
简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。
广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。
1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。
但这样会导致制造成本增加。
此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。
因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。
早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。
电力设备的在线监测与故障诊断第二版教学设计
电力设备的在线监测与故障诊断第二版教学设计一、引言随着电力设备的逐步智能化发展，对于设备的在线监测和故障诊断的要求也越来越高。
本教学设计旨在通过课堂教学和实验操作两个环节，对学生进行电力设备在线监测与故障诊断相关知识的掌握。
二、教学目标1.理解电力设备在线监测的基本原理和常用技术；2.掌握电力设备故障诊断的方法和流程；3.学习使用相关在线监测与故障诊断设备进行实验操作。
三、教学内容1.电力设备在线监测技术1.在线监测系统组成及原理2.传感器原理和常用传感器类型3.信号采集与分析技术2.电力设备故障诊断方法1.故障诊断基本流程2.常用故障诊断方法及原理3.故障诊断案例分享3.实验操作环节1.熟悉在线监测与故障诊断设备2.基本操作和功能练习3.实验数据处理和分析四、教学方法1.理论课堂授课：通过教师讲解、案例分析和讨论等形式，让学生掌握电力设备在线监测和故障诊断的基本概念和方法，了解监测与诊断技术的最新进展。
2.实验操作：通过使用设备进行实验操作，让学生深入了解在线监测与故障诊断设备的组成和原理，并且掌握相关操作技能。
3.电子教学：提供电子学习资源，本着学生为中心的原则，让学生自主选择自己感兴趣的课程内容进行学习。
五、教学评估1.课堂考试：通过考试形式，检查学生对于本教学内容的掌握程度。
2.实验报告：对学生的实验操作及数据分析进行评估，检查是否熟练掌握在线监测与故障诊断设备的操作和数据处理能力。
3.学生评价：通过学生的反馈意见，了解学生对教学方法和教学内容的评价，以此改进教学。
六、教学资源1.本教学设计包含课件、实验操作内容、教学视频等多种电子教学资源，供学生自主学习和巩固所学内容。
七、总结本教学设计旨在通过课堂教学和实验操作两个环节，对学生进行电力设备在线监测与故障诊断相关知识的掌握。
本教学设计内容全面，结构合理，增加了实验操作环节，有助于学生更好的掌握在线监测与故障诊断设备的操作和数据处理能力，提高其应用实践能力。
电气设备在线监测与故障诊断概要
电气设备在线监测与故障诊断概要介绍随着现代化的发展，人们对电力系统中电气设备的故障诊断以及日常运行状态的监测要求越来越高。
同时，设备的失效不仅会造成生产线停机等严重后果，而且会直接危及员工的生命安全。
为了及时发现设备的故障并采取相应的措施，现代化的电气设备在线监测与故障诊断技术得到了广泛的应用。
在线监测的原理电气设备在线监测的原理是通过传感器实时采集设备运行时的各种参数，如电流、电压、温度、振动等。
通过对这些参数进行分析，可以判断设备是否处于故障状态或者预测设备即将发生故障的可能性，并及时通过警报或者其他方式通知维修人员采取相应的措施。
在电力系统中，主要采用的在线监测传感器包括以下几种：1.电流传感器：用于实时监测电气设备中的电流变化。
2.电压传感器：用于实时监测电气设备中的电压变化。
3.温度传感器：用于实时监测电气设备的温度变化。
4.加速度传感器：用于实时监测电气设备的振动情况。
故障诊断的方法电气设备在长期使用中，由于各种因素的影响，会出现各种各样的故障。
通过在线监测技术，可以及时发现设备的故障，并及时进行修复，以免严重的后果。
电气设备故障诊断主要有以下几种方法。
1.经验法：通过运维人员的经验判断设备是否出现故障。
2.相关性分析法：通过对设备参数的相关性进行分析，诊断出可能存在的故障原因。
