绝缘在线监测系统
绝缘油在线监测系统简介、结构及原理、系统维护
油分装气离置
➢ 更快的分析周期，最小监测周期为1小时，可由用户自行设置，推荐为24小时；
➢ 油气分离速度快，仅需15分钟，分析后的油样采用二次脱气技术和过滤处理，消除 回注变压器本体的油样中夹杂的气泡。采用特殊的环境适应技术，消除温、湿度变 化对气体分配系数的影响；
➢ C2H2最低检测限可达0.1μL/L； ➢ 采用双回路多模式恒温控制，控温精度达±0.1℃，环境恶劣地区可选配工业空调；
绝缘油在线监测系统简介 ➢绝缘油在线监测系统组成及其特点 ➢绝缘油在线监测系统结构及工作原理
➢ 绝缘油在线监测系统简介
宁波理工监测MGA2000-6H变压器色谱在线监测系统，用于电力变压器油中溶解气体 的在线分析与故障诊断，适用于110kV及以上电压等级的电力变压器、电弧炉变压器、 电抗器以及互感器等油浸式高压设备。
➢ 绝缘油在线监测系统的组成
MGA2000-6H变压器色谱在线监测系统由现场监测单元（色谱数据采集器MGA20006H-01）、主站单元（数据处理服务器MGA2000-6H-02）及监控软件（状态监测与 预警软件MGA2000-6H V2.0.3）组成。现场监测单元即色谱数据采集器由油样采集 单元、油气分离单元、气体检测单元、数据采集单元、现场控制处理单元、通讯 控制单元及辅助单元组成。其中辅助单元包括置于色谱数据采集器内的载气，变 压器接口法兰、油管及通信电缆等。
➢ 绝缘油在线监测系统的特点
➢ 定量、在线检测H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H2O（选配）的浓度及增长率； ➢ 循环取样方式，真实地反应变压器油中溶解气体状态； ➢ 油气分离安全可靠，不污染、不排放变压器油； ➢ 采用专用复合色谱柱，提高气体组分的分离度； ➢ 采用特制的纳米晶半导体检测器，提高烃类气体的检测灵敏度； ➢ 高稳定性、高精度气体检测技术，误差范围为±10%，优于离线色谱±30%的指标； ➢ 成熟可靠的通信方式，采用标准网络协议，支持远程数据传输； ➢ 数据采集可靠性高，采用过采样技术Δ－∑模数转换器，24位分辨率，改变增益后
在线绝缘监测装置PPT课件
列由主机、选线模 块及互感器（互 感器分开口和闭环 两种，适应不同用 户的需要）等
QDA--300在线绝缘监测装置
基本原理简图 主机检测母线电压、正负极绝缘电阻等并进行异常告警，通 过RS485与选线模块及上位机通讯。选线模块在接收到主机 选线信号后，开始选线，并将选线结果告知主机
• 保护工作人员进行线路保护改定值工作，在使用万 用表测试压板电位操作过程中，万用表由于长时间 开启而自动屏蔽电源，在其操作重新开机切换档位 时，万用表档位短时切过至“低电阻”档位，造成 跳闸回路的一点接地。
结论
• 本站直流系统的电压偏移及波动现象，均由在线 绝缘装置引起：
• 装置内故障，平衡桥烧坏，导致电压偏移。
目前国内直流绝缘监测装置选线采用的技 术 的交变信号
在线绝缘监测装置内部原理分析 • 平衡桥方式 • 双桥方式 • 乒乓桥方式
绝缘监测装置查找原理之平衡桥方式
绝缘监测装置查找原理之双桥方式
绝缘监测装置查找原理之乒乓方式
QDA--300在线绝缘监测装置
哪些绝缘装置需要更换
• 1.电压波动≥10%直流母线电压 • 2.电压偏移≥10%直流母线电压 • 3.平衡桥电阻损坏 • 4.绝缘装置不能正常工作 • 5.内部存在较大的滤波电容
在线绝缘装置主要原理及分类
目前国内运行的直流绝缘监测装置的原理绝大 部分采用平衡桥检测原理; 在绝缘正常时，正负 极电压基本平衡，当直流系统的绝缘下降时（直 流接地），系统正、负极对地电压会发生偏差,装 置通过检测对地电压的变化进行接地告警。同时 由于正负极对地电压压差的存在,在接地支路会产 生直流漏电流（或由在系统内的绝缘检测装置通 过切变电阻产生一个交变接地检测信号），通过 装置附带的互感器（CT）检测,进行支路选线。
绝缘在线监测装置
YHDZ系列电网运行设备绝缘在线监测装置说明书一、产品概述YHDZ电网运行设备绝缘在线监测是一种能够在线监测高低压设备的绝缘状态，该装置的使用为诊断比如电缆、真空开关、绝缘子、避雷器等早期缺陷和事故隐患、控制突发性绝缘事故、监测电气设备绝缘性能的好坏提供了有效的信息。
该装置安装方便、操作简单、实时性强、监测信息更加真实准确，广泛应用于0.4kV-35kV电力系统中。
产品具有如下特点：（1）设备绝缘实时真实：高低压设备在线监测技术不受设备运行情况和时间的限制，可以随时对设备绝缘状态进行实时监测，其检测结果更符合实际情况，更加真实和全面，一旦设备出现缺陷，能及时发现并跟踪进行人为处理；而定期预防性试验只能检测某一时间设备的绝缘状态，不具备实时性，无法确定设备何时出现绝缘缺陷，无法检测缺陷的发展状态。
（2）采用先进的无线通讯模块进行通讯，避免了繁杂的现场布线。
同时又具有良好的抗干扰性、稳定性和可靠性；系统可以根据现场布局进行灵活配置，动态增减监测装置类型和数目，可监测通讯异常、监测装置异常、数值超限报警等，可以及时发现和排除系统故障，系统自动记录设备采集的有效数据并通讯上传，可以方便调用历史时期的数据以便查看和了解系统运行的历史状态。
（3）采用高性能的单片机控制管理，液晶显示屏显示被测设备当前运行状态。
当诊断出运行设备故障时，可驱动指示灯、蜂鸣器同时报警、告警继电器动作，以便于设备维护人员及时了解电缆线路、真空开关、绝缘子、避雷器等绝缘状态。
二、使用说明1、人机界面介绍人机界面由液晶显示屏、指示灯、按键三部分组成。
液晶显示屏显示装置运行或用户操作时的相关信息。
液晶屏主界面显示被检测设备当前状态、当前时间、产品名称。
当PT二次侧三相电压未接入检测装置时，主界面显示“当前状态：停运”；三相电压正常接入检测装置且泄露电流不超过报警阈值时及当装置未检测到被监测对象出现故障时，主界面显示“当前状态：正常”；三相电压正常接入检测装置且泄漏电流超过报警阈值或三相电压出现异常（如单项接地或某项失电）、或监测到真空开关异常时，主界面显示：“当前状态：故障”。
高压电气设备绝缘在线监测技术
高压电气设备绝缘在线监测技术【摘要】如何有效地保障电力系统的安全、可靠运行一直是电力部门的一个重要课题，而高压设备的安全运行是整个系统安全运行的基础。
本文作者系统地介绍了高压电气设备绝缘在线监测技术。
简要地分析了传统设备绝缘预测方法的缺点，阐述了对发电机、变压器、电容型设备、避雷器、GIS等高压电气设备的绝缘监测以及在线监测功能要点。
【关键词】高压电气设备；绝缘；电力系统；在线监测中图分类号：F407.6文献标识码：A 文章编号：0前言随着国民经济的发展，社会对电力供应的可靠性要求越来越高，电力系统也逐渐发展壮大，传统的定期停电进行预防性试验的做法已不能满足电网高可靠性的要求。
电力设备在线监测应运而生。
实现高压电气设备绝缘在线、动态、实时的监测，达到由现象判断本质、由局部推测整体以及由当前预测未来的目的，从本质上弥补仅靠定期停电预防性试验的不足，将成为现代电力系统设备绝缘监测的重要手段。
1传统预测方法缺点长期的运行经验表明，定期停电进行预防性试验具有一定的局限性，且这种局限性随着电力系统安全运行水平的提高越发显现，主要表现在以下几方面：1）未能完全模拟实际运行条件。
实际运行中，电网存在高次谐波，同时环境温度、湿度以及设备在运行状态下的电场、磁场，都对试验有一定影响，故而停电后进行的预防性试验所诊断的结果未必符合实际运行状态，且设备试验期间需要从电力系统中退出，影响了供电的连续性。
2）只能反映设备某时期的绝缘水平，未能准确预测设备绝缘性能的劣化速度和失效时间，难以全面、真实地反映设备存在的潜伏性故障。
绝缘的劣化、缺陷发展速度各异，且其潜伏和发展时间不定，而传统的预防性试验是定期进行的，不能及时准确地发现故障，从而会导致发生漏报、误报或者早报的情况。
3）造成没必要的浪费甚至造成新的设备缺陷。
规程规定，即使状况良好的电气设备仍需进行周期性的停电试验和检修，这就必然会造成不必要的电量损失，降低了供电可靠性，而且还需要配备大量的专业技术人员以及高性能的试验设备。
