电器检测技术

1、电气在线监测技术电气在线监测技术 2016年03月-05月 主要介绍电气在线监测技术的原理、技术内容以及应用与发展情主要介绍电气在线监测技术的原理、技术内容以及应用与发展情况等，培养研究生掌握电气设备在线监测基础理论与应用技术，课程况等，培养研究生掌握电气设备在线监测基础理论与应用技术，课程期间要求研究生完成文献阅读、课堂讨论及综述报告等环节，课程内期间要求研究生完成文献阅读、课堂讨论及综述报告等环节，课程内容主要包含智能电网及其电气在线监测技术综述、在线监测及故障诊容主要包含智能电网及其电气在线监测技术综述、在线监测及故障诊断基本理论、电气在线监测系统及其传感器技术、重要电气设备故障断基本理

2、论、电气在线监测系统及其传感器技术、重要电气设备故障与在线监测技术，并在相关章节介绍电气在线监测抗干扰技术、人工与在线监测技术，并在相关章节介绍电气在线监测抗干扰技术、人工智能技术在电器在线监测中的应用。智能技术在电器在线监测中的应用。 要求：要求： （1 1）每位同学以一个技术专题为主，阅读）每位同学以一个技术专题为主，阅读8 8篇文献，其中篇文献，其中3 3篇英文、篇英文、1 1篇硕士或博士篇硕士或博士论文、论文、4 4篇其他中文文献；篇其他中文文献； （2 2）提交阅读笔记（每篇）提交阅读笔记（每篇300-500300-500字）；字）； （3 3）提交及演讲）提交及演讲1 1份课堂讨论

3、份课堂讨论PPTPPT； （4 4）提交一篇综述论文。）提交一篇综述论文。 考核：考核： 开卷考试（开卷考试（60%60%）+ +课堂讨论（课堂讨论（10%10%）+ +综述论文或检测样机（综述论文或检测样机（30%30%） 主要参考文献：主要参考文献：1、电器测试与故障诊断技术，机械工业出版社，、电器测试与故障诊断技术，机械工业出版社，2007年年2、电气设备状态监测的理论与实践，清华大学出版社，、电气设备状态监测的理论与实践，清华大学出版社，2005年年3、电气设备绝缘在线监测和状态维修，中国水利水电出版社，、电气设备绝缘在线监测和状态维修，中国水利水电出版社，2004年年4、断路器故障诊

4、断技术，中国水利水电出版社，、断路器故障诊断技术，中国水利水电出版社，2006年年5、测控技术在电力设备在线检测中的应用，中国电力出版社，、测控技术在电力设备在线检测中的应用，中国电力出版社，2006年年 6、高压开关设备状态监测与诊断技术，机械工业出版社，、高压开关设备状态监测与诊断技术，机械工业出版社，2001年年其它：读书笔记文献。其它：读书笔记文献。 PPTPPT专题：专题：（1 1）低压电器智能化技术）低压电器智能化技术（2 2）在线监测取源技术）在线监测取源技术（3 3）无线监测技术及其应用）无线监测技术及其应用（4 4）新型电流互感器技术）新型电流互感器技术（5 5）新型电压互感

5、器技术）新型电压互感器技术（6 6）断路器在线监测技术）断路器在线监测技术（7 7）开关柜在线监测技术）开关柜在线监测技术（8 8）电力广域网在线监测技术）电力广域网在线监测技术（9 9）智能变电站在线监测技术）智能变电站在线监测技术（1010）人工智能方法在线监测的应用）人工智能方法在线监测的应用面向智能电网的电气在线监测技术面向智能电网的电气在线监测技术面向智能电网的电气在线监测需求分析面向智能电网的电气在线监测需求分析 电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分析 结束语结束语 第一章第一章 绪论绪论 面向智能电网的输电环节主要技术工作：输电可靠性、设备检修模式以面向智能电网

6、的输电环节主要技术工作：输电可靠性、设备检修模式以及设备状态自动诊断技术。及设备状态自动诊断技术。（1 1）输电环节存在的主要问题）输电环节存在的主要问题 设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求；设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求； 设备检修方式较为落后；设备检修方式较为落后； 系统化的设备状态评价刚刚起步。系统化的设备状态评价刚刚起步。 面向智能电网的电气在线监测需求分面向智能电网的电气在线监测需求分析析1.1 1.1 输电环节输电环节（2 2）输电线路状态检测需求）输电线路状态检测需求 雷电定位和预警雷电定位和预警 输电线路气象环境监测与预警输电线路气象环境监测

