电气设备状态检测技术应用于冶金工业的价值探析

丁万霞

(西安铁路职业技术学院，陕西 西安 710000)



电气设备状态检测技术应用于冶金工业的价值探析

丁万霞

(西安铁路职业技术学院，陕西 西安 710000)

冶金行业工艺较为复杂，加之技术性要求较高，生产系统和控制系统常会出现一些问题，其中电气设备状态问题尤为突出，催生了相应的状态检测技术。对电器设备的状态监测技术进行了相关论述，并阐述了其应用过程。

电气设备；状态检测技术；冶金工业；价值探析

冶金过程较为复杂，所以对控制系统和自动化系统的性能要求较高，作为多项系统基础的电气设备的运行状况逐渐备受行业的关注，为了进一步提高电气设备的运行状态，状态检测技术随之产生，并广泛的应用于冶金过程[1]。为了深入研究、探讨该技术的应用价值，本文进行了研究分析，现将研究内容论述如下。

1 冶金电气设备特性简介

冶金行业主要负责金属、钢铁冶炼及其相关的操作和运行工作，其技术性要求明显高于自动化生产产品等基础行业。除了对电气设备的技术水平要求较高外，还需要具有较高的抗污染性、抗干扰性、抗振性、抗高温性等，对设备的可靠性和精度控制同样要求严格。其行业需要电气设备具备的发展特性如下[2]。

1) 抗污染性。由于冶金工业需要使用较多的钢铁，所以在冶炼过程中会产生大量的粉尘，其中富含导电性的粉尘，这就表示该行业设备需要具备较高的抗污染性。

2) 抗振和抗干扰性。电气设备毕竟是一种电子设备，但凡是电气设备就需要具有一定的抗振性和抗干扰性，所以冶金行业电气设备也不例外。对冶金工业来说，现场需要使用大型的电炉和轧钢系统，这些设备在传动和供电过程中会形成大量影响控制系统和设备的谐波，所以必须具有抗振和抗干扰能力。这些谐波将有可能造成控制设备不能正常运行。

3) 抗高温性。冶金过程会产生大量的高温，其冶金现场温度较高，所以需要电气设备具有较高的耐高温性。

4) 对设备可靠性要求较高。冶金工业中具有一种冷轧带钢的传动控制系统，该系统对设备的安全性要求较高，一旦设备出现故障就会严重的影响冶金过程，如果处理不及时就会酿成重大事故。例如，热轧高炉这些重要设备如果质量不过关极易发生煤气泄漏或者是铁水溢流等问题，这些问题比较容易造成巨大的恶性事故。

5) 精度控制性。冶金工业中的传动系统常常需要具备较高的精度控制能力，其响应控制时间要求较短。

2 电气设备状态检测的必要性

对冶金工业设备进行检测就是指对其相关机器运行特性采用技术手段进行检测。通过提取故障先兆来发现机器运行中的异常变化情况，或者是故障发生趋势，从而为故障发生做好提前防范。可以说设备状态检测就是设备的一种“健康体检”。通过这种“体检”能够有效降低安全隐患，消除重大事故。据统计数据显示[3]，对电气设备进行状态检测能够有效的降低75%的设备事故率，减少28%～50%的设备维修费用，综合提升冶金行业的经济效益。

3 应用过程

3.1 设备状态检测内容

对电气设备进行检测需要依照一定的规范和系统进行，其检测步骤如下：采集信号→处理数据传输信号→处理数据→诊断故障。只有依照上述步骤严格的进行检测才能有效的判断设备运行的状态，对其故障做到及时的诊断和纠正，使设备正常运行。

具体的检测步骤如下[4]。

1) 采集信号。在设备使用时，使用信号采集系统对信号进行采集，同时对设备运行状态量进行检查和判断，然后对设备的运行趋势进行预测。期间需要通过系统获取需要检测的对象的基本信息，重点对电气设备的电流、电压、部分放电量、磁力线密度以及频率进行采集，严密留意异常信号。采集数据有3种方法，分别为信号峰值采集、信号波形采集以及阀值地域峰值的脉冲记录。

2) 处理数据传送信号。因为处理数据传送信号过程容易受环境影响出现信号相移和损失问题，同时也易遭受干扰问题，所以检测设备必须远离该处理系统。为了保证数据传输信号处理的高效性，可以对传输信号进行模数转换，然后进行预处理，再压缩打包信号，最后，通过传输路径送回处理控制中心。整个过程需要使用光缆或者是电缆传输方式，这两种传送载体能够传输具有较高的抗干扰能力的数字信号。

3) 处理数据。在处理控制中心对采集到的多种数据和信号进行处理，可以分析时域频域，对特征值进行读取，亦或者是进行平均处理等。处理数据的过程可能需要增强和保留有用信号，这样做的目的是抑制干扰，同时对信号特征进行提炼。最后，对相关分析数据进行统计和记录，使其成为运行状态诊断的重要依据。

4) 诊断故障。在数据处理之后统计好所有数据，然后在历史数据分析的基础上处理好现行的数据，根据上面获取的特征信号，运用人工神经网络、模糊逻辑、专家系统等多种诊断方法进行诊断，同时可以结合以往的运行经验和判据实施对比分析，以求准确的进行状态判断。