高压绝缘子在线监测系统应用
综合上述方法 ：在 以往 的离线监 测方 法对 绝缘
子的性能作一定的评测 ， 但是工作量非常大 ，测量 精度不够高。不能实时获得绝缘子的实际应用状况。
还不能达到对 绝 缘 子 的安 全 监 测 ，科 学 安排 生 产 ，
图 ２ 电气 量 的测 量 图
减少线路维护费用。
低 于 ８％、且绝缘 子表面无凝露 的条件下测 量。否 ０ 则 ，潮湿的绝缘子 串其 电压 分布要改 变 ，特别是绝 缘子表面具有污秽 且又潮 湿 的情 况下 ，绝缘 子 串上 的电压分布将 不按 电容分布 ，而按 电阻分布 。污染
线路的重合 闸动作失败 ，其所 占比例 高达 ２％ 。对 ２ 电力系统 的稳定性带 来 了不 良的影响 。以下 对高压 绝缘子的传统监测方法和在线监测方法进行分析 。
机调制解 调器 ，该 系统 的分 析软 件能进行 自动 、手 动 的远程数 据 下 载 ，同时 也 可进 行 远 程参 数 设 定 ，
包电缆，到系统的主保护单元 ， 再经过保护和传感
单元 进 行 Ａ Ｄ转 换 ，再 到微 处 理 器进 行 分 析 ，运 ／ 算 ，见图 １ 。
２ ２ １ 系统数据分析 ．．
测数据不准。
对超高压线路 的运行绝 缘子暂无 可靠 的监测数
据来指导安排清扫周期。绝缘子在使用过程中，不 断地受到强电场，高温 日照， 机械应力，湿度，污
秽物影响 ，当在线运 行 中的绝缘 子表 面附盐 密度达
到—定 的程度 ，就会 降低绝缘 子 的绝缘 性能 ，增 加 绝缘子 的表面放 电系数 ，导致绝 缘面行 成 固态行 电
第３ ８卷 ２ １ ６月 ００年
云
南
电
力
ZZGJK-II高压电机绕组绝缘在线监控仪使用说明书
ZZGJK-II型高压电机绕组绝缘在线监控仪产品说明书中国·合肥合肥致臻电子科技有限公司一、概述GJK-Ⅱ型高压电机绕组绝缘在线监控仪克服现有功能单一的同类产品，能同时实现动态和静态两种状态监控（绝缘电阻和漏电电流监控）。
是专门用于潜水高压电动机在停运或在线运行情况下的安全保护和测量对地绝缘电阻和漏电电流的仪表，便于运行人员根据绝缘电阻的变化采取措施，有效地防止事故的突然发生和扩大。
对潜水泵机组进行全程（动态和静态）停运或在线运行绝缘电阻及泄漏电流进行综合保护监控。
适用于3KV、6KV、10KV高压电机、高压电力不接地系统。
1、对高压电机的绕组在停机和运行情况下，对地施加间断或连续DC1500V电压，测量其绝缘状况。
2、电机停机或作为备用情况下，监控仪始终监控其绝缘，发现问题及时闭锁电机启动回路，不得投入运行。
3、将冷备用的高压电机作为热备用处理，免去启动电机前用兆欧表对电机进行绝缘测量，随时在确保良好绝缘情况下启动高压电机。
4、监控仪在电机停机时测量绕组的对地绝缘电阻，电机启动投入运行后，10KV高压施加到监控仪上，监控仪是在10KV在线情况下，继续产生DC1500V电压对系统（电机投入运行后，测到的绝缘是系统绝缘）进行绝缘测量，监控仪增加测量泄漏电流支路,根据系统的绝缘变化、绕组缺相及支路或设备的泄漏电流情况，立即判断出在线运行中绝缘下降的具体支路和设备。
5、监控仪对在线运行的设备进行绝缘测量时，其显示值包括电机绕组对地、电缆线导线、架空线对地、变压器绕组对地的总的对地绝缘值。
可作为高压电力系统接地保护。
其特征为：能观察、测量到绝缘变化过程。
对事故的发生做到早发现、早预防、早处理。
避免、杜绝事故的发生。
二、主要设计指标1、绝缘电阻测量性能指标名称技术指标测量范围有效测量阻值范围：0-1999MΩ，超出1999 MΩ可持续显示直至溢出，溢出时，数码管显示9999。
分辨力1MΩ基本误差±（3%读数+2个字）测量电压输出DC1500V（开路电压）显示4位LED显示绝缘电阻报警下限1-99 MΩ通过面板键盘设定低阻报警当被测线路设备对地电阻小于设定值时监控仪面板上报警LED发光报警，报警输出继电器常开触点闭合线路电压 AC3KV、AC6KV 、AC10KV限流电阻耐压最大短路电流<0.5mA AC10KV，45MΩ/10W2、漏电流测量性能指标名称技术指标测量范围0-1999mA分辨力1mA基本误差<±（10%读数+2字）显示4位LED数字显示漏电流报警上限1mA- 1999mA在面板键盘设定漏电流报警当被测线路设备漏电流大于设定值时监控仪面板上报警LED发光报警，报警输出继电器常开触点闭合3、通讯及其它指标⑴ 仪表通讯接口：z接口类型：RS485z通讯规约：MODBUS-RTUz波特率：1200、2400、4800、9600 bps⑵ 继电器触点容量：5A／250VAC 10A／28VDC⑶ 使用电源电压：65～255V(AC/DC)⑷ 时钟备份电源：3VDC （规格为CR2032,锂电池）注：本仪表内锂电池工作寿命一般为6年，建议每6年更换一次。
输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统应用研究
输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统应用研究为了对电力系统中的污闪事故进行预防，输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统设计显得十分重要。
本文对绝缘子泄漏电流在线监测系统内容进行总结，并从分机完成功能、监测分机硬件设计、泄漏电流信号处理、分机软件设计、专家软件功能五方面，论述了输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统的设计与应用。
标签：输电线路;泄漏电流;监测系统在实际输电线路运行过程中，可以借助于变压器将发电机发出的全部电能进行升压操作，之后借助于断路器等装置将其接入到输电线路之中。
一般来说，輸电线路中最为常见的两种形式为电缆线路和架空式输电线路。
在架空式输电线路运行过程中，绝缘子占据十分重要的位置，对于实际电路运行产生着巨大影响。
1.绝缘子泄漏电流在线监测系统内容1.1工作原理从之前的研究工作开展过程中可以看出，绝缘子表面泄漏电流I和污闪电压U之间存在密切关系，具体表达式如下：该式中，f代表绝缘子的形状系数;I代表绝缘子表面的泄漏电流，单位为mA;U代表污闪电压，单位为kV。
从之前的实践经验中可以看出，整个绝缘子表面泄漏电流最大值和污闪电压之间存在负幂指数关系。
所以说，人们可以借助于绝缘子表面泄漏电流情况，对绝缘子中的污闪电压值进行预测，帮助工作人员对线路实际运行情况进行全面掌握。
除此之外，工作人员还可以借助于实测泄漏电流和线路之中的实际运行电压情况，将绝缘子表面电导情况展示出来，并确定绝缘子表面的等值盐密。
1.2系统构成第一，前端传感系统。
整个前端系统主要包括电流传感器、相关接入模块等等，通过该系统作用，可以帮助工作人员对安装环境的温度和湿度进行了解，并将绝缘子泄漏电流值展示出来。
一般来说，电流传感器主要利用的是差分电阻分段测量原理，能够对0.1mA到5A范围内的泄漏电流尽心测量。
此时，传感器中的采样频率为5kHz，具体测量误差可以控制在3%以内。
第二，主机。
主机的构成主要包括数据处理模块、电源模块以及通信模块等等，主要作用就是将前端传感器测量得到的电流和温度等数据传递到后台检测维护平台上，所使用的传递技术为GPRS技术。
电力电缆绝缘监测系统探析
【 关键词 】 绝缘监测 ； 微 处理器 ； 电流传感器 ； 后 台诊 断
【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ７ ５ ５
【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章编 号】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ０ — ０ １ ４ １ — ０ ２
ｌ 刖
舀
３ 电力 电缆在线监测系统分析
环境 因素（ 电场、 磁场 ） 、 自然环 境 因素 （ 温度 ， 湿度 ） 以 及 其 他
Ｒ、 Ｃ及 ｆ 将 有如 下 关 系
