电气绝缘在线检测与故障诊断
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
b
1
)
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2
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1
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2
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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
(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。
电气化铁路避雷器绝缘在线监测与故障诊断
采用 高压 直流 发 生 器进 行 试 验 接线 （ 选 用 的试 验
设 备 额定 电压 应高 于被试 避 雷器 的直流 １ ｍ Ａ电压 ） ， 泄
作者简 介 ： 吴博（ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 汉族 ， 大学本科 ， 主要从事牵引供 电工作 。
１ ｍＡ电压 Ｕ １ ｍ Ａ， 及０ ． ７ ５ Ｕ １ ｍ Ａ 下 的泄 漏 电流测量
差不大 ， ， 故符合规程规定 。（ 根据规程规定 ０ ． ７ ５ Ｕ ，
下 的泄漏 电流 不得大 于 ５ ０ Ａ， 且 与初 始 值 相 比较不 应 有 明显变化 。如 试 验 数 据 虽 未 超 过 标 准 要 求 ， 但 是 与
３２
漏 电流 的增加 。电 流 中 的 阻性 分 量 急 剧 增加 ， 会 使 阀 片 温度上 升而 发生 热崩 溃 ， 严重时， 甚 至 引起 避雷 器 的
爆炸 事故 。
１ ． ２ 直流 Ｕ １ ｍ Ａ及 ０ ． ７ ５ Ｕ １ ｍ Ａ下的泄 漏 电流测定
（ 避 雷器直 流 。 电压 的数值 不 应该 低 于 Ｇ Ｂ １ １ ０ ３ ２中 的
工 业 科 技
２ ０ １ ３年 （ 第４ ２ 卷） 第 １ 期
电气 化 铁 路避 雷器 绝 缘在 线 监 测 与 故 障诊 断
吴 博
（ 呼和浩特铁路 局 供 电处 ， 内蒙古 呼和浩特 ０ １ ０ ０ ５ ０ ）
摘
要： 高压电气设备作为电气化铁路牵引供 电系统的基本 元件 ， 是保证牵引供 电系统可靠运行的基础 。一旦发 生故障 ，
优化 。智 能铁 路 供 电 自动 化 发 展 的一 个 重要 里 程 碑 ，
配电线路在线故障识别与诊断方法8篇
配电线路在线故障识别与诊断方法8篇第1篇示例：现代社会，电力已经成为人们生活中不可或缺的重要能源。
而在电力系统中，配电线路则起着至关重要的作用，它们承担着将电能从供电站输送到用户手中的重要任务。
配电线路在使用过程中也会出现各种故障，如果不能及时识别和排除这些故障，将给人们的生活和工作带来不便甚至危险。
配电线路在线故障识别与诊断方法显得尤为重要。
一、故障类型及原因分析在配电线路中，常见的故障类型包括短路、断路、接地故障等。
这些故障可能由于设备老化、外界破坏、操作不当等多种原因引起。
短路可能是由于导线接触不良、绝缘破损等原因导致的。
而断路则可能是由于导线腐蚀、松动等原因引起的。
接地故障则可能是由于设备漏电、设备接地不良等原因引起的。
二、配电线路在线故障识别方法1. 观察法：通过巡视配电线路，观察是否有导线破损、松动、设备损坏等现象，及时发现故障隐患。
2. 测试法：通过使用测试仪器对配电线路进行测试，例如绝缘测试仪、接地测试仪等，检测线路绝缘情况和接地情况，及时发现故障。
3. 数据分析法：通过对配电线路运行数据进行分析，比如电流、电压、功率等参数，发现异常数据，及时进行故障诊断。
4. 红外热像法：通过红外热像仪对配电线路进行扫描，发现线路热点，判断是否存在故障隐患。
三、配电线路在线故障诊断方法1. 故障定位：通过分析故障现象和线路参数，确定故障位置，精确定位故障点。
2. 故障原因分析：通过对故障现象进行分析，排除故障原因，找出故障根源。
3. 故障处理：根据故障原因和性质，制定相应的处理方案，及时排除故障，恢复正常供电。
4. 故障预防：通过对故障进行分析总结，建立健全的配电线路管理制度，加强设备维护保养，防止故障再次发生。
