摘要：隨著供電可靠性和電網(wǎng)運(yùn)行安全性要求的提高，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)逐漸被加以重視。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在數(shù)據(jù)采集和分類以及數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的工作量很大，需要工作人員付出巨大的努力。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用具有新的作用，許多地方值得進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：在線監(jiān)測(cè)技術(shù)；變電設(shè)備；變電檢修；電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM721 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）29-0031-02

在線監(jiān)測(cè)就是通過(guò)企業(yè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，如信息管理系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)等，對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，了解各變電設(shè)備的使用狀態(tài)，保證電網(wǎng)電能質(zhì)量。

1 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的必要性和不足

1.1 必要性

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)經(jīng)數(shù)十年的研究并運(yùn)用于實(shí)踐，不可否認(rèn)，它的發(fā)展潮流不可逆轉(zhuǎn)。時(shí)至今日，其部分成熟產(chǎn)品已在電網(wǎng)設(shè)備中應(yīng)用和推廣。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)作為一門(mén)技術(shù)檢測(cè)手段，在設(shè)備運(yùn)行期間檢測(cè)和比較設(shè)備和周邊環(huán)境有關(guān)數(shù)據(jù)。就《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》及《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的內(nèi)容顯示，在線檢測(cè)的主要任務(wù)是從中提取設(shè)備可采集的相關(guān)數(shù)據(jù)。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，氧化鋅避雷器泄漏監(jiān)測(cè)儀可以發(fā)現(xiàn)主設(shè)備很多缺陷，而且其本身發(fā)生故障的幾率很小，這樣就起到很好的保障設(shè)備安全運(yùn)行的作用。油中溶解氣體監(jiān)測(cè)儀可以說(shuō)是較為成熟的檢測(cè)設(shè)備，其連續(xù)性檢測(cè)電容量和介損的功能有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和跟蹤故障，值得加以利用。

在線監(jiān)測(cè)指導(dǎo)下的狀態(tài)檢修具有實(shí)時(shí)性、真實(shí)性、針對(duì)性等特點(diǎn)。輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備絕緣、導(dǎo)線溫度、振動(dòng)等狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不受設(shè)備運(yùn)行情況和時(shí)間的限制，可以隨時(shí)檢測(cè)設(shè)備各單元的運(yùn)行狀態(tài)，一旦設(shè)備出現(xiàn)缺陷，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并跟蹤檢測(cè)、處理。由于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的絕緣參數(shù)、泄漏電流等進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合實(shí)際情況，更加真實(shí)和全面。可根據(jù)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的發(fā)展和變化來(lái)確定檢修項(xiàng)目、內(nèi)容和時(shí)間，檢修目的明確，針對(duì)性更強(qiáng)。

1.2 不足

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的問(wèn)題有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)失真、傳輸通道不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)分析的專家系統(tǒng)智能化程度低。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)失真，即由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣、各種干擾情況錯(cuò)綜復(fù)雜而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)收集困難或出現(xiàn)偏差。此時(shí)電磁兼容問(wèn)題需得到妥善處理，還要注意高頻無(wú)線電干擾和中、低頻干擾的影響。傳輸通道不穩(wěn)定，即主站、子站及其之間的傳輸通道擁有大量的通信設(shè)備及模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，任一設(shè)備及通道故障，都有可能造成數(shù)據(jù)的失真、丟失等。數(shù)據(jù)分析的專家系統(tǒng)智能化程度低，即界面的友好性和分析的智能性不高。

2 在線監(jiān)測(cè)的具體應(yīng)用

2.1 變壓器在線監(jiān)測(cè)

對(duì)變壓器油色譜進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)時(shí)，必須對(duì)大型變壓器油進(jìn)行定期試驗(yàn)。而變壓器油作為主變壓器的主絕緣和散熱的首要介質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，可以檢查變壓器內(nèi)部的現(xiàn)狀，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其存在的缺陷。但一般定期檢測(cè)周期很長(zhǎng)，電力設(shè)備未檢情況下出故障情況很普遍，所以要更注重對(duì)變壓器油色譜進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。在變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需將變壓器本體油經(jīng)循環(huán)管路循環(huán)并進(jìn)入脫氣裝置，再由脫氣裝置進(jìn)入分析儀，經(jīng)數(shù)據(jù)處理打印出可燃?xì)怏w等的譜圖及含量值。根據(jù)變壓器油中的溶解氣體，反映出變壓器內(nèi)部的故障類型。若是放電性故障，乙炔含量會(huì)明顯增長(zhǎng)；若為過(guò)熱性故障，總烴含量會(huì)明顯變大。可以說(shuō)，油中特征氣體含量的變化為變壓器發(fā)生故障損壞的征兆。連續(xù)監(jiān)測(cè)安裝油中特征氣體傳感器可及早發(fā)現(xiàn)潛伏故障，有利于用戶用正確的檢修手段進(jìn)行維護(hù)。