3.基于模型的分析法：根据设备的数学模型，通过对设备参数的分析，诊断出可能存在的故障原因。
维护管理电气设备在线监测的维护管理包括以下几个方面：1.对设备进行定期检查，并及时进行故障诊断。
2.对设备进行定期的维护保养，使其保持良好的运行状态。
3.对设备所处的环境进行管理，保证设备的正常运行。
电气设备在线监测技术在电力系统中的应用愈加普遍和重要。
通过在线监测技术，可以及时诊断出设备的故障，避免设备带来的不必要的损失和安全隐患。
因此，对于电力系统运维人员和设备管理人员，掌握这方面的技术和知识至关重要。
电气设备状态监测与故障诊断技术
电气设备状态监测与故障诊断技术1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。
特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。
电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。
“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。
设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。
“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。
设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。
简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。
广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。
1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。
但这样会导致制造成本增加。
此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。
因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。
早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。
发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析
发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析
随着电力行业的快速发展，电力设备的智能化、自动化已成为发展的主流趋势，其中电气设备状态监测与故障诊断技术的应用也越来越多。
本文将介绍发电厂电气设备状态监测与故障诊断方法分析。
1.在线监测方法
在线监测方法主要采用非接触式的检测技术，通过检测设备的声音、振动、温度等参数，实现对设备状态的监测。
常用的在线监测方法有：
（1）声音监测：利用麦克风或声音传感器，对设备噪声进行检测，判断设备的运行状态。
（2）振动监测：通过检测设备振动情况，判断设备运行状态。
（3）温度监测：通过测量设备表面的温度变化，判断设备是否存在故障。
（1）断电检查：通过检查设备的零部件、连接器、电缆等是否有异常，判断设备状态。
1.基于特征分析的故障诊断方法
基于特征分析的故障诊断方法主要通过对设备的信号特征进行分析，判断设备是否存在故障。
常用的基于特征分析的故障诊断方法有：
（1）傅里叶变换法：将设备信号进行傅里叶变换，分析其频率特征，判断是否存在故障。
（1）神经网络法：通过搭建神经网络模型，学习设备数据，判断是否存在故障。
（3）遗传算法法：通过遗传算法优化模型参数，建立故障诊断模型，判断是否存在故障。
总之，电气设备状态监测与故障诊断技术在发电厂中的应用越来越广泛，不仅能够提高设备的可靠性和稳定性，还能够降低运行成本和维护难度，对于提高发电厂的经济效益和竞争力具有重要意义。
电力设备在线监测与故障诊断
电力设备在线监测与故障诊断电力设备在线监测与故障诊断第一章：1、预防性维修的局限性。