配电线路在线故障识别与诊断方法对于保障电力系统运行安全稳定具有重要意义。
只要在日常运行中加强巡视检查、定期测试、数据分析和红外热像扫描等工作，及时发现和处理故障，预防故障发生，就能有效提高配电线路的可靠性和安全性，确保人民群众的用电安全和稳定。
电气设备的绝缘在线监测与状态维修
电气设备的绝缘在线监测与状态维修随着工业自动化水平的不断提高，电气设备在生产中所占的比重也越来越大。
由于电气设备在长时间运行中所受到的环境、温度、湿度等因素的影响，设备的绝缘状态可能会出现问题，而绝缘状态不良则会导致设备的故障甚至损坏，给生产带来严重后果。
对电气设备的绝缘状态进行在线监测及状态维修显得尤为重要。
一、绝缘在线监测的意义电气设备的绝缘状态直接关系到设备的运行安全和稳定性。
绝缘状态不佳容易导致设备的漏电、击穿、绝缘老化等问题，进而引发设备故障。
而通过绝缘在线监测，可以及时发现设备的绝缘状态异常，从而及时采取措施进行修复或更换绝缘材料，避免可能引发的设备故障。
通过绝缘在线监测还可以及时了解设备的运行状态，提前发现潜在的问题，为设备的维护和日常管理提供数据支持。
绝缘在线监测对于保障设备的正常运行以及延长设备的使用寿命都具有重要的意义。
绝缘在线监测可以通过多种方法实现，比较常见的有局部放电监测、绝缘电阻测试、红外热像技术等。
1.局部放电监测局部放电是绝缘材料中部分位置发生的放电现象，是绝缘老化和劣化的重要标志之一。
通过局部放电监测设备可以实时监测设备中是否存在局部放电现象，及时发现绝缘状态不佳，从而进行及时修复或更换绝缘材料。
这种方法适用于各种高压设备的绝缘状态监测。
2.绝缘电阻测试绝缘电阻测试是通过测量绝缘电阻值来判断绝缘状态的好坏。
当绝缘电阻值低于一定数值时，表示绝缘状态不佳，存在泄漏电流或绝缘受潮等问题。
通过绝缘电阻测试可以及时发现绝缘状态不佳的设备，并及时进行维修，以避免可能的故障发生。
3.红外热像技术红外热像技术是通过检测设备表面的温度分布来判断设备的运行状态。
通常情况下，设备绝缘状态不佳会导致局部温度升高，通过红外热像技术可以及时发现这些异常的温度分布，从而发现绝缘状态不佳的设备并及时进行维修。
以上这些技术可以单独使用，也可以结合使用，以更全面地监测设备的绝缘状态，为设备的维修提供更准确的数据支持。
电气绝缘在线检测及诊断技术
电气绝缘在线检测及诊断技术复习题一、名词解释1、污闪[答案]：指线路绝缘子表面积污，在受潮或爬电比距不足的情况下，在正常运行电压下发生的闪络放电现象。
2、绝缘老化[答案]：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素（如电场、热、机械应力、环境因素等）的作用，内部将发生复杂的化学、物理变化，会导致性能逐渐劣化，这种现象称为老化。
3、电力变压器[答案]：是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理，将一种交流电转变为另一种或几种频率相同、大小不同的交流电，起传输电能改变电压的作用。
4、电力电缆的电树老化[答案]：电极尖端处或微小空气隙、杂质等处电场较强，发生的放电逐渐发展，形成较细的沟状放电通道的碳化痕迹。
5、电气设备故障诊断[答案]：通过对电气设备的试验和各种特性的测量，了解其特征，评估设备在运行中的状态(老化程度)，从而能早期发现故障的技术。
6、电气绝缘在线检测[答案]：指在不影响电力设备运行的条件下，即不停电对电力设备的运行工况和健康状况连续或定时进行的监测，通常是自动进行的。
7、电气设备绝缘诊断[答案]：在设备运行中和停机时，通过对电气绝缘试验和各种特性的测量，掌握设备绝缘参数，根据参数判定设备绝缘状态或故障的部位、原因和严重程度，预测设备绝缘的可靠性和寿命，并提出治理对策。
8、电容型设备[答案]：通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而下降。
在较厚的绝缘内设置均压电极，将其分隔为若干份较薄的绝缘，可提高绝缘整体的耐电强度。
由于结构上这一共同点，电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等统称为电容型设备。
9、电力电缆的终端与接头[答案]：电缆终端是安装在电缆末端，以使电缆与其他电气设备或架空输电线相连接，并维持绝缘直至连接点的装置；电缆接头是连接电缆的导体、绝缘、屏蔽层和保护层，以使电缆线路连续的装置。
