研究电气设备在线监测与状态检修技术

李锡莹

云南云天化梅赛尔气体产品有限公司 云南 昆明 650000

摘要：电能作为当今社会中最无法或缺的重要能源之一，电力系统是否能长时间维持安全稳定的运行一直对国民生产与生活发挥着极大影响。尤其是在目前电力系统持续向超高压、大容量方向发展的过程中，如若大型高电压设备突然发生停电事故的话，将会对经济收益和群众日常生活造成极其严重的负面影响。因此，为了保证电力系统能够持续、稳定、安全的输送电能，积极探讨和提升电气设备在线监测与状态检修技术一直是非常有必要的。尤其是针对大型高电压设备的在线监测和故障诊断，若能及时发现其可能出现的故障问题，同时积极采取合理性方法对其实现科学监测与维修，可以非常有效的减小电气设备发生突发故障的几率，这对于预防电力系统出现严重损伤将会发挥极其巨大的深远意义，本文便以此为根本目标进行了相关研究。

关键词：电气设备；电气设备在线监测；电气设备状态检修

前言

电气设备是由导电材料、绝缘材料、导磁材料以及结构部分所组成的，而之所以会出现设备故障，最常见的原因就是绝缘材料长期承受着电、热、化学和机械等多方面因素的共同影响而不断劣化，最终引起设备故障^[1]。因此想要有效提升电气设备运行的安全可靠度，第一种方法是提高设备质量，使用优质材料，选择先进工艺，优化产品设计，但此方法将极大地增加设备制造成本。第二种方法是及时针对电气设备进行合理检查与维修，同时这也是电力运行维护技术的最主要研究方向。早期在电气设备维修过程中采用的策略主要是事后维修，即设备已经发生故障后才开始检修。其后维修策略逐渐发展成为定期试验和检修，也被称作预防性维修，但及时性仍旧较差，无法有效避免事故发生。且需在停电后进行试验和检修，检修成本较高，同时试验准确性也不够理想。而近年来我国电力系统一直在不断向高电压、智能化方向发展，电力设备的数量持续激增，检修工作量不断增大，以往的检修模式已经无法适应当前的实际需要。而伴随设备诊断和管理水平的持续进步，在线监测和状态检修成为了针对电气设备最适宜检修策略^[2]。状态检修能够有效避免定期检修模式中的多种不合理现象，使电力系统运行维护成本得到明显降低，令经济效益可以实现最大化。但我国现有的在线监测和状态检修技术还存有诸多不足，关键技术仍处在探索研究阶段。因此针对电气设备开展在线监测和状态检修技术方面的深入研究是有着重大意义的。

1. 电气设备在线监测

1. 1. 变压器在线监测

随着使用时间的不断增长，变压器的绝缘性能会出现持续下降，从而为电气设备的正常运行埋下重大故障隐患，因此针对变压器实施在线监测是非常有必要的，且需重点关注以下三点，第一点是油中气体的在线监测。在电压的长期作用下，变压器内的气体环境会发生一定改变，这主要是因为其中的绝缘物质会发生大量化学反应，产生部分气体。而想要明确具体的气体变化，通常是借助气相色谱。第二点是变压器绝缘的在线监测。其主要目的是借助变压器相关的数据分析估其绝缘性能是否仍保持良好。第三点是局部放电的在线监测。局部放电也会导致变压器的绝缘性能出现明显下降，所以监测过程中对于局部放电信号也要关注，重点是监测放电模式与放电量。

1.2 避雷针在线监测

作为日常生活中最常见的保护设备，避雷针的使用一直是非常普遍的，但其寿命并不是无限的，即随着使用年限的逐步延长，是很容易出现老化或受潮问题的。因此对于避雷针，也是很有必要开展实时监测的。而针对避雷针所适用的监测方法主要包括阻性电流监测和全电流监测。其中，阻性电流监测需关注阻性电流增加量，因为当避雷针的阀片发生损伤时，会对电阻值产生严重影响。全电流监测需确定避雷针的具体位置，通过全电流监测装置的串联作用便可实现在线监测，获知避雷针是否受潮。