P2-3a）经济角度分析：定期试验和大修均需停电，引起电量损失；定期大修和更换部件的投资，造成巨大的人、财、物的浪费。
b）技术角度分析：试验条件不同于运行条件，多数项目是在低电压下进行检查，很可能发现不了绝缘缺陷和潜在的故障；绝缘的劣化、缺陷的发展有一定的潜伏和发展时间，而预试是定期进行的，常常不能及时准确地发现故障，从而出现漏报、误报或早报。
2、状态维修的具体内容及必要性。
P3具体内容：对运行中电气设备的绝缘状况进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状态变化的信息。
必要性：预防性维修存在一定的局限性（内容同1），同时状态维修还具有以下优点：可更有效地使用设备，提高利用率；降低备件的库存量以及更换部件与维修所需的时间；有目标地进行维修，可提高维修水平，使设备运行更安全、可靠；可系统地对设备制造部门反馈的质量信息，用以提高产品的可靠性。
3、在线监测系统的技术要求。
P71）系统的投入和使用不应改变和影响电气设备的正常运行；2）系统应能自动地连续进行监测、数据处理和存储；3）系统应具有自检和报警功能；4）系统应具有较好的抗干扰能力和合理的检测灵敏度；5）监测结果应具有较好的可靠性和重复性以及合理的准确度；6）系统应具有在线标定其监测灵敏度的功能；7）系统应具有故障诊断功能。
第二章：1、监测系统可由哪些基本部分组成，在线监测系统组成框图及整个监测系统可归纳为哪些子系统？P9-10信号的变送、信号的处理、数据采集、信号的传输、数据处理、诊断可归纳为二个子系统：信号变送系统、数据米集 系统、处理和诊断系统。
2、监测系统的分类。
P10 （分别按使用场所分， 按监测功能分，按诊断方式分）根据使用场所分为便携式和固定式， 根据监测功 能可分为单参数和多参数，按诊断方式可分为人 工诊断和自动诊断。
3、对传感器的基本要求及传感器的分类。
电力设备在线监测与故障诊断
电力设备在线监测与故障诊断第一章：1、预防性维修的局限性。
P2-3a)经济角度分析：定期试验和大修均需停电，引起电量损失；定期大修和更换部件的投资，造成巨大的人、财、物的浪费。
b)技术角度分析：试验条件不同于运行条件，多数项目是在低电压下进行检查，很可能发现不了绝缘缺陷和潜在的故障；绝缘的劣化、缺陷的发展有一定的潜伏和发展时间，而预试是定期进行的，常常不能及时准确地发现故障，从而出现漏报、误报或早报。
2、状态维修的具体内容及必要性。
P3具体内容：对运行中电气设备的绝缘状况进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状态变化的信息。
31234567第二章：12断。
34、光纤温度传感器。
红外传感器：热探测器（热敏电阻型探测器、热电偶型探测器、热释电探测器）、光子探测器。
振动传感器：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、声发射传感器。
电流传感器：互感器型的电流传感器（窄带、宽带）、低频电流传感器、霍尔电流传感器、光纤电流传感器。
电压传感器：电场传感器、耦合式传感器。
气敏传感器：接触燃烧式气敏传感器、半导体式气敏传感器7、在线监测系统中为何对传感器输出信号的预处理常采取“就地处理”的方式？p30对于固定在变电站做连续监测的系统，数据处理的微机往往远离电气设备的主控室，信号经过长距离传送会产生衰减和畸变，同时在传输过程中还可能引入干扰。
故一般预处理采取“就地”处理的方式。
8、信号的预处理一般包含哪些内容？P31程控放大、滤波10、光载波的调制方式有哪些，各种调制方式的原理？P34-351）调幅式调制由模拟信号直接对光载波进行光强度调制。
2）调频式调制先将电信号调制为振幅不变而频率随调制信号的幅度而变化的调频波，再通过发光二极管的光/电转换成和调频电压波相同的光信号的调频波，然后输入光纤。
通过光纤输出的光信号经光/电转换恢复为电信号的调频波，再经解调DM、放大和低通滤波后复原为预处理后的电信号，而后送住数据采集单元。
电气设备的状态监测与故障诊断
－
１— ４
