浅析电气设备在线监测和故障诊断

任俊伟

【摘 要】文中分析了电气设备在线监测和故障诊断，探讨了电气设备在线监测与维修的意义，在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对设备的状况进行连续或定时的监测，电气设备的状态维修步骤，电气设备的在线监测预诊断的优点。探讨了电气设备的状态监测与故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发展趋势。

【关键词】电气设备；监测与维修；发展趋势

0.引言

电气设备是在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、断路器等设备的统称，它是由电源和用电设备两部分组成。电源的种类较多，常用的包括各种蓄电池、发电机及其调节器；用电设备包括发动机的起动系及汽车的照明、信号、仪表等，在强制点火发动机中还包括发动机的点火系。国外在线监测技术在1951年就开始应用，限于当时的技术条件，当时的在线监测技术，还根本无法抑制来自线路各种信号的干扰，那时候只能在离线条件下进行检测，尽管如此，在线监测技术还是发挥了应有的作用，因此，使在线监测技术在应用中有了提高，使它的基本思想得到发展并沿用至今。

1.工业电气设备故障的表现

在电气设备运行中，会发生故障对设备带来危害，为了保证电气设备在系统运行时的可靠性，例如，常见的电气设备有，电机、变压器、输电线路、电力电容器、避雷针、绝缘子等，这些不同种类的电气设备构成电力系统，为了保证这一电力系统的正常运行，就要保证这些电气设备的质量，如果这些或者某一个电气设备的质量出现问题，就可能发生故障，如果一旦出现故障，就将会影响到整个生产设备的停产，例如停电，就会给城乡居民带来较大的生活不便，这些后果都将会给经济社会带来难以弥补的经济损失。为了避免出现这种不良后果，从目前国内、外的资料和统计数据来看，容易导致产生这些设备出现故障失效的致命原因，是源于这些电气设备绝缘性能，这些电器设备由于绝缘材料的氧化程度，就可能使其性能得到降低。例如：2003年8月北美电力系统突然发生大面积停电，在这场事故的分析报告指出：电力系统造成停电的主要原因是俄亥俄州的地区电力局计算机控制能力失效，才会出现345千伏输电线由于接触到生长过速的树木发生放电现象，引起了高电压输电线对地短路事故。这是一种典型的由于绝缘问题引起的断电事故。这种绝缘老化问题的影响因子主要是材料的化学性能发生了变化，而影响化学性能变化的因素又可分为热、电、环境和机械因子四种。

2.电气设备在线监测的重要作用

为了保证电力设备的正常运行，在购入这些电力设备时对质量的要求是严格的，同时，在设备投入运行前也都要再一次的进行严格的质量检查，这对于任何企业都是非常重视的问题，这样就基本上可以消除由于设备的质量问题而引发事故发生。同时，在运行过程中，为了保持电气设备的正常的运行，有配备监视人员，进行日常的科学监视管理和维护工作。

2.1电气设备的在线监测

2.1.1电气设备运行阶段的在线监测

在电气设备运行的早期阶段。对其监视作用的功能，一般不需要维修，但设备一旦发生故障，就需要及时发现及时维修。在维修之后，对这一电气设备就发展成需要定期的检验和维修工作，这种预防性的监视和维修工作是必需的。实践证实，这种监视维修工作有利于电气设备的正常运转，目前，这种定期的预防性试验和维修工作已经在许多电力部门形成制度，这种制度对减少和防止电气设备发生事故发挥了相当重要的作用。

2.1.2电气设备在线监测与预防性维修

电气设备在线监测预防性维修需要离线进行，这会影响电气设备的使用功能，给电器设备的试验带来影响，这也是在线监测的不足之处。它的不足之处具体是，第一，由于电气设备的离线试验需停电才能进行，这在一些重要的电力设备来讲是做不到的，有的电气设备是不允许轻易停止正常运行的。第二，由于电气设备在停电后的设备状态（如电压、温度等）和运行中的状态是不一致的，如果断电，必然会影响到判断的准确度。第三，由于电气设备是周期性的定期检查，而不是连续地随时监测，这些电气设备仍有可能在试验过程中发生故障，这也造成了维修工作的难点。第五，电气设备由于是定期检查和维修，这些电气设备运新状态即使良好，但按计划仍然需进行试验和维修，就将对人力和物力造成浪费，有时候又可能因拆卸组装过程造成损坏。例如某条高压电缆出厂计划寿命为10年，工作10年后必须更换。计划寿命是一个估算数字，并且留有一定的安全保证系数，极少数会出现工作寿命不足10年的电气设备。大多数电气设备运行寿命都能超过10年，或者可到15年以上。

2.2电气设备在线监测的状态维修

在计算机高科技得到高速发展的今天，电气设备在线监测技术得到了发展，现代电器设备的在线监测，已经发展到以状态监测和故障诊断为基础的状态。利用这种状态监测与故障诊断的技术后，就可以使电气设备在线监测的预防性维修，向预知性维修过渡，这样就可以设在线监测从“到期必修”转变为“该修才修”。

2.2.1电气设备在线监测的状态维修步骤

第一，在线监测：获得能反应故障的信号；第二，分析诊断：进行信号分析处理做出诊断；第三，预防性维修：根据诊断结果有的放矢维修。

2.2.2电气设备在线监测的预诊断

电气设备的在线监测的预诊断的优点是。第一，可以被监测设备全过程受控，没有死区；第二，可以适时维修过剩维修，节约维修资金；第三，可以适时维修可避免维修不足，可避免设备带病工作。减少经济损失；第四，可以预诊断出设备较精确的剩余寿命，避免设备浪费。现代企业设备在线故障监测诊断装置，应用新的故障监测技术已成为必然的趋势。

3.电气设备的状态监测与故障诊断技术的发展概况

国外对电气设备状态监测与故障诊断技术的研究，始于20世纪60年代。各发达国家都很重视，但直到70～80年代，随着传感器、计算机、光纤等高新技术的发展与应用，设备在线诊断技术才得到迅速发展。我国对电气设备状态监测与故障诊断技术的重要性也早已认识。60年代就提出带电试验方法，但由于操作复杂，测量结果分散性大，没得到推广。随着高新技术的发展与应用，我国的电气设备在线诊断技术也得到了迅猛发展。

4.结语

电气设备在线监测和故障诊断，可以保证电气设备的正常运转，不仅可以提高生产效率，改善操作人员的工作环境，提高操作人员的工作的环境，提高操作人员的幸福指数。同时，电气设备的在线监测，还可以在今后发展过程中，改善人类的环保意识，节能环保是人类环保意识的需要，在生活中为了节约资源，节约每一滴水，每一度电，可以依靠在线检测来解决，这是低碳经济发展的需要。在不断积累监测数据和诊断经验的基础上，发展人工智能技术，实现在线监测的自动化，是进入小康社会的需要。

【参考文献】

[1]卢纬.浅析电气设备在线监测及故障诊断[J].科技风，2011（14）.

[2]马伟，郭永超，胡燕梅等.电气设备在线监测及故障诊断分析[J].今日科苑， 2010（20）.