7、与预警 输电线路覆冰监测与预警输电线路覆冰监测与预警 导地线微风振动监测导地线微风振动监测 导线温度与弧垂监测导线温度与弧垂监测 输电线路风偏在线监测与预警输电线路风偏在线监测与预警 输电线路图像与视频监控输电线路图像与视频监控 输电线路运行故障定位及性质判断输电线路运行故障定位及性质判断 绝缘子污秽监测与预警绝缘子污秽监测与预警 杆塔倾斜在线监测与预警杆塔倾斜在线监测与预警1.1 1.1 输电环节输电环节 面向智能电网的电气在线监测需求分析面向智能电网的电气在线监测需求分析 面向智能电网的变电环节的主要技术工作面向智能电网的变电环节的主要技术工作: :设备状态检修，资产全寿命管设备状态检修，

8、资产全寿命管理，变电站综合自动化。理，变电站综合自动化。（1 1）变电环节存在的主要问题）变电环节存在的主要问题 设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求；设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求； 变电站自动化技术尚不成熟；变电站自动化技术尚不成熟； 智能化变电站技术、运行和管理系统尚不完善；智能化变电站技术、运行和管理系统尚不完善； 设备检修方式较为落后；设备检修方式较为落后； 系统化的设备状态评价工作刚刚起步。系统化的设备状态评价工作刚刚起步。1.21.2变电环节变电环节 面向智能电网的电气在线监测需求分析面向智能电网的电气在线监测需求分析（2 2）变电环节状态检修需

9、求）变电环节状态检修需求 以以110110千伏及以上电压等级千伏及以上电压等级变压器、断路器设备为重点变压器、断路器设备为重点，设备检修工作逐，设备检修工作逐步过渡到以状态检修为主的管理模式：步过渡到以状态检修为主的管理模式： 将重要设备的状态通过传感器感知到管理中心，实现对重要设备的状态将重要设备的状态通过传感器感知到管理中心，实现对重要设备的状态的实时监测和预警，提前做好设备更换、检修、故障预判等工作。的实时监测和预警，提前做好设备更换、检修、故障预判等工作。 面向智能电网的电气在线监测需求分析面向智能电网的电气在线监测需求分析1.21.2变电环节变电环节 配电自动化系统（又称配电管理系统

10、配电自动化系统（又称配电管理系统) )，通过对配电的集中监测、优化运，通过对配电的集中监测、优化运行控制与管理，达到高可靠性、高质量供电，降低损耗和提供优质服务的目行控制与管理，达到高可靠性、高质量供电，降低损耗和提供优质服务的目标。标。（1 1）配电环节存在的主要问题）配电环节存在的主要问题 配电设备的状态检修是工业化国家普遍推行的一种科学的设备检修管理配电设备的状态检修是工业化国家普遍推行的一种科学的设备检修管理策略。长期以来，我国电力设备大多采用传统的计划检修模式，耗费巨大，策略。长期以来，我国电力设备大多采用传统的计划检修模式，耗费巨大，工效不佳。科学、合理地安排检修，降低检修成本及工

11、作量，保证系统的高工效不佳。科学、合理地安排检修，降低检修成本及工作量，保证系统的高可靠性，提高设备有效利用率，是国内全行业面临的困难与挑战。可靠性，提高设备有效利用率，是国内全行业面临的困难与挑战。 面向智能电网的电气在线监测需求分析面向智能电网的电气在线监测需求分析1.31.3配电环节配电环节（2 2）配电网设备状态检测需求）配电网设备状态检测需求 配电网设备配电网设备状态监测状态监测、预警预警与与检修检修方面主要包括：方面主要包括： 对配电网关键设备的对配电网关键设备的环境状态环境状态、机械状态机械状态、运行状态运行状态的感知与监测；配的感知与监测；配电网电网设备安全防护预警设备安全防护

