变电检修中在线监测技术及其应用

郝建江

国网山西省电力公司检修分公司 山西省太原市 030032

摘要：在线监测技术经过十几年的快速发展，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。

关键词：变电检修；在线监测技术；应用

1 变电检修中在线监测技术及其应用的重要作用

在线监测技术的可靠性在试验及相关的实践中得到了全面的验证，其技术广泛的应用对于变电维修工作具有重要意义。在线监测技术作为一种新兴的监控技术，通过获取设备的数据信息，加以对数据进行分析计算，以此为设备的维修监测进行有价值信息的提供。设备工作的过程中，其运行状况与性能的关系十分密切，一般来说，设备发生故障的损失是无法预估的，但在线监测技术可以很好的处理这一问题，对于设备的运营过程进行全面的监测、记录，一旦设备发生故障，即可采取维护措施。在线监测技术监测的方面较为全面，因此其监测结果与实际情况较为符合，对于检修与维护过程中，变电检修的方向性及目的十分明确，能够减少资源的浪费。

2 设备在线监测技术及设施的防范性试验

由于设备种类的多样性，因此常规检修无法满足所有设备的要求。在实际检修中有一些设备较为精密，若随意进行检修工作，会破坏设备的正常工作条件，降低设备的使用寿命，还会造成资源的浪费。对于设备进行预防试验，因设备进行实验的电压较低且大多数需要停电，若监测结果不准确，将会导致设备问题无法得到有效的监测。

在线监测对于设备进行实时监控，随时提取设备故障信号，为后续故障监测处理提供数据基础。实施在线监测技术实际是对设备运营过程中的运行情况进行检查，及时排查设备运行过程中可能存在的问题，通过对数据进行全面的分析处理确定维修日期，以此避免设备重大问题的产生。 对于设备进行在线监测诊断一般包括以下几点:对于设备故障的基本原理进行及时监测;在线监测设备运行中的状态;对于信息的传输、处理、存储过程进行监测等。

3 变电检修中设备检测技术的主要应用范围

3.1 在线监测技术应用于变压器设备的检修

3.1.1 在线监测变压器局部放电

对于变压器的局部放电进行监测，通常局部放电产生的原因是由于绝缘设备的老化引起的，局部放电也会加速设备的老化，这在设备的使用中是一种恶性循环。在线监测凭借测量变压器中的气体分析局部放电问题的产生，就专门的局部放电进行监测，通过放电的主要形式及放电的数量进行设备问题的反应。目前，局部放电监测主要有以下几种形式:声学局部放电监测、光学局部放电监测、化学局部放电监测等，在变压器的外部安装传感器。传感器对放电信号进行反馈，以此确定具体的放电位置。

3.1.2 在线监测变压器绝缘设备

为保证变压器运行的稳定性，需要对变压器绝缘设备进行实时监控，在变压器的运行过程中，老化现象是一种进度比较缓慢而危险系数较高的一类潜藏的风险。针对变压器的绝缘设备的工作性能进行在线监控，以便随时掌握变压器的工作状况，通过数据分析，其运行过程中的绝缘性能，例如环境条件，漏电情况等，并将其纳入监测绝缘性能的评定。对于绝缘性能的监控主要分为以下几种:铁芯接地的线电流状况监测、套管接底下的线电流监测、设备外壳接电线电流监测。其中套管的主要监测是针对于套管在运营状态下的耗损状况、电容量进行分析;对于泄露的电流进行监测以此掌握绝缘设备外部杂物的污染情况，加以分析对比得出相应的结果。

3.2 在线监测技术应用于高压断路器的检修

3.2.1 在线监测高压断路器机械性能

根据有关资料显示，断路器设备的损坏有80%是由于机械性能遭到破坏引起的，因此，对于高压断路器的机械性能进行在线监测十分重要。现阶段，针对于高压断路器进行在线监控的方式主要有:速度监测、工作行程的监测、操作过程中震动信号的随时监测等。进行操作过程中的震动信号的监测以信号的变化作为进程的依据，并结合分闸及合闸过程中线圈的电流波形，从而进行高压断路器机械性能的监测。若机械性能稳定性较高，则峰值高低及时间差也是相对稳定的。

时间监测及工作行程的监测均利用光电传感器，将连接后发生变化的物理量转化为相应的脉冲信号，对于脉冲信号进行数据的记录、整理，进行相应的处理后计算出触头在工作过程中的速度，包括运行过程中的平均速度及运行的最高速度，有助于验证主轴联动杆分闸及合闸功能的监测，这就是我们所说的动触头的机械性能。

3.2.2 在线监测高压断路器触头电寿命

根据电流的断开及结合过程中的仿真曲线，进行电流开关的电量磨损统计，而断路器所允许的损耗数值是由额定的短路电流及满容量频次来确定的，将触头的磨损数值作为寿命依据进行评定，通过对于影响因素进行相应的分析可得，电磨损对于触头的运行影响较大。

3.3 在线监测技术应用于其他设备的检修

在线监测技术对于设备稳定运行具有重要作用，因此，在各种监测中使用较为常见，例如电容性设备、高压电缆、绝缘子等。

针对与电容性设备的在线监测技术是指对于介质的损耗及电容电流等方面进行及时监测，对于运行设备的性能参数进行监控，以此对于设备问题及时进行处理。

高压电缆绝缘体的主要材料为交联聚乙烯，因此应对热量的能力较为显著，但在使用过程中会产生水珠，对于绝缘性能产生阻碍。对于高压电缆进行在线监测判断电缆的老化情况，以减少危险的发生。

绝缘子在工作过程中易受外部因素的影响，例如机械电机的负载和、气温的突然变化、雨水的骤降等，伴随着一系列的外部因素的变化，使绝缘电阻逐渐减小，甚至会出现裂缝及击穿现象，严重影响输电线路的稳定性。此外，由于绝缘子的及时监测设备安装位置不具有统一性，这是绝缘子在线监测中主要面对的问题。如今，对于绝缘子的监控主要有两种不同的方式:一种是电量的测量，主要包括绝缘电阻、电压的分布测量以及脉冲电流等方式进行的;另一种是非电量的测量，一般包括红外线的监测及激光多普勒振动等多种不同的方法。根据事实研究可知，上述的方法适用于多种情况，且每一种方式都存在一定的优点及不足之处，因此可以满足绝缘子运行过程中复杂状况的监测。

4 结语

在线监测技术应用于变电维修中越来越受到重视，主要表现为应用的范围逐渐广泛，经济效益持续增长，此外，许多科学研究所及高校也在逐步将在线检测技术应用于设备监测的过程中。由于目前的变电设备较为复杂，因此相应的在线监测设备还有待进一步完善，在今后的设计研发中，应进一步加强在线监测技术的人工智能化，从而使变电维修设备更加便捷。

参考文献

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