鐵芯構(gòu)件中的夾件若發(fā)生松動(dòng)并觸碰到鐵芯，鐵芯片間絕緣發(fā)生老化損壞，致鐵芯發(fā)熱。變壓器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，鐵芯在強(qiáng)磁場(chǎng)情境下會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。因鐵芯距繞組的距離不同而產(chǎn)生電位差。投運(yùn)的變壓器若出現(xiàn)鐵芯兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地的情況，會(huì)造成鐵芯及變壓器的嚴(yán)重故障（如鐵芯長(zhǎng)時(shí)間多點(diǎn)接地造成變壓器油劣化，油中分解出可燃性氣體；或?qū)е履举|(zhì)墊塊、夾件發(fā)生碳化等），加強(qiáng)對(duì)鐵芯參數(shù)值得在線監(jiān)測(cè)有于維護(hù)變壓器的健康有效運(yùn)行。

若變壓器油、紙絕緣內(nèi)含有氣隙或者內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不均勻以及導(dǎo)體內(nèi)有尖角、毛刺等，會(huì)使局部電場(chǎng)集中過(guò)度，以致介質(zhì)擊穿，導(dǎo)致局部放電，而局部放電水平可指示變壓器內(nèi)正發(fā)生的突變狀況。在線監(jiān)測(cè)局部放電參數(shù)，有利于防止絕緣體因局部放電所產(chǎn)生的惡化或破損。通常會(huì)出現(xiàn)絕緣中某些固體絕緣的空洞、金屬物和氣泡。用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)這一軟件方法，可有效抑制干擾，能將很弱的局部信號(hào)從外界強(qiáng)大的電磁干擾中檢驗(yàn)出來(lái)。將超聲法與電氣法相結(jié)合于變壓器局部放電，即電聲聯(lián)合測(cè)量法可有效檢測(cè)和定位局部放電部位。

2.2 高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)

高壓斷路器的性能由電接觸、滅弧性能、機(jī)械動(dòng)作特性、高壓絕緣、輔助控制回路等多方面來(lái)體現(xiàn)。加大對(duì)這些狀態(tài)監(jiān)視并及時(shí)發(fā)出多種故障信號(hào)，判斷其可能出現(xiàn)的故障類型，減低由不必要檢修對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的損害，降低事故，避免資源浪費(fèi)。電網(wǎng)的故障往往與開(kāi)關(guān)操作不當(dāng)有關(guān)。開(kāi)關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能記錄事故前的必要信息，包括各相電壓、電流等。

還要明確機(jī)械可能出現(xiàn)的故障，如斷路機(jī)械部分老化、磨損、變形、生銹以及裝配不當(dāng)?shù)?，而檢測(cè)這些故障的手段隨著計(jì)算機(jī)和電力技術(shù)的發(fā)展變得越來(lái)越方便。記錄每次機(jī)械開(kāi)關(guān)開(kāi)合時(shí)間間隔已不是難事，故可以由高壓斷路器的行程時(shí)間做出機(jī)械動(dòng)作參數(shù)，并分析其變化，找出機(jī)械故障隱患，防患于未然。

分、合閘線圈作為控制斷路器動(dòng)作的關(guān)鍵元件，其性質(zhì)決定了整個(gè)斷路器的運(yùn)行狀態(tài)?；魻栐娏鱾鞲衅鲗?duì)于多種信息的分、合閘電流波形檢測(cè)作用明顯，其可分析每次操作監(jiān)測(cè)到的波形變化甚至正確預(yù)測(cè)機(jī)械故障的趨勢(shì)。