12、预警；对配电网设备故障的；对配电网设备故障的诊断评估诊断评估和配电网设备和配电网设备定位检定位检修修等方面。等方面。 面向智能电网的电气在线监测需求分析面向智能电网的电气在线监测需求分析1.31.3配电环节配电环节 智能用电包括：利用智能表计、交互终端等，提供水电气三表抄收、家智能用电包括：利用智能表计、交互终端等，提供水电气三表抄收、家庭安全防范、家电控制、用电监测与管理等功能。庭安全防范、家电控制、用电监测与管理等功能。（1 1）用户侧存在的主要问题）用户侧存在的主要问题 低压用户用电信息采集建设较为滞后；低压用户用电信息采集建设较为滞后； 覆盖率和通信可靠性都不理想；覆盖率和通信可靠性都

13、不理想； 用户与电网灵活互动应用有限；用户与电网灵活互动应用有限； 分布式电源并网研究与实践经验较匮乏；分布式电源并网研究与实践经验较匮乏； 用户能效监测管理还未得到真正应用。用户能效监测管理还未得到真正应用。 面向智能电网的电气在线监测需求分析面向智能电网的电气在线监测需求分析1.41.4用电环节用电环节（2 2）用户侧用电监测需求）用户侧用电监测需求 智能表计及高级量测、智能插座、智能用电交互与智能用电服务；智能表计及高级量测、智能插座、智能用电交互与智能用电服务； 电动汽车及其充电站的管理；电动汽车及其充电站的管理； 绿色数据中心与智能机房；绿色数据中心与智能机房； 能效监测与管理和电力

14、需求侧管理等。能效监测与管理和电力需求侧管理等。 面向智能电网的电气在线监测需求分析面向智能电网的电气在线监测需求分析1.41.4用电环节用电环节 从电力电器设备的发展趋势出发，将从根本上对从电力电器设备的发展趋势出发，将从根本上对其其功能和实现功能的方功能和实现功能的方式加以重新审视和改进：式加以重新审视和改进： （1）参量获取和处理数字化。）参量获取和处理数字化。智能化电力设备所有功能的实现基于数字智能化电力设备所有功能的实现基于数字化的信息，包括电力系统运行和控制中需要获取的各种电参量，以及能够反化的信息，包括电力系统运行和控制中需要获取的各种电参量，以及能够反映电力设备自身状态的各种电

15、、热、磁、光、位移、速度、振动、放电等等映电力设备自身状态的各种电、热、磁、光、位移、速度、振动、放电等等物理量。信息的后续物理量。信息的后续传输传输与处理也都以数字化形式进行。与处理也都以数字化形式进行。 （2）自我监测与诊断能力。）自我监测与诊断能力。智能化电力设备可以随时监测各种涉及设备智能化电力设备可以随时监测各种涉及设备状况和安全运行所必须的物理量，同时对这些物理量进行计算和分析，掌握状况和安全运行所必须的物理量，同时对这些物理量进行计算和分析，掌握设备的运行状况以及故障点与发生原因。设备的运行状况以及故障点与发生原因。 面向智能电网的面向智能电网的电气在线监测电气在线监测技术技术2

16、.1 2.1 电力电器检测技术的应用目的电力电器检测技术的应用目的 （3）自适应控制能力。）自适应控制能力。智能化电力设备依靠数字技术，能够根据实际工智能化电力设备依靠数字技术，能够根据实际工作的环境与工况对操作过程进行自适应调节，使得所实现的控制过程和状态作的环境与工况对操作过程进行自适应调节，使得所实现的控制过程和状态是最优的，这不但可以进一步提高电力设备自身的指标和性能，还可以在很是最优的，这不但可以进一步提高电力设备自身的指标和性能，还可以在很大程度上节约原材料和运行所消耗的能源。大程度上节约原材料和运行所消耗的能源。 （4）信息交互能力。）信息交互能力。任何一台设备都可以通过网络获取

17、任何其他连接于任何一台设备都可以通过网络获取任何其他连接于网络的设备提供的任意参数，这必将不断影响电力设备的发展，甚至包括运网络的设备提供的任意参数，这必将不断影响电力设备的发展，甚至包括运行模式、操作方式、管理理念的根本改变。行模式、操作方式、管理理念的根本改变。 基于上述检测、控制与信息交互的智能电力设备：基于上述检测、控制与信息交互的智能电力设备： 电力设备（含传感器）与智能组件的有机结合。全面实现可以测量数字电力设备（含传感器）与智能组件的有机结合。全面实现可以测量数字化、控制网络化、操作智能化、状态可视化、功能一体化和信息互动化的智化、控制网络化、操作智能化、状态可视化、功能一体化和