3.2 状态检测技术应用

对冶金工业进行电气设备状态检测主要是指检测在线状态，然后通过状态分析和判断来确定故障发生位置。要想实现上述检测目标和内容需要采用计算机技术、信息技术以及现代传感器技术等，只有综合运用多种技术手段才能准确的把握设备的运行状态，从而为故障诊断提供最可靠的数据支撑。应用这些技术手段和其相应的检测过程为首先利用多种电、光、流量、振动等传感器对设备运行的状态信号进行检测，确保其能够得以采集、转换、传输和处理，然后经由数据采集单元将上述信号进行采集和存储，将其置入存储器中[5]。之后处理数据，最后进行故障诊断。整个电气设备状态检测和诊断过程需要使用多种技术手段，具体的技术使用情况如下。

3.2.1 传感器技术及其应用

传感技术是设备在线检测的主要方式之一 ，使用传感器能够更加准确的获取设备的状态量数据。近年来，该技术得以不断的应用，出现了气体、光及温度等传感器。这些传感器能够在一定的检测条件下最大程度上提升在线检测的准确性，而且可以将设备运行状态量转化为能够传输的数字信号。为了检测输变电设备的绝缘子的盐密，在研究领域逐渐出现了光传感器检测绝缘子的污秽程度这一种方式，该方式对电力系统检测来说是一大突破性研究。但是目前没有得到广泛推广，所以是未来主要的研究领域和研究内容之一。

3.2.2 网络通信技术及其应用

随着各行各业的不断发展，电力设备的需求量日益增大，由此产生的在线检测技术也在不断的推陈出新。由运用单片机检测转化为通过DSP 技术进行检测，由计算机技术检测系统逐渐升级为新型总线技术系统，或者是新型网络技术系统，或者是网络和新型总线技术综合的检测系统[6]。这些系统见证了电气设备的更新历史，也见证了冶金工业不断前进和发展的历史。在冶金工业中，在线检测装置包括分散型的检测装置，也包括集中型的检测装置，均能够将数据输送到服务器处理过程，也能够在设备终端进行信号处理和传输。

3.2.3 数据处理和分析技术及其应用

该技术是电气设备检测的主要技术之一，主要的应用过程为对现场噪声背景下采集的信息进行提取，然后对其进行处理和分析。主要需要分析的信息为注意值和信息量，以此来对电气设备进行准确的判断，所判断的内容为设备运行是否正常、是否存在故障、是否接近故障状态，或是否需要停止设备运行。由于冶金工业的电气设备周围的吵杂环境会对运行的电气设备信息提取造成干扰，所以必须采用数字滤波技术以及硬件滤波技术，只有这样才能有效的消除或者是降低冶金过程中的噪声。就目前较为常见的滤波技术来看，主要有小波变换滤波技术，该技术能够对稳态干扰信号进行消除，从而提取出较为有用的信号，便于日后分析结果的准确性的提高[7]。不难判断，随着现今科学技术革新速度的不断提升，数据处理和分析技术也将进一步进行优化升级和更新换代。未来所研发的数据处理和分析技术势必能够更加高效的分析和处理数据；而在故障分类和故障处理时，多会寻求一些特征量或者是寻求一个特征量进行模式识别。

4 结 语

综上所述，在冶金行业中电气设备状态检测技术应用较为广泛，能够有效的检测电气设备的运行状态，及时发现电气设备的运行故障，便于提升运行安全，减少冶金过程中事故的发生率，可见该技术的应用价值十分巨大。但是就本次研究而言，研究内容仍然不够全面，今后笔者将继续进行深入的研究与分析，望能够最大程度上发挥该技术的应用价值，综合提升电气设备的运行安全性。

[1] 程嘉韦, 李晟, 崔祎. 电气设备状态检测中红外诊断技术应用分析[J]. 企业导报, 2012(24): 284.

[2] 周兆科. 电气设备状态检测技术在冶金工业的应用分析[J]. 中国科技投资, 2012(24): 115.

[3] 解必高, 李晓玮. 电气设备状态检测技术在冶金工业的应用[J]. 通讯世界, 2015(6): 202.

[4] 孙喜涛. 浅谈变电站电气设备的状态维修技术[J]. 价值工程, 2011, 30(3): 281.

[5] 仲春华, 赵一静. 电气设备的绝缘在线监测与状态检修[J]. 科学与财富, 2016, 8(4): 54-55.

[6] 李劼. 电力设备绝缘检测技术的研究[J]. 甘肃冶金, 2010, 32(2): 85-87.

[7] 程昊. 浅析电气设备维修和设备保养的重要性[J]. 中国科技博览, 2012(25): 559.

Valid Analysis of Metallurgical Industry in Electrical Equipment Inspection

DING Wanxia

(Xi'anRailwayVocationalTechnicalInstitute,Xi’an,Shanxi710000,China)

In recent years, economic industry is relatively developing in all walks of life while the demand for raw materials is increasing, as brings the change of metallurgical industry in large metallurgical task. But the process is relatively complicated with high technical requirements. It will eventually cause some problems to industry production system and control system, including electrical equipment state. The resulting state of the corresponding detection technology is discussed in this paper to show the related research and the application process, including the proposals for the development of metallurgical industry.

Electrical equipment; State detection technology; Metallurgical industry; Value analysis

2016-11-08

丁万霞(1965-)，女，陕西泾阳人，副教授，研究方向：电气控制及电气检测，手机：13659231269，E-mail：313612570@qq.com.

TM507

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.027