电气设备在线监测及状态检修技术

刘成宝

（红相股份有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

随着电力水平的不断提升，中国的高压电气设备的技术升级速度加快，不断更新换代，要保证电气设备的正常运行，就需要对电气设备线做好监测工作，发挥状态检修技术的作用，做好电负荷资源管理，特别是电能使用存在季节差异，而电气发展与季节存在矛盾，特别是在电能使用高峰期会存在短缺的问题。要提高电能的使用效率，就需要对高压电气设备定期检修，使在线监测技术功能充分发挥出来，对电力系统实时监测，落实管理工作，消除安全隐患，确保电气设备正常运行，不会产生故障问题。

1 电气设备在线监测优势特点分析

当前是信息技术普及的时代。计算机技术在应用领域中的作用是不可或缺的，在电气设备运行中存在故障也在所难免，因此实施在线监测是非常必要的。应用电气设备线监测技术，其所发挥的作用是对电气设备运行中产生的信号进行采集、整理后进行分析，还可以进行信号传输。在实施电气设备带电检测的时候可以发挥其重要的作用，全面了解电气设备的运行状态。事实上，电气设备在线监测主要是发挥传感系统的作用，对于电气设备产生的信息进行采收、整理，然后将所获得的数据信息向数据分析系统传输，数据被传输到系统中进行分析，再将整理好的数据信息输出，操作人员和管理人员都可以看到这些信息，基于此，对电气设备的运行状态有所了解[1]。

对电气设备的运行状态进行在线监测时，主要发挥作用的是监测设备，而且是跟踪式监控，全程监控，根据所获得的数据信息对设备运行的状态进行检测．采取相应的检修措施，有助于资源节约，避免存在维修不到位的问题，也不会存在过度维修的问题，保证电气设备处于最佳的运行状态。如果电气设备带病运行，或者运行状态不是很好，就会造成严重的后果。发挥状态检修技术的作用，对电气设备予以在线监测并检修，可以保证设备处于良性运行状态。

2 电气设备在线检修存在的问题分析

应用电气设备线监测技术，其所发挥的作用是对电气设备运行中产生的信号进行采集、整理后进行分析，还可以进行信号传输。在进行电气设备带电检测的时候可以发挥其重要的作用，全面了解电气设备的运行状态。对电气设备的运行状态进行在线监测时，主要发挥作用的是监测设备，而且是跟踪式监控，全程监控，根据所获得的数据信息对设备运行的状态进行检测，采取相应的检修措施，有助于资源节约，避免存在维修不到位的问题，也不会存在过度维修的问题，保证电气设备处于最佳的运行状态。在对电器设备在线监测的时候，对于信号变送阶段，使用传感器从电气设备上检测出关于设备状态的物理量，转换为电信号之后向后续单元传送。在处理信号的环节，预处理传感器变送来的信号，抑制干扰信号。采集数据信息的环节，主要是采集经过技术处理的信号，实施A/D转换并纤细记录下来。在进行信号传输的过程中，将采集到的信号向后续单元传送。当进入杜鳌数据信息处理环节，处理所采集到的数据，并进行分析。在诊断故障的时候，需要分析历史数据和当前数据，经过比较后做出诊断结果[1]。如果电气设备带病运行，或者运行状态不是很好，就会造成严重的后果。发挥状态检修技术的作用，对电气设备进行在线监测并检修，可以保证设备处于良性运行状态。图1为电气设备在线监测流程。

图1：电气设备在线监测流程

3 电气设备在线状态检修策略

3.1 超声波的检测技术

振动在弹性介质内的传播称为“波”，频率在20 Hz～20 000 Hz，能被人耳所听到的机械波称为“声波：不超过20 Hz的机械波被称为”次声波：超过20 000 Hz的机械波，称为“超声波”。当声波以某一角度入射到第二介质（固体）的界面上的时候，除了有纵波的反射和折射之外，还会出现横波的反射和折射，如此产生表面波。各种波型均符合几何光学中的反射定律：