18、信息互动化的智能电力设备，且实现能自我状态评估、自诊断。能电力设备，且实现能自我状态评估、自诊断。 面向智能电网的面向智能电网的电气在线监测电气在线监测技术技术2.1 2.1 电力电器检测技术的应用目的电力电器检测技术的应用目的 （1）传感器检测技术）传感器检测技术o传感器检测技术：传感器检测技术： 电力系统与设备的信息来源是各种传感器，为了提高面向智能电网的电电力系统与设备的信息来源是各种传感器，为了提高面向智能电网的电力装备感知能力，引导智能感知装备制造技术的发展，需要以传感器为基础力装备感知能力，引导智能感知装备制造技术的发展，需要以传感器为基础，研制并推出具有更多种类、更高级、可靠、灵

19、活的智能感知装备。，研制并推出具有更多种类、更高级、可靠、灵活的智能感知装备。 面向智能电网的面向智能电网的电气在线监测电气在线监测技术技术2.2 2.2 面向智能电网的电器检测关键技术面向智能电网的电器检测关键技术保护装置合并器智能仪表ROGOWSKI线圈光纤光纤计算机采集器监控记录IEC 61850通电导体磁传感器d （1）传感器检测技术）传感器检测技术o电力电器设备相关的传感器：电力电器设备相关的传感器： 电流电流/电压传感器、气体传感器、超声波传感器、超高频传感器、光学传电压传感器、气体传感器、超声波传感器、超高频传感器、光学传感器、温湿度传感器与压力传感器、震动传感器、振动传感器、噪

20、声传感器感器、温湿度传感器与压力传感器、震动传感器、振动传感器、噪声传感器、角度传感器、红外传感器、集成温湿度传感器、风速和风向传感器、行波、角度传感器、红外传感器、集成温湿度传感器、风速和风向传感器、行波传感器、烟雾传感器、日照强度传感器、图像传感器、倾斜角传感器、感应传感器、烟雾传感器、日照强度传感器、图像传感器、倾斜角传感器、感应报警传感器、微波感应传感器、气敏传感器、声表面波传感器、绝缘子传感报警传感器、微波感应传感器、气敏传感器、声表面波传感器、绝缘子传感器等智能电网系列专用智能感知装备。器等智能电网系列专用智能感知装备。 面向智能电网的面向智能电网的电气在线监测电气在线监测技术技术

21、2.2 2.2 面向智能电网的电器检测关键技术面向智能电网的电器检测关键技术内部存储器存储器控制总线桥A/D转换器算法处理单元保护输出控制键盘控制器网络通讯控制器通用I/OUARTCANI2CLCD控制介质接口RS232CAN总线键盘外部SRAMFLASH频率测量可编程逻辑阵列硬件加速电路外部扩展脉冲量接口脉冲量输入脉冲量输出计数器整形输入互感器输入动作出口字符/图形液晶框架IP应用IP特殊IP嵌入式微处理器RTOS （2）检测信息通信网络检测信息通信网络技术技术 面向智能电网的面向智能电网的电气在线监测电气在线监测技术技术2.2 2.2 面向智能电网的电器检测关键技术面向智能电网的电器检测关

22、键技术图图2-1 2-1 智能断路器原理图智能断路器原理图图图2-22-2数字变电站监测系统和通信框图数字变电站监测系统和通信框图图图2-3 IEC618502-3 IEC61850数字化变电站架构体系数字化变电站架构体系（3）专用芯片技术）专用芯片技术 现有电力自动化产品的构建基本上都是以现有电力自动化产品的构建基本上都是以MCU、DSP或或MPU等通用等通用CPU为核心，随着功能需求日趋增多，产品结构越来越复杂，生产成本不断为核心，随着功能需求日趋增多，产品结构越来越复杂，生产成本不断提高，产品维护困难的弊端日渐显现。提高，产品维护困难的弊端日渐显现。 面向智能电网的面向智能电网的电气在线