未 知 的 影 响 ，均 会 导 致 实 际 的 电缆 接 地 电流 的基 波 有 效 值 将
不 会 是 一 恒 定 常数 ， 而是 波动 值 。
ｉ ＝ ｕ ， （ Ｒ ＋
我 们 将 电 容及 电 阻并 联 组 成 的 电路 网 络 看 成 一 个 等 效 电
阻 Ｒ 及 电容 Ｃ组 成 的模 型 （ 如 图 １所 示 ） 。 则 接 地 电流 ｉ 与 Ｕ、
图 ２ 电缆在线监测系统 结构 图
不过 需要 注 意 的是 ， 系统 当前 运 行 状 态 （ 电压 波动 ） 、 运 行
度 对 电容 量 Ｃ的 变 化 非 常敏 感 。 用 同样 的方 法分 析 可 知 ． 三护 层 的 缺 陷状 况 ．
并 且 其 灵 敏 度 明 显 高于 检 测 单 相 电缆 接 地 电容 电流
图 １导体与金属屏蔽层 间等效 电路 图
当 电缆 整 体 老 化 或 受 潮 时 。 分 布 参 数 Ｃ将 均 匀增 大 ． Ｒ 将
均 匀减 小 。 而对 于 同 一 电缆 来 说 ， 运 行 电压 Ｕ及 频 率 ｆ 则 相 对
稳 定 。由 式 （ １ ） 可见 ， 接 地 线 电 容 电 流 ｉ必 然会 增 大 。 增 大 的 幅
高压绝缘设备在线监测系统
高压绝缘设备在线监测系统随着电力工业的发展，高电压大容量输高压设备逐步增多，对其设备进行在线检测势在必行。
为进一步推广应用绝缘设备在线检测技术，将这项工作实用化并满足电力运行的安全要求，主要用于检测50万伏高压设备的绝缘，也可以用于监测中、低压电气设备的绝缘。
目前国内采用的在线监测方法多是在零线中串入电阻或电容，以取得漏电信号，断开零线、串入电阻电容，有种种不便，且存在一定危险。
为保证监测安全，监测时不更改一次设备的接地线是理想的监测方法。
标签：高压绝缘;设备在线;监测系统引言电气设备的在线监测作为电力设备绝缘设备的发展趋势.以其实时不问断监测和能及时发现电力设备绝缘隐患的优点，已被越来越多的电力运行部门所采用.目前同内有很多厂家进行了相关产品的开发，井在一些超高压高压站投入使用，积累了一定的经验.但由于技术原因还存在某些缺陷。
1 高压设备绝缘设备中应用在线监测的意义在线监测技术经过几年的快速发展，其应用效果已经得到广泛认可和全面验证。
在线监测技术通过多种传感器和数据采集设备，实现变电设备工作情况的全方位监控，智能化的在线监测设备还能将采集到的数据与设定值进行比对并调节，初步实现了变电设备自修复和自调整目标。
另外，变电设备一旦发生故障，造成的经济损失往往较大，使用在线监测技术记录和监测设备使用的全过程，一旦发生故障，设备故障之前的运行数据能够为技术人员提供故障分析与故障排除的基础数据和分析依据，大大降低设备维修时间[1]。
2.设备信息的收集以及分类2.1设备信息的分类智能电网中，与电气设备相关的所有信息包括波形、声音，图像应该是以数据的形式提供。
为了便于收集和处理，一次设备的数据被分为五种：基础数据、操作数据、测试数据、在线监测数据、缺陷数据和事故数据。
基本数据是静态的，这是一次设备的基本参数，其他数据是动态的。
反映设备的操作条件的数据包括：电压、电流、断路器动作次数等。
测试的数据包括：充电测试数据、常规测试数据和诊断试验数据，这些事由专业仪器获得的数据。
铁路客车DC110V绝缘检测系统综合试验装置的研制及应用
铁路客车DC110V绝缘检测系统综合试验装置的研制及应用发布时间：2023-02-07T03:08:53.383Z 来源：《福光技术》2023年1期作者：张宏宇房世超吴有亮李勇[导读] 目前我国铁路DC600V供电25G、25T型空调客车已成为主型客车，包括新型复兴号集中动力动车组同样采用DC600V供电方式。
中国铁路呼和浩特铁路局集团有限公司包头车辆段内蒙古包头 014010摘要：目前我国铁路DC600V供电25G、25T型空调客车已成为主型客车，包括新型复兴号集中动力动车组同样采用DC600V供电方式。
DC600V供电客车干线供电系统分为两个部分，一是DC600V动力电源，二是DC110V控制及应急电源，由每节车辆下部充电机和DC110V蓄电池通过贯穿全列的DC110V干线提供。
DC110V供电系统由充电机将DC600直流电变换成DC110V直流电，给本车DC110V蓄电池组充电，向轴温报警装置、行车安全监控诊断系统、烟火报警装置、防滑器、照明系统等负载供电，向电气装置提供控制用电，并为DC110V干线供电。
本文通过对铁路客车DC110V绝缘检测系统综合试验装置，实现对DC600V供电25G、25T型空调客车DC110V绝缘检测系统的综合试验，填补了对该项工艺落实的空白，弥补了安全漏洞。
关键词：DC110V控制、绝缘检测系统1 研制背景目前我国铁路DC600V供电25G、25T型空调客车已成为主型客车，包括新型复兴号集中动力动车组同样采用DC600V供电方式。
DC600V供电客车干线供电系统分为两个部分，一是DC600V动力电源，由机车通过车辆端部DC600V电力连接器为全列提供；二是DC110V 控制及应急电源，由每节车辆下部充电机和DC110V蓄电池通过贯穿全列的DC110V干线提供。
DC110V供电系统由充电机将DC600直流电变换成DC110V直流电，给本车DC110V蓄电池组充电，向轴温报警装置、行车安全监控诊断系统、烟火报警装置、防滑器、照明系统、信息显示系统、影视系统、广播系统等负载供电，向电气装置提供控制用电，并为DC110V干线供电。
6KV绝缘在线监测装置
▪ 使用环境相对湿度：≤85%。
面板说明
仪表的投退
▪ 打开装置总电源于”On”处。表头下方对应的绿灯指示灯亮，表示总电源 开启（图）。
▪ 表头下方对应的绿色指示灯亮表示该仪表未投入运行，红色灯亮为投入运 行。
▪ 各电机对应仪表投入运行：打开此表对应的单独旋钮。对应表下面的红色 指示灯亮，表示可投入运行。
▪
修改 / 删除操作：选中某个
需要修改/删除的用户，按下修改/
删除按钮即可完成。
谢谢观看 2012年10月24日
▪ 对所测得的微安电流采用了硬件运算放大的方法，换算成绝缘电阻， 提高了抗干扰能力。
▪ 由于本系统采用了多点数据采集，远传到后台计算机集中处理的模 式，实现了绝缘水平变化追忆、打印制表、和一画面显示多点数据 的功能。
性能指标
▪ 显示：测量的绝缘电阻值，以3.5位LED数字显示
▪ 报警：仪器面板数码按钮可设定报警范围，当被测阻值小于整定值时，监控仪有红 灯亮及无源开关量常开触点输出。
灯灭，表示此仪表监控已经退运。
注意事项
▪ 此报警为连续报警，如果有连续声光报警，表示仪表进 入警戒状态。
▪ 退运表头报警灯亮的仪表，解除报警。 ▪ 合接地刀前请把高压电机绝缘水平在线监控仪停电。 ▪ 打开后门测绝缘前请把高压电机绝缘水平在线监控仪停
电
软件平台
两个机柜，一台20台仪表，另一台18台仪表 38台仪表监测值通过485通讯电缆集中到监控室 显示仪表当前检测到的数据：泄漏电流/绝缘电阻
▪ AGJK型高压电力系统绝缘水平在线监控仪采用直流叠加法将 1500V直流电压通过三个电阻连续加在三相高压系统上，然后接成 “Y”型，将三个电阻的中性点接入监控仪进行采样（见附图）。
高压设备绝缘状态在线监测系统简析
概述 一 、