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科 技论 坛 ｌ ｌ ｌ
马 晓 伟 卜令 勇 丁 宏 学
电气设 的状态监测 与故 障诊 断
（ 黑龙江建龙钢铁 有限公司， 黑龙江 双鸭山 １５ ０ ） ５ １０
摘 要 ： 文主要就 目 电器设备 的状 态监测及故障诊 断技术做一分析 阐述。 本 前 关键词 ： 电器设备 ； 态监测 ； 状 故障诊 断 状态监测是通过各种测量、检测和分析方 法， 结合 系统运行 的历史和现状 ， 对设备 的运行 状态进行评估 ，以便了解和掌握设备 的运行状 况。 并且对设备状态进行显示和记录 ， 对异常情 况进行处理 ， 并为设备的故障分析、 能评估提 性 供基础数据。 １ 高压断路器的状态监测 １ 断路器合、 闸线圈电流的监测 ． １ 分 高压断路器一般都以电磁铁作为操作 的第 级控制元件 ， 操动机构中使用的绝大部分是直 流电磁铁。当线圈中通过电流时 ， 电磁铁 内产 在 生磁通 ， 动铁心受磁力吸引 ， 断路器分ｌ 使 戈合 闸， 从能量角度看 ， 电磁铁的作用是把来 自电源 的电能转化为磁能 ， 并通 过动铁心 的动作 ， 再转 换成机械功输出。合 、 分闸线圈的电流中含有可 作为诊断机械故障用 的丰富信息 ， 以选用补偿 可 式霍尔电流传感器监测电流信号。 对线圈电流的 监测主要是提取事件发生的相对时刻 ， 根据时间 间隔来判断故障征兆 ， 于诊断拒动 、 对 误动故障 有效。 １ 断路器行程、 ． ２ 速度的监测 位移量采集是靠光电式行程传感器来实现 的。其工作原理如下 ： 把旋转光栅安装在断路器 操动机构的主轴上 ， 利用光栅和光 电断续器的相 对运动 ， 经光电转换， 将速度行程信号转换 为电
一
直接监测 ： 应用压力传感器 ， 通过测量合闸 其在线监测过程 ， 是将变压器本体油经循环管路 弹簧压力值的大小 ， 判断弹簧压缩状态。这种方 循环并进入脱气装置 ，经脱气装置进入分析仪 ， 法需要在机构上安装压力传感器。 在经数 据处理打印出可燃气体等的谱图及含量 间接监测 ： 应用电流传感器 ， 通过测量储能 值 ， 主要根据变压器油中溶解气体 甲烷、 乙烷、 乙 电动机的工作电流变换及工作时间， 监测合闸弹 块等 ， 反映出变压器内部是放电故障还是过热故 簧的状态 ， 通过分析电流波形得到 电流特征参数 障 。 ２２ ．局部放电的监测 的变化 ， 从而反映弹簧状态的变化 。 １ ． ６真空度的检测 变压器绝缘内部若存在如气泡或局部电场 现有对 真空度测定 的方法主要有 ： 观察法 ， 增强等缺陷， 中这些局部区域内可能发生放 运行 但导体间绝缘并未发生贯穿性击穿 ， 为局 称 仅仅用 于对玻璃外壳的真空灭弧室适应 。 并且只 电， 能作为经验判断 ， 参考使用 ； 交流耐压法 ， 在分闸 部放电 ， 局部放电本身是绝缘老化的原 因。设备 状态下 的真空断路器的触头间施加交流 电压 ， 根 发生击穿事故前 ， 往往以局部放电为其先兆。其 据电压施力 口过程中相关参数的变化来判定真 监测主要采用： 安装在接地线与套管末屏引下线 安装 空度 ， 但这种方法只能为真空灭弧室的真空状况 上的电流传感器提取放 电的脉 冲电流信号 ； 提供—个相 略的判定 ， 不能判断真空度 的变化趋 在外壳上 的 超声传感器提取局部放电的声信号 。 势， 只是 一个定性的判断方法 ， 有时和实际结果 声 、 电信号经过数据采集单元实现数字化测量并 并不一致； 火花计法， 这种方法也仅适用于玻璃 送人计算机进行数据处理与存储。 为了抑制电磁 管真空灭弧室 ， 使用时， 让火花探漏仪在灭弧室 于扰 ，采用了包括数字滤波技术在 内的各种干 表面移动， 根据高频电场作用下不同的发光情况 扰。 来判 断 真 空度 。 ３电缆的状态监测 ３１ 流叠 加法 ．直 １ ． ７动态 电 阻的 监测 般的 Ｓ ６断路器有 主触头和弧触 头 ， Ｆ 灭 借助电抗器将直流电压在线叠加于电缆绝 弧主要靠弧触头， 断路器在闭合状态时 ， 测得的 缘 ， 即直流电源经电抗器连接于三相导线 ， 由 并 通 回路 电阻主要时主触头接触 电阻和弧触头接触 并联电容来免除交流高压对直流电源的影响 ， 电阻的并联值 ， 一般情况下 ， 主触头接触电阻 比 过测量流过绝缘的直流电流进行诊断。 