23、监测电气在线监测技术技术2.2 2.2 面向智能电网的电器检测关键技术面向智能电网的电器检测关键技术模拟开关A/DEEPROM键盘与显示RS232NEURON数据采集控制录波控制RMSFFT数据缓冲三段保护.零序保护低周减载重合闸调度控制输出控制开关量输入 /输出通讯模块继电器告警输出实时时钟发生器测频与脉冲电度ASIC保护模块组（3）专用芯片技术）专用芯片技术 ASIC（专用芯片）具有价格低、速度快、可靠性高、保密性好的一系（专用芯片）具有价格低、速度快、可靠性高、保密性好的一系列优点，特别是可编程列优点，特别是可编程ASIC特别适合于在智能电网中应用。相对于基于通特别适合于在智能电网中应用

24、。相对于基于通用用CPU的智能装置的开发，专用芯片技术具有较高的技术门槛，需要建立一的智能装置的开发，专用芯片技术具有较高的技术门槛，需要建立一套通用开发平台，利用标准化和规模化手段降低产品研发成本，减少开发周套通用开发平台，利用标准化和规模化手段降低产品研发成本，减少开发周期。目前国内少数科研单位已掌握该领域的关键技术。期。目前国内少数科研单位已掌握该领域的关键技术。 包括：高速电力专用算法包括：高速电力专用算法IP库、智能传感与信息加密库、智能传感与信息加密IP库、通信控制与库、通信控制与接口接口IP库及高速片上总线技术；电力专用芯片的可测性和可靠性设计技术；库及高速片上总线技术；电力专用

25、芯片的可测性和可靠性设计技术；电力专用芯片的自动化检测和评估技术等；电力专用芯片的通用开发平台；电力专用芯片的自动化检测和评估技术等；电力专用芯片的通用开发平台；以及建立电力通信网网的标准、测试、检测及评测体系。以及建立电力通信网网的标准、测试、检测及评测体系。 面向智能电网的面向智能电网的电气在线监测电气在线监测技术技术2.2 2.2 面向智能电网的电器检测关键技术面向智能电网的电器检测关键技术（4）状态监测技术状态监测技术 根据目前我国智能电网建设的要求，状态自诊断功能是电力设备必须具根据目前我国智能电网建设的要求，状态自诊断功能是电力设备必须具备的功能之一，状态自诊断功能的实现依赖于在线

26、智能检测技术的实施。电备的功能之一，状态自诊断功能的实现依赖于在线智能检测技术的实施。电力设备在线寿命评估技术的实施，可对其运行寿命提供在线预测，将提高电力设备在线寿命评估技术的实施，可对其运行寿命提供在线预测，将提高电力设备运行的安全可靠性，从而保障我国智能电网的顺利建设实施。力设备运行的安全可靠性，从而保障我国智能电网的顺利建设实施。 电力设备状态诊断、定位、跟踪和监控的智能监测技术电力设备状态诊断、定位、跟踪和监控的智能监测技术,实现电力设备关键实现电力设备关键状态参量的智能感知、智能判断和智能识别分析；状态参量的智能感知、智能判断和智能识别分析； 电力设备智能检测下的全景状态信息模型，

27、电力设备的一次本体、二次控电力设备智能检测下的全景状态信息模型，电力设备的一次本体、二次控制及智能监测设备集成体系构架的建立；制及智能监测设备集成体系构架的建立； 具有数据存储能力、计算能力、联网能力、信息交换和自治协同能力的智具有数据存储能力、计算能力、联网能力、信息交换和自治协同能力的智能监测装置的软硬件关键技术能监测装置的软硬件关键技术,一体化智能状态监测关键装置开发；一体化智能状态监测关键装置开发； 电力设备的可靠性在线评估技术，电力设备智能监测与诊断、可靠性评估电力设备的可靠性在线评估技术，电力设备智能监测与诊断、可靠性评估技术和智能变电站一体化建模及集成关键技术；技术和智能变电站一

28、体化建模及集成关键技术； 基于基于状态海量数据的在线诊断和动态寿命评估技术，建立电力设备状态、状态海量数据的在线诊断和动态寿命评估技术，建立电力设备状态、寿命评估及可靠性风险评价的设备资产全生命周期运营系统。寿命评估及可靠性风险评价的设备资产全生命周期运营系统。 面向智能电网的面向智能电网的电气在线监测电气在线监测技术技术2.2 2.2 面向智能电网的电器检测关键技术面向智能电网的电器检测关键技术（5）电磁兼容技术）电磁兼容技术 全面考察智能电网的实际应用环境，针对电力系统复杂的电磁环境，分全面考察智能电网的实际应用环境，针对电力系统复杂的电磁环境，分析电磁干扰模型，提出电磁兼容方案，提高无线