目前 ， 我国变电站电气设 备 的 检 测 工 作 ， 主要仍是依据《 电气设备 预防性试验规程 》 的要 求 定 期 进 行 预 防 性 试 验 。 根 据 试 验 的 结 果 来 判 断电气设备的运行状态 ， 从而确定其是否能继续投入运行 。 ， 我局的各个变电站每年 还 重 复 着 “ 春 检” 和“ 秋 检” 由于我局供电 检测周期长 ， 因 此 浪 费 了 大 量 的 人 力、 物 力。 但 这 种 传 统 检 范围较广 ， 修方式随着我局电力系 统 的 大 容 量 化 、 高电压化和结构复杂化表现出 很大的局限性 。 主要表现 在 以 下 几 个 方 面 ： 整个预试试验需要停电进 行 。 对经济生活带来不利的影响 ； 在某些情况下由于系统运行的要求， 一些电力设备无法停电 来 进 行 预 防 性 试 验 ， 往往造成漏试或超周期预 试， 这就很难保证及时 发 现 设 备 存 在 的 缺 陷 。 预 防 性 试 验 周 期 长 。 预 在设备带电运行的过程中如果出现设备缺 防性试验周期通常为一 年 ， 陷， 很有可能将原本可以解决的设备缺陷发展成为设备故障， 从而造成 重大事故和财产损失 。 试验过于集 中 。 电 力 系 统 的 预 防 性 试 验 主 要 集 中在每年 ２、 任务强度大， 难以保证对每台设备进行仔细 ３个月中进行， 分析 ， 作出比较 科 学 的 诊 断 。 试 验 电 压 低 ， 分析得出的结论值 的试验 、 随着系统 得讨论 。 传统的预防性试验通常在 １ ０ ｋ Ｖ 以下的电压下进行 ， 电压的升高 ， 这种试验 电 压 同 设 备 的 实 际 运 行 电 压 差 距 越 来 越 大 。 然 而， 在低电压 下 很 多 设 备 潜 在 隐 患 是 不 容 易 被 发 现 的 。 试 验 投 入 大 。 每个站的每台设备定期 做 预 防 性 试 验 需 要 投 入 大 量 的 人 力 和 设 备 ， 在 缩短预试周期， 将耗 保证电 力 系 统 安 全 的 前 提 下 势 必 要 增 加 预 试 次 数 、 费掉大量有限的资源 。 基 于 以 上 原 因 ， 很显然单靠传统的预防性试验 已经不能满足电力系 统 飞 速 发 展 的 要 求 。 为 了 确 保 电 力 系 统 的 安 全 ， 最大限度降低设备事故 率 ， 一种新型的高压设备在线监测系统让我们 受到了启发 。 高压设备在线监测系统 就 是 针 对 高 压 电 气 设 备 的 绝 缘 状 态实行带电实时监测的一个系统 。 这 套 系 统 能 够 准 确 测 量 各 种 电 气 绝 缘参数 ， 根据设置的定值判断高压电气设备的绝缘状态， 可以减少预试 内容 、 延长预试时间 、 实时 真 实 反 应 绝 缘 状 况 ， 是定期预检方式的有力 补充 。 从发展的 趋 势 看 在 线 监 测 系 统 将 逐 步 替 代 设 备 定 期 预 防 性 试 验， 并实施状态监测和状态检修， 这对于保证电力设备的可靠性运行和 降低设备的运行费用是十分有意义的 。 。 Ｉ ｒ 连 续 监 测 高 压 断 路 器 。ａ 断 １． ６在 线、 ． Ａ、 Ｂ、 Ｃ 三 相 分 断 电 流 。ｂ． 路器触头电 寿 命 监 测 。ｃ 断 路 器 开 断 次 数 。ｄ 断路器分合闸时间监 ． ． 分合闸线圈的电流波 形 。ｆ 辅 助 节 点 动 作 波 形 。ｇ 储能电机线 测 。ｅ ． ． ． 圈电流波形 。ｈ． 储能电机辅助节点动作波形 。 连续监测设备运行环境 。ａ 环境温度监 测 。ｂ． 环境湿度 １． ７ 在线 、 ． 监测 。 报警功能 。 １． ８ 数据显示 、 １． ９ 设备状态分析诊断功能 。 分析和诊断系统软件的功能和特点 。 ２． ２． １ 设备台账管理功能 。 对 变 电 站 内 的 设 备 数 据 信 息 进 行 分 类 管 理 ２． ２ 数据库管理功能 。 ２． ３ 打印功能 。 各 设 备 的 监 测 数 据 。ｂ． 高 压 开 关 的 位 置 状 态。 ２． ４ 显示功能 。ａ ． 设备运行环境温度 、 湿度 。ｄ 各类告警信息 。 ｃ ． ． 某时 段 监 测 的 数 据 。ｂ． 某时段设备漏电流的变 ２． ５ 查询功能 。ａ ． 化曲线和诊断结果 。ｃ 某时段设备介 质 损 耗 和 介 质 损 耗 变 化 的 变 化 曲 ． 某时段 变 压 器 夹 件 泄 漏 电 流 变 化 曲 线 和 诊 断 结 果 。 线和诊断结果 。ｄ ． 某时段变压器铁心泄漏电流变化曲线和诊 （ 上转第 ３ ｅ ． ７ ６页） ３ ８ １
绝缘在线的原理
绝缘在线的原理绝缘在线的原理是通过在线监测设备对绝缘系统进行实时检测和监控，以确保电力系统的运行安全和可靠性。
绝缘系统常常由绝缘材料和绝缘支持结构组成，用于阻止电流通过导体与导体之间或导体与地之间的直接通道。
绝缘系统的功效在于保持电路元件和设备之间的电离状态，防止电流的短路和漏电，从而确保电力系统的正常运行。
绝缘在线系统的工作原理主要包括以下几个方面：1. 电压测量：绝缘在线系统通过检测设备安装在绝缘体上的电压，实时测量绝缘材料和支持结构的电势差。
如果绝缘材料发生故障，例如出现电晕放电、击穿或漏电现象，电压测量器会立即检测到电位差的变化，并向监控系统发送报警信号。
2. 电流测量：绝缘在线系统还可以通过检测绝缘体表面的电流来监测绝缘系统的状态。
当绝缘材料破裂或出现漏电现象时，电流将通过绝缘体表面流过，形成电流回路。
通过在线电流传感器对电流进行实时监测，可以及时发现绝缘材料故障，避免电路短路和其他安全隐患。
3. 温度测量：绝缘在线系统通常还会配备温度传感器，用于测量绝缘材料和支持结构的温度。
温度是影响绝缘系统性能的关键因素之一，过高的温度会导致绝缘材料变质、老化和破裂，从而降低绝缘系统的绝缘性能。
通过实时监测温度，可以及时发现绝缘材料过热的情况，并采取相应的措施进行修复或更换。
4. 数据分析与处理：绝缘在线系统还包括数据采集和处理模块，负责收集、存储和分析绝缘系统的实时数据。
通过对数据进行分析和处理，可以及时发现异常情况、预测潜在故障，并提供相应的操作建议和维修方案。
通过数据分析，可以实现对整个电力系统的有效管理和优化调度，提高系统的稳定性和可靠性。
总之，绝缘在线系统通过实时检测和监控绝缘系统的电压、电流和温度等参数，以及通过数据分析和处理，实现对绝缘系统运行状态的全面监测和评估。
它能够及时预警绝缘材料的故障和老化现象，提高绝缘系统的运行效率和可靠性，确保电力系统的安全运行。
高压电力系统绝缘状态在线监测技术的研究与应用
高压电力系统绝缘状态在线监测技术的研究与应用摘要：本文分析了高压电力系统绝缘状态在线监测技术的研究意义，并根据某电厂的实际条件，详细介绍了在线监测系统的主要技术内容及工作原理。
关键词：高压电力系统绝缘状态在线监测1、引言某电厂为电铝企业自备、综合利用火力发电厂，在其所有设备中，高压电气设备约占设备总量的40%，一旦出现故障将直接影响电厂的安全经济运行，因此要加强高压电气设备的维修和预控。
根据相关标准，公司对高压电气设备进行了定期预防性试验，判断绝缘老化状态，但仍存在因漏报、误报等原因导致故障发生。
因此，需要采用在线监测及诊断技术，实现实时、准确的工况检测，及时发现潜伏性故障。
目前常用的检测方法有火花叉法、小球放电法及激光多谱勒振动法等，这些方法要么精确度较低，要么费用较高、操作复杂，在应用过程中效果并不理想。
2、绝缘状态在线监测技术的研究意义电力系统事故的最终表现均为绝缘破坏，因此，为确保系统安全运行，运行和检修人员必须掌握电气设备的绝缘状况。
传统的检测方法，通常是在系统和设备停运后人工用兆欧表进行绝缘数据测试，定期监测热（冷）备用设备，并以此来判断设备的绝缘状态，决策其能否投入运行。
这样的做法显然是被动且有一定盲目性的，而且仍不能避免和减少绝缘事故的发生。
因此，针对该电厂6kV不接地系统及发电机现状，开展高压电力系统绝缘状态在线监控技术研究，监控运行及备用中高压设备的绝缘电阻，防止设备因绝缘缺陷引发事故，从而及时采取措施，避免事故的发生，其意义在于以下三个方面：（1）研究高压电气设备在线绝缘测试，可实现在线或离线测试高压设备的绝缘电阻，及早发现绝缘缺陷，杜绝事故的发生；（2）能确保高压电力系统的安全运行，实现自动控制，能有效节约能源、人力、物力；（3）防止人员误操作或设备故障，造成设备的损坏。
3、在线监测系统的主要技术内容本高压电力系统绝缘状态在线监测系统的核心元件为上海中联公司研发的GJK监测仪，其核心技术是实现了将直流电源由50V提高到1500V后在高压电力系统中的监测应用。
在线绝缘监测装置概要
时，万用表档位短时切过至“低电阻”档位，造成
跳闸回路的一点接地。
结论
• 本站直流系统的电压偏移及波动现象，均由在线
绝缘装置引起：
• 装置内故障，平衡桥烧坏，导致电压偏移。
• 装置设计原理不合理，导致电压波动。
QDA--300在线绝缘监测装置
基本原理简图 主机检测母线电压、正负极绝缘电阻等并进行异常告警，通 过RS485与选线模块及上位机通讯。选线模块在接收到主机 选线信号后，开始选线，并将选线结果告知主机