于 电缆 由 信号。 经数据处理后可得断路器操作过程中的行 弧触头接触电阻小的多 ， 以所测回路电阻无法 绝缘处于交流高压的作用下 ， 所 尽管所加直流电压 程和速度 随时间的变化关 系。 据此可计算出以下 反映弧触头的烧损情况 。 不高， 仍能真实反映绝缘的实际情况。 在分闸过程 中， 主触 头矢分离 ， 开断电流转 ３２ ．介质损耗因￣（ｎ ８避 ｔ ａ 参数 ：动触头行 程，超行程 ，刚分后及 刚分前 ｌｒｓ ｏ 内平均值等。通过触头的时间一行程信号 移到弧触头上 ， ｅ 弧触头问先出现 电弧 ， 借助灭弧 将加于电缆的电压（ 电压互感器） 通过 及流过 可以提取触头运动过程中各个事件发生 的时刻 ， 装置使 电弧熄灭。如果弧触头严重烧损 ， 在分断 绝缘的工频电流（ 通过电流互感器） 信号取出， 再 根据事件时间来诊断故障。 过程中先于主触头分离 ， 则灭弧装置不能发挥作 通 过数 字化 测 量装 置 测 出 电缆绝 缘 的 ｔｎ８。根 ａ １ 开断电流累计监测 ． ３ 用， 这样会导致断路器烧损 。从主触头分离到弧 据资料分析 ，当 ｔ ａ ８＞ ％时 ， ｎ １ 绝缘可判为不 在分闸过程中 ，由高压电流互感器和二次 触头分离这段时间称为有效接触时间 ， 其行程称 良。 由此法所得信息反映的是绝缘缺陷的平均程 电流传感器测量高压开关的主电流波形 ， 通过测 为有效接触行程。 只有保证弧触头有足够有效接 度 。 通过检测 ３３ ＿复合判断法 量触头每次开断 电流 ， 经过数据处理得到该次开 触行程和时间才能使断路器顺利灭弧。 断电流的有效值 ， 然后根据下式计算 ： 断路器动作过程 中的回路 电阻变化曲线可以不 由于绝缘状态与其特性参数间的统计分散 仅用一种方法来诊断绝缘 ， 会有漏判 和虚警 用拆开断路器就能得到弧触头的有效接触时间， 性， Ｑ ∑ ＝ｍ－Ｉ 这种检测方法称为动态回路检测， 测得的电阻称 的可能。采用几种方法， 互相配合进行复合诊断 其中 ： ｎ为开断 的次数 ； ｎ为该 次开断电 为动态 回路电阻 ， Ｉ ｂ 用以区别通常的在断路器闭合 可提高诊断的正确性。资料表明， 采用包含直流 流 的有 效 值 ； 开 断 电 流 指 数 ； ａ为 Ｑ为 开 断 电 流 时测得的回路电阻， 后者称为静态回路 电阻。 叠加法以及 ｔ ８的复合诊断 ，对不 良电缆诊 ａ ｎ 的加权 累计值。 Ｑ值超过闭值时， Ｑ 当 当 值超过 １ 机械振动信号的监测 － ８ 断准确率高达 １０ ０ ％。根据测量装置的难易程度 机械振动信号是一个丰富的信息载体 ， 包含 现场 的干扰情况 ，采 用包含直流叠加及 ｔ ８ ａ ｎ 阈值时， 则表明应该检修、 更换 ， 从而间接的反映 触头的磨损情况。 有大量的设备状态信息 ， 由 系列瞬态波形构 的复合诊断是较好的选择 。 它 一 １ ． 分闸时间， ４合、 同期测量 成 ，每一个瞬态波形都是断路器操作期 间内部 ４ 金属氧化物避雷器 的状态监测 的反映。 振动是对设备内部多种激励源的 ４１ ．补偿法 监测阻性电流：基本原理是在测 关于合分闸时间及同期 的测量 电路 原理 ， “ 事件” 既是在断路器断 口上下接线端子接上测量信号 响应 ， 对高压断路器而言 ， 激励源包括 分合 闸电 量电流 的同时 ， 检测 系统 的电压 ， 利用 电压信号 线， 当断路器合上时， 信号线上有电流流过 ， 经光 磁铁 、 储能机构、 脱扣机构 、 四连杆机构等内部构 消除 泄漏 电流 中 的容性 电流 分量 。 电隔 离器 、 电压 比较 器 ， 出高 电平 信 号 ； 输 当断 路 件的运动。 断路器机械状态的改变将导致振动信 ４２ 波 分析 法 监测 阻 性 电流 ：原 理 是在 正 －谐 这是利用振动信号作为故障诊断依据 弦交流电压下 ，由于避雷器阀片的非线性特性 ， 器分开时 ， 信号线上无电流通过 ， 出信号是一 号的变化 ， 输 而使 低电平。 测量 系统 以一 定 时 间周 期 同时 读取 所 有 的理论基础 。 