在这个公式中，α为入射角;α1是纵波的反射角、α2是横波的反射角;γ、β为纵波与横波的折射角;cL是入射介质、cL1是反射介质、cL2是折射介质内的纵波速度;cS1是反射介质的横波速度、cS2是折射介质内的横波速度。当电气设备产生局部放电的时候，会产生电荷中和作用，此时放电部位分子变化非常剧烈，同时释放热量，电气设备在这样的热环境中会产生局部膨胀。当放电结束后，膨胀区域恢复原状，在这个过程中改变了介质疏密，超声波随之产生。放电区域作为超声波的中心，以球面波的形式扩散。使用声电转换器就可以将声信号转变为电信号，使用仪器对信号捕捉并进行分析，就可以将放电的详细位置确定下来。图2为声波的频率界限图。

3.2 射频相关检测技术

射频相关检测技术的应用原理是无线电接收器运行对空间电磁波信号接收，应用扫频和选频检测方式就可以对电磁波信号的大小予以明确，定位的时候还可以扩大范围，针对选取的频率范围制作出图形，明确是否为局部放电信号，还要测量其大小。

射频检测技术有2种应用模式，即频谱分析模式和时间处理模式。其中，频谱分析模式有很高的检测灵敏度，在安装检测系统时，操作简单，在检测的过程中不会改变电气设备的运转方法。射频检测技术应用中也存在一定的缺陷，即局放信号的分析能力不够，对于这种现象的解决能力也非常有限。西方国家采用实验模拟的方法对射频检测技术进行分析，探讨变压器内部结构对于测定灵敏性所产生的影响，比较一般的局放检测装置灵敏性与1 GHz射频检测系统灵敏性的不同，结果是射频系统有更高的灵敏性。中国研制出了平面等角螺旋天线，其频带为2 GHz～8 GHz，有很高的灵敏性，将其作为定位传感器，可以运行空间网格定位，避免使用传统解析算法的时候导致的时延检测值偏差以及波速参数偏差的问题，产生的定位结果相对比较大，由此表明，这一定位系统有很高的可靠性。

图2 声波的频率界限图

4 电气设备在线监测及状态检修技术的发展趋势

从当前国内外在线监测技术应用于电气设备中所发挥的功能来看，依然存在单一性问题。为了更好地发挥其作用，就要推动该技术发挥多种功能，综合方向发展，使其更好地发挥兼容性。在实施在线监测的过程中，要认识到电气设备有多个特征参数，通过运行分布式监测系统可以从多个角度监测电气设备的运行状态。采用在线监测的方法，可以做到实时监测，提高监测精确度，还可以保证电气设备的运行可靠性[3]。

现在人工智能技术的发展速度不断加快，在运行在线监测技术的时候，需要使用专家系统实时智能化监测，应用智能技术进行在线监测，诊断电气设备的运行状况，对于获得的监测信息智能化分析并处理。

电气设备在线监测及状态检修技术处于不断的发展中，各种新技术应运而生，而且正适应应用领域的需求不断完善，以扩展其应用领域，更好地发挥其价值，这就必然会推动电气设备更加安全的运行，而电气设备的维修也将迎来新的发展空间。

5 结语

通过上面的研究可以知道，对电气设备采用传统的检修方式会存在诸多的缺陷，影响检修质量，这是无法满足电气设备检测需求的，而且还会存在检修不到位的问题。对电气设备采取在线监测的方式，应用状态检修技术对电气设备检修，可以使电气设备处于持续良性的运行状态。从当前的电气设备检测工作来看，采用在线监测的方式，根据监测的结果提出状态检修技术，使检修工作更有针对性，获得一定的成效。在具体的工作中，要明确在线监测的功能，按照有关的规则展开监测工作，基于此探究状态检修技术，对于相关问题提出相应的解决策略，还要把握电气设备状态检修技术的未来发展趋势，对于在线监测方法不断创新，使状态检修技术具有更高的水平，促进电力行业快速稳定的发展。