主要功能
• ◆准确监测直流系统各种接地故障（单极、两极、多点、蓄
电池组接地、压差）并进行支路选线 • ◆准确监测交流窜入直流系统故障并进行支路选线 • ◆准确监测各种直流窜电故障（同极、异极、两极）并进行 支路选线 • ◆故障支路选线准确率100% • ◆可对装置自身的各种故障进行自检并进行故障告警
• 现场检查一次设备未见异常；对侧线路保护未动作，设备
正常 • 2.故障前设备运行状况 • 故障当日线路RCS-931BM型微机保护（所有出口压板、光 纤远跳压板、光纤纵差保护）退出运行，进行保护改定值 工作，PSL-603GC保护正常运行。
3.保护动作及录波情况
• • • • 在本次事故过程中，线路两套保护重合闸均正确动作，在发生 单相跳闸后重合成功。 保护动作情况： 线路开关发生A相单相跳闸后，重合闸最快804ms动作， 901ms 开关重合成功。 保护动作报告：
在线绝缘监测装置内部原理分析 • 平衡桥方式
• 双桥方式 • 乒乓桥方式
绝缘监测装置查找原理之平衡桥方式
绝缘监测装置查找原理之双桥方式
电网电缆绝缘在线监测系统设计
㊀２０２１年㊀第３期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２１㊀Ｎｏ．３㊀基金项目：教育部产学合作协同育人项目（２０１９０１００９０３８）收稿日期：２０２０－０３－２７电网电缆绝缘在线监测系统设计罗㊀乐１，汪金刚２（１．成都工业学院电子工程学院，四川成都㊀６１１７３０；２．重庆大学电气工程学院，重庆㊀４０００４４）㊀㊀摘要：电缆由于长期暴露在环境中老化会存在重大安全隐患，开发一种在线绝缘监测系统㊂利用交流低频叠加作为测量激励信号，通过频率测量电路㊁信号源电路和５０Ｈｚ的带通电路搭建硬件平台，利用频率测量程序㊁绝缘电阻计算程序可以输出电缆的绝缘电阻值，并且降低终端和被检测电缆对测量精度的影响㊂最后利用实测标准线缆数据验证绝缘电阻监测值符合实际绝缘特性，并且绝缘电阻检测精度可以在５％以内㊂关键词：电缆；绝缘电阻；嵌入式；在线监测中图分类号：ＴＰ２１６㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２１）０３－００６３－０４Ｏｎ⁃ｌｉｎｅＩｎｓｕｌａｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＰｏｗｅｒＧｒｉｄＣａｂｌｅｓＬＵＯＬｅ１，ＷＡＮＧＪｉｎ⁃ｇａｎｇ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｅｎｇｄｕＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１１７３０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｂｌｅｓｃａｎｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｓａｆｅｔｙｈａｚａｒｄｓｄｕｅｔｏｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｏｎｌｉｎｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍｏ⁃ｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ＵｓｉｎｇＡＣｌｏｗ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎａｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌ，ａｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓｂｕｉｌｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ，ｓｉｇｎａｌｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄ５０Ｈｚｂａｎｄ⁃ｐａｓｓｃｉｒｃｕｉｔ．Ｕｓｅｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｅａｓ⁃ｕｒｅｍｅｎｔｐｒｏｇｒａｍａｎｄｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ，ｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｃａｂｌｅｗａｓｏｕｔｐｕｔ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｔｅｒｍｉｎａｌａｎｄｄｅｔｅｃｔｅｄｉｍｐａｃｔｏｆｃａｂｌｅｓｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｓｔａｎｄａｒｄｃａｂｌｅｄａｔａｗａｓｕｓｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈａｔｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｖａｌｕｅｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｎｄｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｃａｎｂｅｗｉｔｈｉｎ５％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅ；ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ；ｏｎ⁃ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ０㊀引言电网系统的线缆全部暴露在自然环境中，长时间的暴晒和雨淋等环境因素会造成电缆腐蚀［１］，由于电网都为高压电，电缆内部会局部放电而击穿绝缘电缆㊂传统检测方式是停止供电，然后用绝缘表等仪器测量［２］，在线监测的方式可以避免供电站停止供电，也可以提前定位绝缘线缆的动态故障㊂１㊀信号叠加法目前电缆绝缘在线监测方式有局部放电法㊁电磁叠加㊁红外扫描㊁低频叠加法等㊂局部放电法可能会二次损坏导线［３］，使绝缘良好的导线漆皮出现隐藏故障，电磁叠加由于是连接在导线两端，只能定位整个导线的性能，当出现小缺陷时并不能定位故障位置㊂本监测系统叠加低频信号，三相电源中叠加低频信号不会对原系统造成影响，检测原理见图１，监测系统产生的低频信号通过绝缘电阻和寄生电容形成的回路产生电压向量［４］，通过分析电压向量计算出线缆的绝缘电阻㊂图１㊀叠加信号检测原理２㊀电网电缆的绝缘在线监测硬件电网电缆的绝缘在线监测系统如图２所示，包括信号输入㊁信号调理电路㊁ＤＳＰ信号处理㊁人机交互等部分，传感器读取的电压信号需要经过检测㊁调理和采集，在硬件检测部分比较重要的是信号调理电路，包括带阻电路㊁信号源电路和频率测量电路３部分，带㊀㊀㊀㊀㊀６４㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＭａｒ．２０２１㊀阻电路主要作用是滤除工频５０Ｈｚ的无效信号，信号源电路用于产生低频信号并叠加到三相电缆中［５］，频率测量电路用于分析电压向量㊂图２㊀电网电缆的绝缘在线监测系统２．１㊀带阻电路由于在电网的三相电缆中５０Ｈｚ的交流电源信号最多，工频信号对低频有效信号造成的干扰最严重，为了抑制噪声信号需要设计带阻滤波电路［６］，具体电路见图３㊂输入信号ＩＮ后面连接了一个二阶带阻滤波电路，其中Ｒ４７８㊁Ｒ４７９㊁Ｒ４８０㊁Ｃ３８５㊁Ｃ３８６㊁Ｃ３８７６个器件可以计算出滤波器的截止频率，Ｒ４８０可以等效为２个３３ｋΩ的电阻并联，Ｃ３８７等效为两个１００ｎＦ的电容并联，因此滤波器可以等效为对称式［７］，电路的截止频率为２πＲＣ，计算结果为５０Ｈｚ，后面的运算放大器为２倍的差分放大电路㊂图３㊀带阻电路２．