通过适 当的检测手段和信号处理方 阻性电流分量中除基波外还含有高次谐波 ， 断 口的信号， 以操作线圈电流信号 为起点 ， 计算 法 ， 以识 别 振 动的 激励 源 ， 找 出故 障 源 。 可 从而 阀 片发热 的仅是 阻性 电 流 中的基 波 分量 ， 是 即正 基波分量才是避雷器劣化的关键指标 。 通过数字 出各个相的各断 【的分合闸时问和相间与相内 Ｊ ｌ ２变压器的状态监测 化测 量 和 谐 波 分 析技 术 可 以 从 总 泄漏 电流 中分 的同期差。这种技术只能用于临时性 ￣ｌ ｔ ｌ 。 Ｖ ｒ … ２１ 压 器 油色 谱 在线 监测 ．变 油色谱在线监测是灵敏度较高 的 测试方法， 离 出基 波 电流 。 责任 编辑 ： 兆杰 孙 １ ． ５合闸弹簧状态监测
60电气诊断概论(电力设备在线监测与故障诊断)PPT课件
固-液绝缘
固-气绝缘
绝缘劣化及其影响因素
为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平，现代变 压器相对于以往的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，因此在 运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平显 著提高。
电气因素
机械因素
温度和热稳定性
受潮
化学稳定性和抗生物特性
1. 电气影响
▪ 长期工作电压
▪ 短时的过电压
电气设备故障监测与诊断
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总体概述
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电气诊断概论
Electrical Fault Diagnosis
电气故障的主要原因
制造工艺存在缺陷 恶劣的环境和苛刻的运行条件 材料的劣化 缺乏良好的管理及维护
金属材料 电力设备
绝缘材料
现代电气设备的造价及运行可靠性在很大程度上取决于设 备的绝缘结构。
绝缘结构的作用
▪ 绝缘介质 ▪ 紧固支撑 ▪ 冷却媒介
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
绝缘材料
固体绝缘：绝缘纸、电瓷 、云母 交联聚乙烯等
液体绝缘: 绝缘油
气体绝缘: 空气、SF6
真空绝缘
实际绝缘结构通常是由几种电介质联合构成的组 合绝缘。
输电线和变电站所用的绝缘子大多 在户外运行，因此还要考虑湿闪及污闪 的情况，这时的放电电压远低于乾闪。
(cm)
图7 不同材料的工频下沿面闪络 电压（峰值）
1—纯气隙；2—石蜡； 3—胶纸筒；4—电瓷
当电压不太高时，接地法兰边缘先出现电晕而形成光圈，随 着电压的升高，电晕延伸成火花细线，电流密度仍很小；
电气设备的在线检测与故障诊断
１ 电气 设备 状 态在 线监 测 与诊 断技 术 的作用 和 问题
． ２ 局 部放 电监 测 和降低维修成本 。 所 以， 为 防止 电网大面积停 电等 安全 事故的发生， 建 立 ２
起来的 电气设备状态在线监 测与诊断便成为 了第一 道防线 ， 电气设备状 态在线监测与诊断技术就是这道 防线 的第 一道 防火墙 。 在线监测 一般指在 设备不停 电、 保持 正常运行 的情 况下 ， 运 用常年 安装在被检测设备上 的相关 的设 备、 仪器对 电力设 备状 况实时进行连续 或周期性 自动检测的过程 。随着 技术的不断发展 ， 各类 单一功能 的在线 监测系统趋 向集成 ， 各种 电气设 备的监测单元通过现场 总线或 以太 网的 主机相 连， 统一生成图形 、 报表 ， 并将 数据存入数据库 。电气设备在线监 测 系统 的形 成实现 了对 变 电站变 压器 、 电抗器 、 断路 器、 避雷器 、 高压套 管、 容性 设备等变 电设备的实时在线监测功能 。 还有另外两种检测方式 ： 离线 检测一般 指通过各类 检测 ，对 生产及设 备状 况进行 必要 的人 工检 测 。如 日常巡检、 例行检查、 定检 、 例行试验 、 诊断性试验等 ， 旨在及时获 取设 备状态量 ， 评估设 备运行状态 ， 发现事 故隐患并 为设备状态检修 提 供依据 ； 带 电检测 是采用 便携式检测设备 ， 在电气设备 的运行状态 下， 对 电气 设 备 状 态 量 进 行 的现 场 检 测 ，其 检 测 方 式 为 带 电短 时 间 内检 测 ， 有 别于长期连续 的在线监测 。 局部放 电信号是反应绝缘介质故障的最有效手段 。当绝缘材料发 生 老化时， 首先就会 出现局部放 电的现象 ， 如 果局部放 电达 到一定水平 ， 在 高电压的作用下 ， 绝缘材料就有击穿的可能， 从而导致事故 的发生 。因此 无 论是还是变压器 ， 对于局部放 电的测量都是非 常重要 的。