10、交联聚乙烯电力电缆[答案]：是利用化学方法(过氧化物交联和硅烷交联)或物理方法(辐照交联)，使电缆绝缘聚乙烯分子由线型分子结构变为立体的网状结构，即把热塑料的聚乙烯转变为热固性交联聚乙烯。
电子科大19春《电气绝缘在线检测及诊断技术》在线作业一
(单选题)1: 根据电气设备绝缘状态信息，对异常状态做出报警，对故障类型进行初步分析，以便运行人员及时了解设备工作情况的技术属于故障诊断过程中的（）。
A: 状态监测技术B: 故障识别技术C: 诊断推理技术D: 寿命预测技术正确答案:(单选题)2: 电磁干扰最基本、最有效的抑制方式是（）。
A: 接地B: 屏蔽C: 滤波D: 保护正确答案:(单选题)3: 1 MHz以下的系统接地，要尽量采用（）方式。
A: 悬浮接地B: 混合接地C: 单点接地D: 多点接地正确答案:(单选题)4: 随着温度升高，表面解离离子数呈（）。
A: 正比例增大B: 正比例减小C: 指数增大D: 指数减少正确答案:(单选题)5: 串联电介质在交变电压下介质的场强分布与介电常数成反比。
A: 对B: 错正确答案:(单选题)6: 在电力系统中电气设备的故障多为（）故障。
A: 绝缘故障B: 放电故障C: 击穿故障D: 过电压故障正确答案:(单选题)7: 设备的高可靠性和维修的经济性是电力系统降低运行成本的关键。
A: 对B: 错(单选题)8: 对于大电容试样，直流耐压试验所带来的残余破坏远大于交流耐压。
A: 对B: 错正确答案:(单选题)9: 下列属于非破坏性电气设备绝缘试验的是（）。
A: 交流电压试验B: 直流电压试验C: 局部放电试验D: 雷电冲击电压试验正确答案:(单选题)10: 对于常用A级绝缘，如油纸绝缘，温度每超过（），寿命约缩短一半。
A: 6 ℃B: 8 ℃C: 10 ℃D: 12 ℃正确答案:(单选题)11: 下列不属于定期维修弊端的是（）。
A: 维修周期频繁B: 经济性差C: 检修项目不足D: 易发生人身和设备安全事故正确答案:(单选题)12: 光电式传感器的核心是光电器件，光电器件的基础是光电效应。
A: 对B: 错正确答案:(单选题)13: 近场电场辐射屏蔽必要条件是采用高导磁率金属屏蔽体和良好接地。
A: 对B: 错正确答案:(单选题)14: 电气绝缘在线检测中存在各种电磁干扰，下列电磁干扰中不属于窄带干扰的是（）。
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。
电缆绝缘在线监测与诊断
电缆绝缘在线监测与诊断发表时间：2017-03-21T16:01:52.673Z 来源：《基层建设》2016年第34期作者：赖俊华[导读] 本文介绍了引发电缆故障的主要原因和电缆故障的类型，阐述了目前常用的几种在线监测技术及故障诊断方法，针对故障引发原因，提出了电缆故障的预防措施降低电缆故障的发生率。
广东电网有限责任公司东莞供电局广东省东莞市 523000摘要：随着东莞地区经济的发展，电力电缆的应用越来越广泛，电力电缆目前主要应用于污秽区域、城市繁华人口聚集区域、工矿企业、无行线走廊的区域，具有安全、可靠、占地面积少、美化城市环境等优点。
本文介绍了引发电缆故障的主要原因和电缆故障的类型，阐述了目前常用的几种在线监测技术及故障诊断方法，针对故障引发原因，提出了电缆故障的预防措施降低电缆故障的发生率。
关键词：电力电缆；绝缘；在线监测；故障诊断由于电缆多埋于地下，一旦发生故障时，将不易查找，不仅花费大量的人力、物力，并可能造成不可估量的停电损失。
如何准确、快速的找到电缆故障点成了供电部门关注的问题，而影响电缆安全可靠运行的关键因素是电缆绝缘的好坏。
过去，使用的预防性试验主要是定期停电进行试验、维护和检修、这种固定“计划检修”模式不能及时发现电缆的早期缺陷。
为防止突发事故发生，对电缆运行状态进行实时的在线监测显得较为迫切。
采用状态监测与故障诊断技术后，可以使设备从“到期必修”过渡到“该修则修”。
1．电缆绝缘损伤的原因目前电缆故障的第一大原因是外力破坏占到61%，电缆本身及其附近质量问题占22%，敷设时损伤占10%，其它占7%。
故障原因具体可以分为以下几类。
1.1机械损伤机械损伤占电缆故障原因的绝大部分，主要由在敷设过程中拉力较大，或者电缆沟内进行其它市政、管道等工程的施工造成电缆损伤，电缆机械损伤，除少数断裂等严重损坏外，绝大部分都是轻微损伤，没有造成故障，但经过几个月甚至几年的发展，形成故障。