２㊀信号源电路信号源电路主要用于产生１０Ｈｚ的低频脉冲电压信号，信号的输入为工频交流信号，产生的低频信号源叠加到电缆后用于检测绝缘电阻［８］，具体电路如图４所示㊂Ｓ＿Ｌ和Ｓ＿Ｎ为交流电压的输入信号，先经过整流桥电路Ｄ５５ Ｄ５８，整流后输出为直流信号，并联一个Ｃ３８８的电容可以平滑直流电压纹波，ＩＧＢＴ用于逆变输出一个频率可调的交流电路，由于开关频率和输出电压都不是很高，在栅极和射极之间的寄生电容可以忽略不计，为保证低频信号的有效，在逆变电路上并联一个ＬＣ低通滤波器㊂逆变电路后面连接了一个隔离变压器，隔离变压器后面连接一个光耦驱动电路，驱动电路的输出为＋５Ｖ脉冲电压㊂图４㊀信号源电路２．３㊀频率测量电路绝缘在线监测系统中，靠硬件采集电路采样输入高速信号［９］，单纯靠信号调理电路和高速Ｉ／Ｏ口采集的信号会出现延时和丢脉冲，因此加入频率测量电路，主要功能是保证测量精度和过零点的起始点检测，具体电路如图５所示㊂当低频信号和工频都进入ＩＮ引脚时，有信号噪声峰值时在经过零点时会转变为电平信号，通过检测电平信号脉冲频率就可以测量出信号周期，ＩＮＡ－输入低电平参考信号，ＩＮＡ＋为线缆输出的混合信号㊂３㊀软件绝缘在线监测系统的软件系统包括频率测量程序和绝缘电阻计算程序，频率测量是为了识别采集的有效电压向量，绝缘电阻计算是对提取的特定频率信号计算转化为绝缘电阻值㊂图５㊀频率测量电路３．１㊀频率测量程序在信号源中只有工频和注入１０Ｈｚ２种频率，硬件电路滤除工频信号后只剩有效信号，但是信号源在逆变过程中及采集过程中频率不会做到绝对精准［１０］，如果直接由采用的频率计算必然会造成频率误差，因此对采集的电压向量信号先要进行频率转化，具体程序见图６，系统上电后先要初始化和启动定时器１和２，开始捕获单元１即第１个脉冲上升沿，定时器开始㊀㊀㊀㊀㊀第３期罗乐等：电网电缆绝缘在线监测系统设计６５㊀㊀捕捉第２个上升沿并比较，如果确认是１个脉冲后把中断标志位置位，同时对定时器２加１个脉冲数量，同理补充多个脉冲后判断是否结束１个周期，根据采集的脉冲数就可以计算出信号的周期和频率㊂图６㊀频率测量程序３．２㊀绝缘电阻计算程序绝缘电阻计算程序的作用是对采样数据进行计算，先对数据进行转化分解，再根据转化的数据计算线缆绝缘电阻［１１］，具体流程见图７㊂系统上电后先要初始化，再利用均方根法去除异常的采样数据，删除的数据用插值法补齐，对电压信号进行傅里叶变换后分离出实部和虚部，根据两个值计算出电缆的绝缘电阻值，为提高计算效率，数据处理程序放在主程序中，傅里叶变换程序为系统库函数㊂图７㊀缘电阻计算程序将三相电缆分别简化为单相电缆模型，计算模型需要按照图８分解，Ｌｄ为电抗器等效电感模型，Ｌｘ为电缆等效阻抗模型，Ｃ为线缆对地线的分布电容㊂按照等效电路将电缆阻抗用计算模型等效为Ｚ＝ｊωＬ＋Ｒʊ（１ｊωＣ）（１）式中：ω为信号发生电路产生的频率，ω＝１０Ｈｚ，Ｌ为电缆的等效感抗；Ｒ为电缆２０ħ的单位铜线阻值；Ｃ为三根电缆对地分布电容㊂图８㊀电网电缆等效电路图４㊀绝缘在线监测系统的试验验证电网电缆的绝缘在线监测系统需要在２个重要的方面进行验证，一是要抑制工频干扰信号，二是要验证不同电缆绝缘电阻的精度㊂前期均在实验室环境中完成绝缘在线检测系统的验证，如图９所示，采用８ｋＶ三相动力线缆，该线缆长度为５ｍ，用示波器采集线缆中信号同步验证硬件信号采集部分，设定在线监测系统信号源工作电压为１５Ｖ，三相线缆连接到三相程控电源上㊂图９㊀实验室测试环境４．１㊀频率波特图采集带阻电路后的电压信号，为了区分电压信号是否抑制工频干扰信号，用工频信号源验证系统［１２］，先对信号进行傅里叶变换，得到频率波特图，如图７所示㊂衰减频率可以准确地落到５０Ｈｚ内，由于元器件的精度和温度漂移等原因造成在４０ ６０Ｈｚ会有不同程度的衰减，衰减幅值可以达到６５ｄＢ，但此电路在１０Ｈｚ没有衰减，也可以满足系统设计要求㊂图１０㊀频率波特图４．２㊀绝缘电阻误差分析由于电网电缆电磁干扰和地线之间的分布电容等原因，造成干扰信号导致测量误差，用系列标准线缆来验证电缆的绝缘电阻，可以更加准确地验证系统精度，具体结果见图１１㊂标准线缆绝缘电阻在０ １６０ｋΩ㊀㊀㊀㊀㊀６６㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＭａｒ．２０２１㊀之间，电阻值比较小时测量的相对误差比较大可以达到５％，随着阻值增加误差减小并趋于平稳在２．５％左右，而实际电网线缆的绝缘电阻值在几十ＭΩ左右，监测系统精度可以满足要求㊂图１１㊀绝缘电阻误差结果数据结果传递到信号上位机中显示，人机交互界面如图１２所示㊂本系统可以同时监测６条线缆，在绝缘电阻为９９９９ＭΩ时表示系统绝缘状态良好，历史查询界面可以读取所有的绝缘电阻数据㊂图１２㊀电缆绝缘的人机交互界面５㊀结论本文设计了一种电网电缆的绝缘在线监测系统，采用叠加低频信号测试电缆绝缘电阻，首先分析叠加信号检测原理，然后对频率测量电路㊁信号源电路和５０Ｈｚ的带通电路搭建硬件设计，开发频率测量程序㊁绝缘电阻计算程序，最后利用现场实测数据验证测量的绝缘电阻符合实际绝缘特性，并且绝缘电阻检测精度可以达到５％以内㊂参考文献：［１］㊀王宏伟，张利民，姜建平，等．特高压站避雷器泄漏电流在线监测和分析系统［Ｊ］．电瓷避雷器，２０１９（６）：６７－７２．［２］㊀郑文迪，周腾龙，邵振国，等．模块化多电平换流器ＩＧＢＴ状态参数在线监测方法［Ｊ］．电测与仪表，２０２０，５７（２２）：１２０－１２５．［３］㊀张兴刚，闫秋羽，陈鹏，等．基于振动法的建筑墙体装饰抗震裂综合设计研究［Ｊ］．地震工程学报，２０１９，４１（６）：１４９９－１５０５．［４］㊀杨微．断裂带首波研究进展［Ｊ］．地震工程学报，２０１９，４１（６）：１４０７－１４１８．［５］㊀李嘉明，陈曦，郝一帆，等．电缆线路中操作过电压主导频率的确定方法研究［Ｊ］．电网技术，２０１９，４４（７）：２７８５－２７９３．［６］㊀张超，杜博超，崔淑梅，等．电动汽车高压系统绝缘状态在线监测方法［Ｊ］．电工技术学报，２０１９，３４（１２）：２６５７－２６６３．［７］㊀郭金明，覃秀君，李婧．探究酸碱性环境对电缆绝缘老化的影响［Ｊ］．绝缘材料，２０１９，５２（５）：５０－５３．［８］㊀赵世林，周凯，何珉，等．冲击电压下电缆的介电响应特性与绝缘状态评估［Ｊ］．高电压技术，２０１９，４５（４）：１２９７－１３０４．［９］㊀邱日强，朱峰，高晨轩．铁氧体磁环对场线耦合感应电流的抑制效果［Ｊ］．高电压技术，２０１８，４４（８）：２７３２－２７３７．［１０］㊀汪颖，卢宏，杨晓梅，等．堆叠自动编码器与Ｓ变换相结合的电缆早期故障识别方法［Ｊ］．电力自动化设备，２０１８，３８（８）：１１７－１２４．［１１］㊀刘益军，欧晓妹，李恒真，等．变压器油纸绝缘的回复电压法测试结果对比分析［Ｊ］．绝缘材料，２０１７，５０（１１）：５９－６２．［１２］㊀程运安，吴永忠，魏臻，等．电桥法电缆绝缘测试仪的设计及精度分析［Ｊ］．合肥工业大学学报（自然科学版），２００７（９）：１１１０－１１１２．作者简介：罗乐（１９７４ ），硕士，副教授，主要研究方向为电子技术与计算机应用㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｕｏｌｅ９１５＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ汪金刚（１９７９ ），博士，教授，主要研究方向为电磁测量与计算㊂（上接第５７页）［４］㊀ＶＡＬＬＥＲＹＨ，ＥＫＫＥＬＥＮＫＡＭＰＲ，ＶＡＮＤＥＲＫＯＯＩＪＨ，ｅｔａｌ．Ｐａｓｓｉｖｅａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｔｏｒｑｕｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｅｒｉｅｓｅｌａｓｔｉｃａｃｔｕａ⁃ｔｏｒｓ［Ｃ］／／２００７ＩＥＥＥ／ＲＳＪＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎ⁃ｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｂｏｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ．