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电气设备在线监测与状态检修技术王丰田

发表时间：2020/5/8 来源：《电力设备》2020年第2期作者：王丰田

[导读] 摘要：文章对电气设备在线监测技术及电气设备的状态检修技术和方法进行分析，并探讨了电气设备在线监测与状态检修技术的应用。

        （河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心河南郑州 450000）
        摘要：文章对电气设备在线监测技术及电气设备的状态检修技术和方法进行分析，并探讨了电气设备在线监测与状态检修技术的应用。
        关键词：电气设备；在线监测；状态检修
        1电气设备在线监测和状态检修技术概述
        电气设备的正常使用直接决定了生产能否以高效率以及高质量进行，也影响到了生产的安全。而传统的电气设备检修维护工作的理念和手段都是比较落后的，在检修工作进行的过程中，需要让机电设备停止运行，在停机状态下进行机电设备的检修维护。这样就会导致工业生产的生产停滞，一定程度上会造成生产企业的一定的经济损失，而且还影响到不间断供电系统的运行情况，而且很难有效的确定测试的结果准确性。在机电设备的定期检查的情况下，电气设备的使用过程很有可能会出现一些故障和问题，如果机电设备故障，那么就会导致工业生产的停滞，直接造成其他资源的损耗，降低生产效率和生产效益。
        根据对机电设备实际运行的情况进行了科学的分析研究，可以清楚的看到电气设备的良好稳定运行，需要进行科学合理的定期检修和养护，也就是说电气设备很大程度地受到了设备维修因素的影响。如果电气设备的运行过程中，没有科学高效的检测维修服务，那么电气设备的运行情况将难以保证，使用年限也会明显缩短。所以，在电气设备的运行过程中，有效地应用在线设备状态的监控管理系统，可以清楚、可靠、准确的检测电气设备的运行状况，通过系统对电气设备运行状态的诸多数据的采集和分析处理，可以不间断的，不停工的进行设备的运行状态分析。这解决了传统电气设备修理维护需要断电的弊端。不仅可以提高电气设备的运行稳定性，也不会影响到工业生产的正常运行，提高了生产效率以及各种相关资源的利用率，进一步提升了工业生产的总体效益。
        2电气设备在线监测技术
        2.1变压器的在线监测
        变压器在使用过程中，随着运行时间的延长会出现绝缘层退化，导致潜在故障的出现，而且还有光、热、电等方面的变化。因此有必要对变压器进行在线监测，从而可以快速发现变压器故障，有效地进行维护。在线监测变压器通常是油中气体、局部放电和绝缘体三方面。（1）油中气体主要是采取气相色谱法，存在变压器油气成分和浓度要实时进行监测，并判断出变压器是放电还是过热故障。（2）局部放电是导致变压器绝缘、减少局部放电的主要因素。局部放电监测主要是化学监测，声学监测和光学监测等方法。（3）在线监测，由于绝缘层老化很慢，所以监测是对等电容、漏电流、运行电压和介质消耗等进行的实时监测，以便进行综合评价绝缘性能。
        2.2高压断路器的在线监测
        高压断路器是确保电力系统开关设备的稳定运行，电网具有控制和保护作用，将直接影响电力系统的稳定运行。断路器监测包括机械性能和触头电寿命两方面。（1）机械性能。根据大量的研究结果表明，高压开关故障是机械性能故障的一个重要因素，它应加强断路器的机械性能监测，通常监测行程和速度两个参数。如果在机械性能稳定的操作中，所有的分闸和合闸所存在的振动波形具有相对稳定的峰值时间差和尺寸。可以根据振动信号的变化来判断断路器是否发生故障。（2）电接触寿命。使用断路器启动电流开关过程，会出现一定的电气磨损。每个断路器都有自己的电磨损和满容量的数量，因此确定电气寿命的主要依据是触头总磨损量。
        2.3避雷针的在线监测
        安装避雷针是电压设备的重要保护措施，但避雷针在使用中会出现老化或潮湿，因此会对避雷针启动满电流、阻性电流和功率损耗等方面的监测。（1）全电流监测。只要在避雷针和地线的检测过程中安装全电流监测设备，然后对避雷针进行实时在线监测，在数据变化后进行比较，以确定设备受潮情况。在分析整个电流数据的过程中，需要加强数据的纵向分析，注意温度、电压、环境和湿度对结果的影响，并考虑外部因素作为最客观的考虑因素评估。（2）阻性电流监测，在检测避雷针时电阻电流老化的阀门或潮湿等条件极为敏感。阀门的老化将导致电阻出现变化，因此监测过程要重点监测电阻电流的变化。