1.2绝缘受潮由于电缆敷设环境大多较为恶劣，污秽潮湿的环境逐渐侵蚀着电缆的绝缘，可能造成故障，如果电缆质量较差，护套出现裂缝，或接头盒、终端盒结构不密封引起进水等都会加大电缆绝缘受潮的概率。
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。
刍议电力电缆绝缘在线监测系统设计及故障分析
刍议电力电缆绝缘在线监测系统设计及故障分析近年来，我国电力系统运行环境日趋复杂，电力电缆绝缘在线监测系统技术要求逐步增加，为了全面满足人们对于电力系统应用需求，电力电缆绝缘在线监测技术的应用以及系统的构筑逐步发展完善。
本文介绍电力电缆在线监测系统的总体设计及软硬件设计，模拟试验证明，该系统能够有效判断电力电缆是否有绝缘老化或者击穿现象出现。
标签：电力电缆；绝缘；在线监测；故障诊断；系统1 电力电缆绝缘监测系统总体设计电力电缆绝缘监测系统原理如图1 所示。
现场监测单元需要达到一定的精度，但是一味地追求高精度会造成设计成本的增加，因此需要在系统的稳定性与精度之间找到一个合理的平衡点。
通过各项指标的分析，监测单元的测量精度一般定为0.2 级。
2 监测系统硬件设计现场监测单元主要由微处理器（ARM 构架的LPC2214）、FPGA、信号调理电路以及液晶显示等部分组成。
ARM 平台系统结构图如图2 所示。
ARM 架构的微处理器能够支持实时仿真与跟踪32 位的CPU，LPC2214 是有极低功耗，32 位的定时器以及9 个以上的外部中断。
微处理器在系统中的主要作用是采集、调理信号以及对存储进行相关的控制，处理故障信号，提取特征与运算参数，和上位机保持通信，上传所检测出来的参数信息，以利于上位机综合评估电力电缆的运行情况，进而为电力电缆的绝缘性提供量化依据。
系统采用MAX485 芯片实现上位机和现场检测单元之间的通信连接。
MAX485 芯片主要是由可控驱动器与可控接收器两部分组成。
2.1 电流传感器与信号调理电路设计考虑到系统中接地电流较大，采用穿心式电流传感器，这种传感器不仅可以达到精度标准，同时还可以确保监测装置的电气安全性。
通过比较分析，WBI513C0 型电流传感器符合系统的要求。
穿心式输入可以保证测试装置的安全性；跟踪电流源输出有利于对信号进行分析；输入频率25～5kHz 适用于工频信号的采样。
在信号调理电路设计中，由于故障电流信号的输出最高达到100mA，所以需要增加电流或电压转换器，借助运算放大器把电压放大到合适的范围，然后输送到后续电路。
电气设备在线检测与故障诊断 中英文版本
2020/4/18
16
绝缘水平监测参量
危险水平 注意水平
破坏点
实施修复
初期
2020/4/18
稳定运行阶段
劣化阶段
设备投运时间 T
图 3 状态维修示意图
注意 阶段
危险阶段
17
随着传感器、计算机、光纤技术等的发展与 引用，一种电力设备的在线监测仪器或系统，由传 感器系统、信号采集系统、分析诊断系统组成。传 感器系统感知所需要的电气参量或非电气参量（温 度、压力、振动、超声等）；信号采集系统将传感 器得到的模拟量转换成数字量进行传输；分析诊断 系统利用小波分析技术、神经网络技术对采集信号 进行分析、处理和诊断，得到所测设备绝缘的当前 状况，进行绝缘诊断和寿命估计。
2020/4/18
20
1
The power equipment online monitoring and fault diagnosis technology
2020/4/18
On March 21, 2018, according to the national grid operator of Brazil, a power failure occurred, resulting in the disconnection of the power system and the main network in the north and northeast of Brazil. At least 14 states in the north and northeast of Brazil experienced a major power failure, resulting in power failure of about a quarter of the users in the country.