ＩＥＥＥ，２００７：３５３４－３５３８．［５］㊀ＺＩＮＮＭ，ＲＯＴＨＢ，ＫＨＡＴＩＢＯ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗａｃｔｕａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｈｕｍａｎｆｒｉｅｎｄｌｙｒｏｂｏｔｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２００４，２３（４／５）：３７９－３９８．［６］㊀ＢＩＣＣＨＩＡ，ＲＩＺＺＩＮＩＳＬ，ＴＯＮＩＥＴＴＩＧ．Ｃｏｍｐｌｉａｎｔｄｅｓｉｇｎｆｏｒｉｎｔｒｉｎｓｉｃｓａｆｅｔｙ：ｇｅｎｅｒａｌｉｓｓｕｅｓａｎｄｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｅｓｉｇｎ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ２００１ＩＥＥＥ／ＲＳＪＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎ⁃ｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｂｏｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ．ＥｘｐａｎｄｉｎｇｔｈｅＳｏｃｉｅｔａｌＲｏｌｅｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓｉｎｔｈｅｔｈｅＮｅｘｔＭｉｌｌｅｎｎｉｕｍ（Ｃａｔ．Ｎｏ．０１ＣＨ３７１８０）．ＩＥＥＥ，２００１：１８６４－１８６９．［７］㊀ＢＩＣＣＨＩＡ，ＴＯＮＩＥＴＴＩＧ．Ｆａｓｔａｎｄ ｓｏｆｔ－ａｒｍ ｔａｃｔｉｃｓ［ｒｏｂｏｔａｒｍｄｅｓｉｇｎ］［Ｊ］．ＩＥＥＥＲｏｂｏｔｉｃｓ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＭａｇａｚｉｎｅ，２００４，１１（２）：２２－３３．［８］㊀朱辉杰．优傲机器人：协作机器人市场已进入爆发期［Ｊ］．智能制造，２０１９（１０）：１３－１５．［９］㊀ＩＳＯＩＳＯ．ｒｏｂｏｔｓａｎｄｒｏｂｏｔｉｃｄｅｖｉｃｅｓ⁃ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｒｏｂｏｔｓ：ＴＳ１５０６６（２０１６）［Ｓ］．［１０］㊀刘洋，孙恺．协作机器人的研究现状与与技术发展分析［Ｊ］．北方工业大学学报，２０１７，２９（２）：７６－８５．［１１］㊀田志伟．协作机器人无传感器碰撞检测方法研究［Ｄ］．天津：天津大学，２０１８．［１２］㊀郑海峰．协作机器人安全测试方法研究［Ｊ］．电器与能效管理技术，２０１７（２４）：１６－１９．作者简介：靳励行（１９９３ ），博士研究生，主要研究方向为机械工程㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｉｎｌｉｘｉｎｇ１９９３＠１６３．ｃｏｍ通信作者：田野（１９８３ ），博士，讲师，主要研究方向为人机交互㊁智能机器人㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｔｉａｎｙｅ７２４８＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
电缆绝缘在线监测及故障定位 系统
上海蓝瑞电气有限公司CIM-II电缆绝缘监测及故障定位系统目录一、概述 (1)二、装置介绍 (1)1、工作原理 (1)2、功能介绍 (2)3、优势介绍 (3)4、技术指标 (4)5、配置介绍 (4)一、概述电线电缆是最常用的电力设备，同时也是出现绝缘故障概率最高的设备，由于电缆绝缘损坏直接导致线路相间短路、单相接地等重大事故，严重影响供电可靠性。
当电缆发生故障时，人工寻找故障点比较困难。
因此，对电缆绝缘状态进行在线监测及故障定位意义重大。
CIM-II电缆绝缘监测及故障定位系统是上海蓝瑞电气有限公司依托上海交通大学联合研制的，该系统由电缆绝缘在线监测装置和电缆故障智能测试仪组成。
电缆绝缘在线监测装置以改进的介损因数法+直流分量法为主，对电缆的绝缘情况给出预警，以便及时更换电缆，当电缆线路发生故障时，装置可在线辨识故障支路。
确定故障支路后，再通过电缆故障测试仪离线方式下精确定位故障点。
二、装置介绍1、工作原理1.1电缆绝缘在线监测装置（图1）根据国内外大量研究表明，电缆的绝缘老化过程是一个渐变的过程，通过绘制电缆介质因数的历史变化曲线，可以看出电缆绝缘老化趋势。
其基本方法是直接测量电缆护套接地电流和电缆对地电压，通过数字信号频谱分析方法分别计算出电缆的容性阻抗和阻性阻抗的大小，以改进的介损因数法+直流分量法分析绝缘状况，对于绝缘老化超限报警，绝缘故障线路选择。
因正常时容性电流远大于阻性电流，所以测量精度要求高，为保证监测的准确性，装置采用了以相对偏差和阻抗变化斜率为比较对象的方法，可有效屏蔽测量误差。
图1.电缆绝缘在线监测装置系统图1.2电缆故障智能测试仪（图2）电缆故障智能测试仪采用时域反射法，它可测试电力电缆的开路、短路、接地、低阻故障、高阻闪络、泄漏性故障以及电缆长度、埋地深度及走向。
图2. 电缆故障智能测试仪示意图2、功能介绍2.1电缆绝缘在线监测装置1)实时在线测量✧对电缆护套接地电流和相电压实时测量，通过数字信号频谱分析方法分别计算出电缆的容性阻抗和阻性阻抗。
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电力设备在线监测与故障诊断课程设计题目：电气设备绝缘在线监测系统专业：电气工程及其自动化班级：09电气2班学生姓名：王同春学号：0967130219指导教师：张飞目录摘要 (3)引言 (3)1 在线监测技术的发展现状 (3)1.1 带电测试阶段 (3)1.2 在线监测及智能诊断 (4)2 在线监测技术的基本原理 (4)2.1 在线监测系统的组成 (4)3 硬件设计 (6)4 电流传感器 (6)5 前置处理电路 (7)6 数字波形采集装置 (7)7 现场通信控制电路 (8)8 结语 (8)参考文献： (8)摘要: 绝缘在线监测与诊断技术近年来受到电力行业运营、科技部门的高度重视，应对其进行深入研究并开发应用。
在线监测系统主要是对被测物理量（信号）进行监测、调理、变换、传输、处理、显示、记录、等多个环节组成的完整系统。
随着传感器技术、信号采集技术、数字分析技术与计算机技术的发展和应用，使在线监测技术将向着更加准确、及时、全面的方向发展，使电气设备的工作更加安全可靠。
关键词: 电力系统；高压电气设备; 绝缘在线监测系统;引言在电网中，高压电气设备具有不可替代的作用，若其绝缘部分劣化或存在缺陷，就可能对电网设备的正常运行造成影响，进而引发安全事故。
而以往的设备检修和测试工作都是在电网设备运营过程中，通过定期停电的方式来完成的。
但这种检修方式也存在很多问题：①检修时必须停电，影响电网正常运营。
一旦碰到突发状况，设备不能停电而造成漏试，可能埋下安全隐患。
②由于测试程序繁琐、时间集中，且任务紧迫，工人的工作量较大，极易受人为因素影响。
③检修周期长，某些故障就极易在这个周期内快速发展，酿成大事故。
④测试电压达不到10KV，设备实际运营时的电压要比这个数值要大，同时因为测试期间停电，设备运营过程中关于磁场、温度、电场以及周围环境等情况无法真实的反映出来，因而测试结果不一定与实际运营情况相符。
高压电气设备随着电网容量的持续增大而急剧增加，以往的预防性测试及事故维修已无法保证电网的安全运营。
而且，因为高压电气设备的绝缘劣化是经过长时间累积的，在某些条件下，预防性测试已失去其应有的作用。