第课 电气设备在线监测与故障诊断(1)
第课电气设备在线监测与故障诊断(1)
随着电气设备的普及与应用，电气设备在线监测与故障诊断越来越成
为相关行业的热点。
这些技术的应用可以帮助企业/机构更好地管理电
气设备，降低电气设备故障率，提升生产效率以及保障人员安全。
下
面我们具体来了解一下电气设备在线监测与故障诊断的相关知识。
一、电气设备在线监测
电气设备在线监测是指利用各种技术手段对电网运行过程中的各类电
气设备进行实时监测和分析。
通过在线监测，能够及时发现设备故障，避免设备脱离控制范围，从而保障人员安全、减少生产损失。
常见的电气设备在线监测技术包括：温度监测技术、振动监测技术、
能量分析技术、红外线监测技术等。
在实际应用中，电气设备在线监测通常需要配合专业的软件进行实时
监测和分析，以便快速诊断和定位问题。
二、电气设备故障诊断
电气设备故障诊断是指通过对电气设备进行检测、分析，找到设备故
障原因并解决问题的过程。
电气设备故障诊断可以分为主动诊断和被
动诊断两种方式。
主动诊断是指对电气设备进行实时的在线监测和分析，通过对设备运
行情况的不断观察和分析，可以预测设备的寿命以及设备可能存在的
故障。
被动诊断是在设备出现故障后，通过对故障现象、故障时间、故障位置以及故障原因进行细致分析，找出电气设备故障的真正原因，并给出维修或更换建议。
在电气设备故障诊断中，现代化的技术手段，如人工智能、机器学习等，已经成为一些企业/机构进行故障诊断的必备器具。
通过电气设备在线监测与故障诊断技术，企业/机构可以及时发现电气设备故障和潜在问题，预防和避免故障发生，提高生产效率，减少人员伤亡事故的发生。
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故障数据统计的困难
从现场收集的大量故障数据与资料大多数是分散 和无规律的。
由于故障发生后几乎所有的证据都不复存在，所 以往往难以根据事故的原始状态准确无误地说明 究竟是什么原因使设备损坏的。因此，一般所说 电力设备的击穿原因往往是一种推测 。
某电力局对继电保护装置动作情况的统计见表。
1982~1998年
动作评价
总动作 次数
误动作 次数 不正确 动作率
10kV系统 24468 5 0.02%
66kV系统 1722 10 0.58%
220kV系统 339 21
6.20%
那么是否还要对不同电压等级的继电保护 装置沿用相同的检修周期？
沿海城市对7回66kV线路进行了自然积污研究， 每个季度进行盐密测量，结果7年没有一条回路 发生过污闪，而且从盐密看，旱季积污增多、雨 季结束几乎清零，并不存在年度累积效应。
直方图法
台 300 次
200
台 303000 次
202000
100
101000
0
0
00
440000 880000 11220000 16160000 20200000 24240000
（ppm）
氢含量
00 500
540500 1805000 11255000 16520000205025020率统计表
100 100
90
80
80
70
相对相频对频数(数%%)
60
60
50
40
40
30
20
20
10
0
0
1
0
发动机故障主次图
2
3
4
5
6
2
故故障4障模模式式
6
7
8
8
一般情况下,主次图中
主导因素—— 占累计相对故障率 0 ~ 80%的因素 主要因素—— 占累计相对故障率80 ~ 90%的因素 次要因素—— 占累计相对故障率90 ~100%的因素
全国变压器事故部位分类表
故障统计分析法
主次图法 直方图法