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。
电气设备绝缘的检测和诊断
•二、微安表的保护
•2.电感L：防止突然短路时放电管来不及动
作；
•3.开关K：一
般情况下将微
安表短路，只
在读数时将其
打开，读完数
后要迅速合上
，以保护微安
表。
•二、微安表的保护 •4. 电容器C：滤掉泄漏电流中的交流分量和 通过微安表的交流电流，减小微安表的摆动；
•第二节 直流泄漏电流的测
•一、试验接线
量
•1. 微安表接于高压侧
AV--自耦调压器，用来调节电压； T--试验变压器，用来供给整流前的交流高压； V--高压硅堆，用来整流； C--滤波电容器，用来减小输出整流电压的脉动，当被
试品的电容CX较大时，C可以不用，当CX较小时， 则需接入0.1μF左右的电容器以减小电压脉动； R--保护电阻，用来限制被试品击穿时的短路电流以保 护变压器和高压硅堆，其值可按10Ω/V选取。
由于被试品真实的平均温度很难准确测定， 换算方法也不很准确，换算后往往有很大误差， 因此，应尽可能在10～30℃的温度下进行测量 。
•4.试验电压的影 响
良好绝缘的tg不随电压的升高而明显增
加,当绝缘内部有缺陷时，tg将随试验电压的
升高而明显增加。
•5.被试品电容量的影响
对电容量较小的设备，测量tg能有效地发现局 部性的和整体性的缺陷。对电容量较大的设备，由 于局部性的缺陷所引起的损失增加只占总损失的极 小部分，此时测量tg只能发现绝缘的整体性缺陷。
•第四节 局部放电的测量
在电场作用下，绝缘的部分区域中发生 放电短路的现象，称为～。 •一、测量的基本原理
•在电源电压
高压开关柜的在线监测与故障诊断技术（二篇）
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非常重要的电气设备。
现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。
同时，随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜的运行状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。
它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。
高压开关柜分户内式和户外式两种，10kV及以下多采用户内式，根据一次线路方案的不同，可分为进出线开关柜、联络开关柜、母线分段柜等。
10kV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器，断路器所配的操动机构多弹簧操动机构或电磁操动机构，也有配手动操动机构或永磁操动机构的。
不同的开关柜在结构上有很大的差别，这将影响到传感器的安装和选择。
1.高压开关柜的故障表现及其原因调查统计表明，高压开关柜的故障主要有以下几类：（1）拒动、误动故障：这种故障是高压开关柜最主要的故障，其原因可分为两类：一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成；另一类是因电气控制和辅助回路造成。
（2）开断与关合故障：这类故障是由断路器本体造成的，对少油断路器而言，主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。
对于真空断路器而言，表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。
（3）绝缘故障：表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，ＣＴ闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。
（4）载流故障：7.2～12ｋＶ电压等级发生载流故障主要原因是开关柜隔离插头接触不良导致触头烧融。