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        3电气设备状态检修
        3.1基本理论
        设备状态检修，主要是以在线监测和诊断技术作为基本依据，通过其提供的设备状态信息数据来进行分析和判断，并且进行一些设备故障的预测，而且还可以知道设备的有效利用时间。状态检修技术的基础是在线监测，但是在线监测知识发现和分析问题，出现问题的时候，状态检修才是真正解决问题的方法。目前来说，需要进行状态检修的设备，主要是变压器。主要是分析变压器的运行情况以及其历史信息，然后对其寿命进行合理的评估。目前来说，在电压器工作时，想要长期停止设备来进行检修工作是不太可能实现的，所以，需要对运行时的电压器展开监测和诊断工作，这样可以及时的发现设备异常，并且可以及时发现设备寿命终结现象。
        3.2系统支持
        状态检修主要有定期检修、巡视检修、在线检修这三种检修方式。状态检修中，定期检修属于必要的方式，可以十分及时的解决设备的隐患。如果运行时间不断加长，设备内部出现极其轻微的隐患，是很难被发现的，所以，就需要用到在线检修技术。所谓在线检修，也就是实时监测。比如，在监测和状态检修高压断路器的时候，整个系统的组成包含两部分，一部分是一台中央处理器，这部分每天要做的就是定时的在采集器中收集数据。一部分是多台数据采集站，这部分可以实时的进行信息数据收集，主要收集对象传感器和变送器。如果收集到信息数据超过了阈值，采集站会对本次动作的时间和断路器的参数进行记录。实时监测巡视检修也是一项重要的检修工作，需要每天进行，对设备外观进行表面性的检查，如果电力设备发生故障体现在了体外上，就可以及时的发现。如果在定期检修的时候，看到有一方面出现了缺陷，就要加强巡视检修。目前，在变压器检修工作上，红外检测技术得到很广泛的应用，可以利用红外热像仪，对变压器每个部位以及外部接头等元件温度进行监测。应用效果还是很明显的。
        4电气设备在线监测与状态检修技术的应用
        4.1GPS监测技术
        UPS监测技术是新型的电气设备状态安全监测技术，通过该技术能够实现对电气设备进行自动故障检测。UPS监测技术中涉及到SCADA系统与监视控制系统。该技术是通过记录电磁暂态分析故障，来实现对电气设备运行状态进行监测。该技术并不会像其他故障录波仪器进行监测时产生数据冗余问题，因此数据有效性被大大提高，并且UPS监测技术与通信技术的融合实现了监测数据同步传输，这大大提高了电气设备检修效率和质量，且在数据传输后会自动产生监测记录，更为总结故障发生原因提供了科学参考资料。该技术在电力系统维护中发挥着重要作用，有效提高了电气设备运行可靠性，确保了电力系统稳定运行。
        4.2红外检测技术
        红外检测技术是近些年新兴的在线监测技术之一，是一种相对成熟的在线监测技术，属于非接触式检测技术，相比传统技术安全性更高，监测有效性和准确性更好，甚至可检测出设备细微温度变化，可在毫米大小目标上检测其温度分布，确定故障情况。红外检测技术是当前最为理想的在线监测技术，该技术的应用对电气设备发热故障判断起到了关键作用。在变压器状态检测中红外检测技术可检测各部位接头、冷却装置控制元件运行温度，对监测变压器潜伏比故障有着很大帮助，例如诊断箱体涡流、油路系统、冷却装置、变压器内部等故障效果十良好，不仅能够实现远距离在线监测，更具有故障精准定位、定量功能。
        5结语
        随着经济社会的不断发展以及科学技术的应用和变革，当前社会的工业生产已经基本实现了现代化、标准化、规模化、智能化等多个标准，生产力水平不断突破、生产效率不断提高，为满足人们的美好生活需要打下了良好的基础。而电气设备在现代工业生产的过程中，占据了非常高的地位，也发挥了极为关键的作用，所以必须要不断的引进先进的电气设备、机电设备，提升生产的质量和效率。在电气设备的运行阶段，要利用互联网技术、信息技术和计算机技术等先进技术，加强对电气设备和相关原件的运行状态的监督管理和控制，确保电气系统的稳定、安全、高效的运行。
        参考文献：
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        [4]尹力,张红旺.基于在线监测系统的电气设备状态检修技术[J].电子技术与软件工程,2017(7):242-242.