對(duì)主操作桿的監(jiān)測(cè)，要注意機(jī)械負(fù)載特性。依據(jù)開(kāi)關(guān)開(kāi)合時(shí)刻和觸頭接觸的壓力來(lái)判斷連桿松動(dòng)或斷裂卡死等不良情況。

2.3 高壓設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)

機(jī)械振動(dòng)、觸動(dòng)燒蝕而導(dǎo)致接觸處溫度攀升，造成接觸處氧化，進(jìn)而接觸電阻加大，溫度上升明顯，最終導(dǎo)致局部熔焊或至電弧放電，使周?chē)^緣材料受損，電氣設(shè)備遭破壞。在線監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)設(shè)備導(dǎo)電連接處溫度，進(jìn)行過(guò)熱報(bào)警，有利于避免大事故產(chǎn)生并控制故障惡化。就生產(chǎn)運(yùn)行態(tài)勢(shì)而言，溫度的在線監(jiān)測(cè)有很好的發(fā)展前景。在高壓設(shè)備溫度檢測(cè)中，紅外熱像儀的應(yīng)用十分廣泛。就高壓斷路器來(lái)說(shuō)，可通過(guò)監(jiān)測(cè)導(dǎo)電回路電阻來(lái)判斷開(kāi)關(guān)觸頭運(yùn)行狀態(tài)良好程度。若觸頭接觸不好，電阻增加，熱耗損功率必上升，而紅外熱像儀靈敏度高，可方便快捷地測(cè)出來(lái)。

3 主要技術(shù)構(gòu)成

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要由油氣分離技術(shù)、色譜柱技術(shù)、氣敏傳感器技術(shù)、控制系統(tǒng)等組成。

3.1 油氣分離技術(shù)

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采用的高分子分離膜具有的特性能夠快速滲透等氣體，耐油、耐高溫，保持有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，有較好的機(jī)械強(qiáng)度和較長(zhǎng)的使用壽命，并且在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中不易發(fā)生破損。

但聚四氟乙稀薄膜只能滲透氫氣，故在實(shí)際的聚四氟乙稀薄膜制造過(guò)程中，采取技術(shù)手段在膜上制造許多微小的細(xì)孔，使其孔徑只能滲透油中溶解的氣體的分子結(jié)構(gòu)而不能滲透油分子，極大改善了聚四氟乙稀薄膜的滲透性。

3.2 色譜柱技術(shù)

變壓器油在變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生六種不同特征的混合氣體。一般地，實(shí)驗(yàn)室主要用由兩根色譜柱構(gòu)成色譜柱來(lái)分離混合氣體。每根色譜柱負(fù)責(zé)分離2～3種氣體。由于該類色譜柱原則上會(huì)因溫度的變化導(dǎo)致誤差，故不適合作為在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組件，而采用氧化紹復(fù)合充填的復(fù)合色譜柱可以滿足油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)要求。這種復(fù)合色譜柱柱長(zhǎng)為6米，能在不到14分鐘的時(shí)間內(nèi)，分離從變壓器油中分離出來(lái)的混合氣體，過(guò)程穩(wěn)定且不受溫度變化的干擾。

3.3 控制系統(tǒng)

CPU的終端機(jī)可以控制變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)的全過(guò)程。每次監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換保證了通信順暢，縮減了通信時(shí)間，在掉電后數(shù)據(jù)仍然不會(huì)丟失。在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中，各終端機(jī)會(huì)在完成樣品監(jiān)測(cè)后，把監(jiān)測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)逐個(gè)傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行匯總。

4 結(jié)語(yǔ)

由于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)踐起步較晚，發(fā)展尚不成熟，需要多加積累經(jīng)驗(yàn)，才能切實(shí)保障其可靠性。處于應(yīng)用初期階段，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分類數(shù)據(jù)或分析數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的設(shè)備健康變化狀況過(guò)程中，都可能存在偏差。只有當(dāng)在數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)反映出來(lái)的信息量都到達(dá)相當(dāng)規(guī)模時(shí)，才可能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分類，并得出可信的具體標(biāo)準(zhǔn)。但是在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在變電檢修中的應(yīng)用有很大現(xiàn)實(shí)意義，順應(yīng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

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作者簡(jiǎn)介：肖祥科（1986-），男，湖南隆回人，國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司隆回供電分公司助理工程師，研究方向：變電

檢修。