1.3 高压断路器在线监测

高压断路器可以根据实际需求进行电力设备的进入与退出、控制与保护。高压断路器的性能若发生问题，会对电力系统造成严重影响。所以需要在必要情形下针对高压断路器实施在线监测和性能评估。尤其是在机械性能上，一定要多加关注。因为当高压断路器的机械性能出现损伤时，往往会引发高压开关故障，且评估过程中应重点关注震动信号^[3]。

2. 电气设备状态检修

2.1 状态检修的意义

电气设备状态检修是基于对在线监测数据、离线试验数据和各种状态量进行综合分析后所采取的检修策略，在线监测和故障诊断是电气设备状态检修技术发展的根本。因为在线监测是发现问题的途径，状态检修是解决问题的途径。二者无论缺失其中哪一个，都会对最终取得的设备保护效果产生重大不利影响。其中，在线监测可以获得实时数据，状态检修可以借助数据分析完成部分电气设备的故障预测，估算电气设备的可靠使用时长。尤其是在当下很难在停止设备运行从而实施定期检修的情形下，无论是为了削减检修成本，还是为了提高检修效率，在线监测与状态检修都可在不停止设备的前提下实现故障预防或尽早发现设备异常，使经济损失达到最低。

2.2 状态检修的内容

状态检修是在充分考虑了安全、效益、环境等因素，借助设备状态分析、管理决策、检修计划等科学方法，以期实现设备安全运行的检修策略。其中，安全是指由于各种可能的设备故障、设备损伤、人员受伤情况。效益是指各种可能的直接或间接经济损失或经济效益。环境是指电气设备正常运转对国家经济、环境保护产生的影响。状态检修的最根本核心是及时有效地明确设备状态，同时根据设备实际状态进行相应的试验和检修工作。状态检修的工作侧重点在于加强设备状态监控和技术分析力度，及时消除设备故障隐患，做到高效管理、严格控制和具体化分析，令电气设备状态检修实现精确化、科学化、标准化。状态检修的流程包括收集信息、制定电气设备检修策略、规划检修方案、检修计划的具体实施和检修结果评价等主要环节^[4]。目前我国的电子设备状态检修仍是一项创新工程，在实施过程将会遇到很多困难和挑战，但对于电力生产工作所起到的保障作用是非常可观的。第一，状态检修的在线监测可以对设备状态进行全程监测，提升设备运行水平。第二，状态检修所具有的针对性和实时性可以提高设备安全性。第三，状态检修对设备管理工作要求更高，对运行人员的技术水平提出了更高要求，促使企业不断优化管理结构和员工培训。

3.结论

现代社会中，电气设备一旦发生重大故障，对于工业用电和居民用电都将造成不利影响，严重时还会引发人员受伤或重大经济损失。因此在传统检修方式已经不能发挥充足作用的情形下，实施在线监测和状态检修已经成为了电力系统实现长足发展的必然之选，同时这是帮助电力企业进一步实现效益最大化的必由之路。本文在电力设备的在线监测与状态检修方面进行了详细分析，如为何要及时检测电力设备，电力设备在线监测的常用方法，电力设备状态检修的意义，电力设备状态检修的目标和流程等。从中可以获悉，深入探讨和积极提升电力设备在线监测和状态检修技术是非常重要的，但也是极其复杂的，仍需结合理论与技术、创新与实践才能真正使在线监测与状态检修发挥最大功效。

参考文献

1. 徐灵燕, 叶文慧. 探析电气设备的绝缘在线监测与状态维修[J]. 电子元器件与信息技术, 2021, 5(5):2.

2. 蒙宁海. 发电厂电气设备在线监测装置的配置[J]. 红水河, 2020, 39(5):3.

3. 许鑫. 电气设备在线监测与故障诊断技术综述[J]. 科技经济导刊, 2020, 729(31):47-48.

4. 黄健. 电气设备绝缘在线监测技术与状态维修[J]. 轻纺工业与技术, 2020, 49(2):2.