（5）外力及其他故障：包括异物撞击，自然灾害，小动物短路等。
2.高压开关柜的监测与诊断方法针对高压开关柜的不同故障类型，相应有不同的故障检测方法：（1）机械特性在线检测，其监测的内容有：合、分闸线圈回路，合、分闸线圈电流、电压，断路器动触头行程，断路器触头速度，合闸弹簧状态，断路器动作过程中的机械振动，断路器操作次数统计等。
绝缘电阻的在线测量方法
绝缘电阻的在线测量方法
绝缘电阻的在线测量方法通常包括以下步骤：
1. 确定要测量的绝缘电阻的电路或设备。
2. 准备所需的测量设备和工具，例如绝缘电阻测试仪、导线等。
3. 断开要测量的电路或设备的电源，并确保没有剩余的电压。
4. 使用绝缘电阻测试仪测量绝缘电阻的阻值。
通常需要测量正母线与电底盘之间的电压和负母线与电底盘之间的电压，然后根据电路定律计算出绝缘电阻的阻值。
5. 根据测量结果判断绝缘电阻是否正常。
通常会设定一个阈值，如果测量结果低于这个阈值，则认为绝缘电阻存在问题。
6. 如果绝缘电阻存在问题，需要进行维修或更换相应的部件。
需要注意的是，在线测量绝缘电阻可能会受到电路中其他元件的影响，因此需要采取相应的措施来减小误差。
同时，对于高电压、大电流的电路或设备，测量绝缘电阻需要特别小心，需要遵守相关安全规定和操作规范。
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。
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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4.1.3 绝缘在线检测的发展
❖ 高压电气设备的维修体制
➢ 事后维修（20世纪四五十年代及以前） ➢ 预防维修（20世纪四五十年代以后） ➢ 状态维修（美国：50年代；日本：70年代）
❖ 状态维修的基础：绝缘在线检测及诊断 ❖ 我国对在线检测的重要性也早有认识
tgδX(%) 0.2
6550
0.2
6270
0.1
6230
0.1
用pT法带电检测测值
Cx(pF) 6301
❖在很多方面可弥补定期停电预试的不足 之处
❖在线检测不能替代原有的停电预试项目 ❖继续研究新的预防性试验参数及方法仍
有必要
4.2 电容型试品的在线检测
❖ 电容型试品
➢ 绝缘结构可看成是由若干个电容器串联而成 ➢ 如：高压电容式套管、耦合电容器、电容式电流互
感器等设备
❖ 主要的停电预防性试验项目
➢ 电容量Cx ➢ 介质损耗因数tgδ
MOA GIS
阻性电流（基波、 谐波）、功耗
湿度
湿度及阻性电 流
局部放电（电荷量、 超声波、振
地线电流法）
动加速度
气体色谱分析、 电磁场、光测
变色法
法、测气压
局放及测气压
交链聚乙烯 电缆
直流泄漏、直流成 分、局放、tgδ
超声波
温度
直流成分法及 tgδ法
在线检测技术的发展前景
❖在线检测将成为预防性试验中的一个重 要组成部分
测试结束后，用绝缘杆拉开K 闭合K，拆除mA表和P
❖电流表的选择 ✓类型：固定、便携 ✓量程：Cx的大小
三相系统的电容型试品
❖三相系统中的三个单相电容型试品
➢按单相试品分别测试 ➢在线监测三相不平衡电流（或不平衡电压）
同种型号规格，同Biblioteka 投运；而故障一般却不会 同时发生有一相设备发生故障时，一般情况下流过该相 设备的电容电流增大，导致三相不平衡电流增大
国外常用的绝缘在线监测方法举例
设备名称
发电机、 电动机
电气法
机械法
化学法
物理法
综合方法
局部放电（电荷量、 自振荡频率 地线电流法）
红外光谱、色 谱分析
微粒离子化法、 局放及微粒离
电磁波法
子化法
变压器、 电抗器
局部放电（电荷量、 超声波、振
地线电流法）
动加速度
色谱分析（单 成分或多成分）
地线电流法及 超声波法
❖ 在线监测参数（在运行高压下）
❖电流 ❖Cx ❖tgδ
4.2.1 电容电流的在线检测
1）单相电容型试品 2）三相系统的电容型试品