主次图法
原则上，设备的所有这些组、部件都有可能 发生故障，但其发生的概率差异很大，为了保证 在线监测和故障诊断的有效性，我们需要将分析 的范围限制在较为常见的故障类型上。
主次图法又称巴雷特图法或排列图法，是根据 故障调查结果，分析产品故障主要原因和主要故 障模式的有效方法。
（ppm）
总烃含量
油中溶解气体含量分布
油中溶解气体的注意值标准： 总烃含量>150 ppm (体积分数) H2含量>150 ppm C2H2含量>5 ppm
失效模式、影响和危害度分析法
世界上没有永恒的事物，更没有绝对的可靠性， 所有系统最终都将失效。因此更应关注的是如何 使失效频率及损失降低到在经济上和社会影响上 可接受的范围之内。这是比所谓 “无风险”、 “无事故”之类政治口号更为现实和合理的目标。
（三）FMECA的定性分析
FMECA通常是利用表格进行分析的，国际电 工委员会IEC的“系统可靠性分析技术工作组” 规定了FMECA最低限度内容： 1）各部件功能简述 2）列出每个部件的可能失效模式 3）列出所有失效模式对系统工作的各种影响 4）列出每一种失效模式发生的各种诱因 5）估计每一种失效模式发生的概率 6）列出抑制失效模式发生的各种措施。
电气设备在线监测 与故障诊断
Condition Monitoring and Fault Diagnosis of Electrical Equipment
第六章： 故障分析与模型的建立
故障 = 设备的“病”
诊断
确定类型 推测原因
预计后果
实施在线监测的第一步
设备的组件多种多样，而设备的故障 千差万别。我们不可能对所有的可能发生 故障的组件，都进行检测。
220kV 次数 时间
224 1.64
330kV 次数 时间
12 8.02
500kV 次数 时间
16 2.55
变压器 176 6.74 12 1.63 15 36.27
高压开关 1068 1.98 18 0.59 28 0.67
进行故障分析的目的
寻找问题的薄弱环节 1 分析系统中最需要监测的设备 2 分析设备最需要监测的环节 3 提出最有效的监测项目。
设备
••• •••
部件A 部件B
零件 1 零件 2
设备故障总是由基本的部件故障引起的， 如何将设备的整体故障与局部的零部件故 障联系起来，是故障分析的关键。
故障分析
故障机理性分析
故障统计性分析
现场故障数据尤为重要，因为是在实际 使用的条件下获得的，其结果远比实验室 试验的结果含有更多的信息。
法国电气公司曾以3500倍的出厂价格 收购用户的失效集成芯片。
如何对设备关键部位实施有针对性地 监测，是成功的关键。
诊断最基本的功能就是对未知故障的分 类问题。
为了提高设备故障诊断的水平，需要对 设备故障有一个系统的认识，这不仅有助 于预防自然发生的故障，同时也有利于阻 止人们可能引发故障的过失行为。
故障调查
有关故障的经验数据是人们判断和识别设 备故障状态的重要依据，如果缺乏具有本质 意义的典型故障信息，则无法得到正确的诊 断知识。所以典型故障的是研究故障诊断技 术的基础。
FMECA不同阶段的资料来源
失效模式、影响和危害度分析法简称FMECA （英文全称）方法。
故障模式分析（FMA）
FMECA
故障影响分析（ FEA） 故障后果分析（FCA）
FMECA分析的方法和步骤
（一）拟定有效的故障数据收集计划 明确用途 确定和培训数据员
（二）系统功能逻辑分析 明确定义系统的各个环节 建立系统的功能逻辑图
现场人员的错误记录。
设备故障与生产工艺和运行环境密切相关，由于 不同时期设计的设备结构不同，所以引发设备事 故的主要故障类型也在逐渐变化 。
我国电力变压器主要故障类型演变
进行故障分析的目的
寻找问题的薄弱环节 1 分析系统中最需要监测的设备
1998年全国主要电力设备非计划停运情况
项目 架空线路
19831991年大连电力局对线路绝缘子共测111万 片次，共发现414片零值，平均劣化率很低；而且 从未发现过同一绝缘子串中同时有两片零值的。 这样情况下，是否还需每年进行普测？
1997年至今，某市电力局对变压器油做过简化试 验30多万份，共发现酸价不合格的情况4份、闪点 不合格的1份。
这些试验项目的有效性如何？