所以，实现高压电气设备绝缘实时、在线的动态监测，可通过局部推测整体，通过现象预测本质，由当前情况预测未来发展，无需卸设备逐一测试，符合现代化设备的生产、使用及维修的要求。
1 在线监测技术的发展现状在线监测技术的发展方面，高压电气设备的绝缘大致经过了两个阶段。
1.1 带电测试阶段自十九世纪七十年代开始进入带电测试阶段。
当时只是本着确保正常通电的的条件下直接测量电网设备中的部分绝缘参数。
这一阶段研发了很多专用的带电测试仪器，监测技术实现了由以往的模拟测试向数字化测试模式转变。
但设备构造简单，缺乏灵敏度，仍有部分参数无法测试。
到了八十年代，随着计算机信息处理、光纤、传感等新技术的研发，才真正实现了在线监测及诊断。
1.2 在线监测及智能诊断自九十年代以来，计算机技术不断普及和广泛应用，以计算机处理技术为主的微机多功能绝缘在线监测系统应运而生。
其有效整合了局部放电监测、泄露电流及介质损耗值监测、红外测温、超声波探测、油中溶解气体分析等多项监测技术，可对更多的绝缘参数进行在线监测。
近些年来，智能技术、数字信息技术快速发展，电网系统监测方面开始逐步运用小波分析、专家系统、神经网络和模糊理论等数据处理方式，经过全方位的分析和判断，可对设备绝缘缺陷进行准确定位，同时实现对电网系统的在线监测及诊断，并提出解决措施。
这种在线监测信息较大、处理速度快，能对系统参数进行实时的在线监测、打印、远传、存储、越线报警，监测过程逐步自动化。
目前，我国的电网容量持续增加，电压等级也随之大幅度提升，这对电网的安全运营提出了更高的要求，已显得尤其是必须加强对老旧设备绝缘作用的监测。
所以，该技术具有广阔的市场市场前景，还为状态维修工作的开展提供了可靠的数据源。
2 在线监测技术的基本原理2.1 在线监测系统的组成目前的在线监测设备通常分为硬件和软件两大块。
硬件电路包括传感器部分、前置处理电路部分、数字波形采集装置、现场通信控制电路等，它能实现信号的转换、放大、滤波、触发、采样等多种功能。
主要完成数据信号的采集、程控放大、滤波等功能。
软件部分根据所建立的数学模型，应用FFT 等分析方法，计算介损、局放、频率、电容、各次泄漏电流等物理量，存入数据库，作为分析故障可能性的判据。
在线监测系统一般由传感器系统、信号采集系统、分析诊断系统组成。
①传感器系统：主要用于信号采样及传输，由各种传感器和信号传输电缆组成。
传感器主要用于实现与一次运行设备的隔离，采集需要的传输信号传输给信号处理部分。
②信号采集系统：主要对采样信号进行处理并输入计算机，将传感器得到的模拟量转换为数字量进行传输，利用低通滤波、过零整形等数字滤波技术对采集到的信号进行滤波处理，消除输入信号中的直流成分和高频信号，抑制干扰，提取真实信号，并进行信号的还原。
③分析诊断系统：主要对采集到的信号进行分析、处理、诊断，得到所测电力设备绝缘的当前状况，根据电力设备绝缘监测的要求显示、储存所测量的各种数据、结果，必要时可打印出来，对超标准的设备提示报警，向上一级控制中心传输信息或接受命令(图1 为在线监测的基本流程框图)。
2.2 在线监测系统的主要监测对象和参数变电站高压电气设备绝缘在线监测系统主要监测对象有PT、CT、MOA、OY、CVT、TYD、变压器、电抗器等设备。
其监测参数见表如下：2.3 在线监测的一般功能2.3.1 设备运营时，对避雷器的容性电流、阻性电流的变化情况进行监测，以全面了解系统内部受潮、绝缘老化状况。
2.3.2 测量CVT、套管、电流互感器、耦合电容器等容性设备的介质损耗值、泄漏电流，对其内部受潮、绝缘老化等状况有大致的了解。
2.3.3 对充油设备绝缘油内部可燃性气体变的变化趋势进行监测，目的是了解设备内部是否存在放电、过热等问题。
2.3.4 检测阻抗的稳定性能，避免强电磁场对其产生的干扰。
2.3.5 通过专家分析系统，针对设备的绝缘性能进行智能判断。
2.3.6 远程传输经过系统处理后的数据，达到资源共享的目的。
3 硬件设计在线监测系统采用以软件分析为主的监测方法，硬件电路相对较简单，但由于容性电气设备的介损tan 值和MOA的阻性泄漏电流值均较小，因此，对于硬件电路的性能要求较高。
为提高测量的准确度和精度，需要采用具有高灵敏度、低温漂、高共模抑制比的硬件电路，以达到既能消除干扰又使信号不失真。
硬件电路包括传感器部分、前置处理电路部分、数字波形采集装置、现场通信控制电路等，它能实现信号的转换、放大、滤波、触发、采样等多种功能。
原理图如图2：图2 硬件系统框图4 电流传感器电气设备绝缘在线监测系统需要采集的信号有：①电容型设备绝缘泄漏电流，它包括电流互感器TA、电压互感器TV、耦合电容OY、电容式电压互感器CVT、变压器套管BUSH，它的范围从几十毫安到几百毫安，属电容性电流；② MOA避雷器的泄漏电流，它的范围从几百微安到毫安，属阻容性电流；③变压器铁心接地电流和变电站污秽泄漏电流，前者从几十毫安到安，后者从几毫安到几百毫安，都属于有功电流；④作用在各设备上的母线电压；⑤变电站环境温度、湿度。
由于这些信号的性质和大小不同，所需用的取样探头性能差异也较大，因此必须面向对象研制相应的电流传感器才能满足在线监测的要求。
5 前置处理电路对于绝缘监测的电流信号，由于不同的设备其电流幅值大小也不同；对同一设备，在正常运行和出现异常时，其电流幅值大小也不同。
当设备绝缘良好、清洁干燥时，流过设备末屏的电流较小；设备运行过程中，因受潮、绝缘老化等原因可能使流过设备末屏的电流增大。
在这种情况下，若硬件电路放大倍数固定不变，则无法满足测量要求，不利于准确测量。
A／D 转换器对输入的模拟信号的电平大小是有一定要求的，如0-2V，0-5V或一5～5V等。
为了减少转换误差，希望送来的模拟信号在A／D转换输入的允许范围内尽可能大，这就要求对采集到的信号的幅值进行必要的调整，选择合适的放大倍数。
电路由放大倍数可调的集成放大器、分压器，模拟开关，电压跟随器，同相比例放大器组成。
经传感器在现场采集的电压、电流信号不可避免地要受到来自外界的电磁干扰信号的影响，而传感器或放大电路本身也可能产生一些噪声信号，严重时待测信号将被淹没。
若直接将信号输入采样保持器，将使采样得到的数据出现误差，严重时甚至得不出正确的结论。
为此，需要对采集到的信号进行滤波处理，抑制杂散干扰信号，以提高系统的信噪比。
6 数字波形采集装置利用计算机对信号进行分析，必须要求有高精度的A／D 转换电路；同时，由于是同时对电压和电流信号进行同步采样，还需要为每路信号设计采样保持器。
因此，这部分电路需要实现频率跟踪、采样／保持、A／D转换等功能，具体结构框图如图3。
图3 数字波形采集装置图7 现场通信控制电路为了实现可靠的远距离数据传输，拟采用ICP的ND型RS-485通讯模式。
ND型S-485网络的信号传输方式类似于计算机网络总线通信方式。
所有ND 型控制模块下挂的信号集中箱体只有l根信号输出线，而所有的这种信号线最终都连接到一根主信号电缆上，这样不但结构简单明了，而且大大节省了信号电缆的敷设量。
实际应用时，选择ND 型模块作为系统的核心组件，除了考虑到RS-485网络运行的高可靠性外，还因为RS-485网络通讯仅需要2根一般的信号线，如双绞线，这就减少了主控室主机到现场控制电缆的敷设数量，简化了系统结构。
8 结语在线监测系统将成为电力系统最具潜力的技术之一，将以集中、高智能化、高精度为发展方向，实现电力系统管理的综合自动化。
高压电气设备绝缘在线监测可以实时掌握变电站内高压电气设备的绝缘状况，对提高设备运行维护水平，及时发现事故隐患，合理分配人力物力资源，减少停电事故有着积极的意义。
但是现如今，高压电气设备绝缘在线监测系统还不够完善，为此对其作如下展望：（1）在不断积累监测数据和诊断经验的基础上，发展人工智能技术，建立专家系统，实现绝缘诊断自动化；（2）不断提高监测系统的灵敏度和可靠性，如实现采样装置的快速响应和高灵敏度、高稳定度；（3）对系统的监测数据进行网络化、智能化的管理，以便有关人员对设备管理作出更加高效、准确的决策。
参考文献：[1]肖登明.电力设备在线监测与故障诊断[M].上海交通大学出版社,2005[2]苏树桐.高压电气设备绝缘在线监测技术浅析[J]. 机电信息,2011,30(312):33-35。