单相电容型试品
❖应用对象
U
➢耦合电容器
Ic
➢电容式电流互感器
❖测试步骤
在接地开关闭合情况下，接 入测量mA表和保护间隙P
C
J
K
P
m A
用绝缘杆拉开K，读取电流Ic
根据运行电压Ic，计算出实测 电容量Cx并作比较
❖不能确定到底是哪一相设备发生故障 ❖受电压自然不平衡的影响
4.2.2 用电桥法进行tgδ在线检测
❖ tgδ在线检测的原理与停电时的并无区别 ❖ 问题
➢ 需有耐压等级比运行电压更高的标准电容器 ➢ 流经Cx的电流过大而使R3过热 ➢ 反接法测量时，调节R3、C4的绝缘杆的耐压水平不够
❖ 对上述问题，出现了多种解决方案
❖ 预计今后陆续有新的、有效的方法补充进来
电介质的一般等值电路
绝缘
C/ C0
R r
ICx Cx
IRx Rx
（a）
（b）
（c）
C0反映电子式和离子式无损极化（含真空中对应的电容） C，、r支路反映有损极化
R反映电导损耗
❖ 等值电路是一般性的，重在描述电介质的极化、电导、损 耗三种电气特性
❖ 不同的绝缘结构，参数之间的关系变化很大（瓷、油纸）
0.3
备注
368
0.5
363
0.8
已有放电痕迹
4
326
0.5
321
0.3
BRL-110
5
322
0.4
320
0.2
“标准”电容器的电容CN=420pF，tgδN=0.1％
OY－110／√3耦合电容器带电检测实例
序 铭牌电容 号 （pF）
1
6280
2
6570
3
6270
4
6230
停电测值
Cx(pF) 6258
➢ 高压标准电容器 ➢ 电压互感器 ➢ 同相之间比较（互为标准电容器）
C
Rx CX
CN
A
G
B
R3
R4
C4
D
电容式套管带电检测实例
序 号
套管型号
1
2
BRL-220
3
运行时带电检测
Cx(pF) 365
tgδX(%) 0.5
370
0.6
426
1.7
最近停电时加10kV测值
Cx(pF)
tgδX(%)
364
4电气绝缘在线检测与故障诊断
4.1 绝缘预防性试验综述 4.2 电容型试品的在线检测
4.1.1绝缘预防性试验的重要作用
❖ 高压电气设备的检验、试验制度和规范
➢出厂前：型式试验及例行试验 ➢投运前：交接试验 ➢运行中：定期进行预防性试验
❖ 预防性试验数据的分析
➢执行规程 ➢纵比：与同一设备过去的测量数据作比较 ➢横比：与同类被试品进行互相对比
❖ 在相应的硬件和软件支撑下，综合分析判断后 输出结果
➢ 屏幕显示或打印，也可存盘待用 ➢ 发现有异常，根据不同的设计可发警报或进行相应的
操作 ➢ 可以与上一级检测中心相连，即形成多级的监控系统
SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)
➢ 已被纳入到电力系统综合自动化系统之中
❖ 施加的直流试验电压与交流电压的等效性？ ❖ 对于高电压、大容量电气设备，低电压的预防
性试验方法能否有效、真实地将绝缘局部故障 反映出来？
❖ 绝大部分预试项目需要停电进行，这是否科学 合理？
❖ 至今尚未得到绝缘结构的电气强度与非破坏性 试验参数之间的直接函数关系，故障诊断的依 据主要靠经验积累和实验室数据，诊断的准确 性如何？
➢ 20世纪60年代，提出过不少带电试验的方法 ➢ 行之有效的却不多
❖ 近年来，随着传感器、计算机、光纤技术等的 发展与引用，绝缘在线检测也揭开了新的篇章
➢ 现状：大多仍是执行定期维修制 ➢ 部分电业部门已开始试行状态维修，并已初见成效
在线检测的基本流程
❖ 由各种传感器所采集的信号，经过必要的转换 或处理后，统一送进数据处理系统进行分析
电介质等值电路的说明
❖等值电路是一般性的，重在描述电介质 的极化、电导、损耗三种电气特性
❖不同的绝缘结构，参数之间的关系变化 很大
➢ 瓷绝缘子主要表现为电阻特性 ➢ 油纸绝缘往往表现出电容特性
❖绝缘预防性试验的诸多项目就是测量等 值电路所对应的参数
➢ 瓷绝缘子的绝缘电阻 ➢ 电容式套管的电容量
4.1.2现行绝缘预防性试验的不足