29、通信链路的安全性、可靠性析电磁干扰模型，提出电磁兼容方案，提高无线通信链路的安全性、可靠性，解决无线信道电磁兼容问题，感知设备研制应遵循严格的，解决无线信道电磁兼容问题，感知设备研制应遵循严格的EMC要求，以屏要求，以屏蔽、滤波、接地等手段增强感知设备的抗电磁干扰能力，确保电力电器检测蔽、滤波、接地等手段增强感知设备的抗电磁干扰能力，确保电力电器检测装置在智能电网中的安全、有效的应用。装置在智能电网中的安全、有效的应用。 解决系统感知设备、通信环节以及监控单元的电磁兼容问题解决系统感知设备、通信环节以及监控单元的电磁兼容问题; 对于电力系统暂态操作及故障条件下引发的干扰类别，传播特点以及对于电

30、力系统暂态操作及故障条件下引发的干扰类别，传播特点以及抗干扰问题，采用合理的兼容水平及设计方案，实现检测装置在电力系统特抗干扰问题，采用合理的兼容水平及设计方案，实现检测装置在电力系统特定环境下的可靠运行。定环境下的可靠运行。 面向智能电网的面向智能电网的电气在线监测电气在线监测技术技术2.2 2.2 面向智能电网的电器检测关键技术面向智能电网的电器检测关键技术 （1）开关设备机械特性在线监测技术）开关设备机械特性在线监测技术 适时记录开关正常动作和故障动作下操动机构的机械特性数据；适时记录开关正常动作和故障动作下操动机构的机械特性数据； 监测并显示开关每次动作的行程、开距、超程、平均速度、刚

31、分（合监测并显示开关每次动作的行程、开距、超程、平均速度、刚分（合）速度、储能状态、分合闸电流等标准参数和曲线；）速度、储能状态、分合闸电流等标准参数和曲线； 开发状态在线判断的专家诊断技术，实现在线监测开关机构运行状态开发状态在线判断的专家诊断技术，实现在线监测开关机构运行状态，并能够生成机械状态评估报告；，并能够生成机械状态评估报告； 分析机构机械故障状态下故障类型，判断故障点位置；分析机构机械故障状态下故障类型，判断故障点位置； 与智能化变电站进行信息交换（智能电网标准通讯协议）。与智能化变电站进行信息交换（智能电网标准通讯协议）。 电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分

32、析 3.1 3.1 电力电器在线监测技术电力电器在线监测技术 （2）开关设备局放在线监测技术）开关设备局放在线监测技术 获取、记录开关和变压器的局放信号，计算局放量；获取、记录开关和变压器的局放信号，计算局放量； 根据局放量、局放信号的幅值大小及相位分布，诊断设备的绝缘特性根据局放量、局放信号的幅值大小及相位分布，诊断设备的绝缘特性，在故障发生前能发出报警，并能有效的对故障点进行定位；，在故障发生前能发出报警，并能有效的对故障点进行定位； 安装方便，并具备兼容局放测量内置和外置探头的技术；安装方便，并具备兼容局放测量内置和外置探头的技术； 在线监测装置具备符合智能电网通讯标准协议要求的通讯接口

33、；在线监测装置具备符合智能电网通讯标准协议要求的通讯接口； 局放在线监测技术和设备应具备很强的通用性和技术扩展性，可以适局放在线监测技术和设备应具备很强的通用性和技术扩展性，可以适用于不同电压等级、容量及结构类型的各种开关和变压器的在线监测。用于不同电压等级、容量及结构类型的各种开关和变压器的在线监测。 电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分析 3.1 3.1 电力电器在线监测技术电力电器在线监测技术 （3）SF6气体组份在线监测技术气体组份在线监测技术 SF6电气设备内部绝缘材料有电气设备内部绝缘材料有SF6气体和固体绝缘材料两类。气体和固体绝缘材料两类。 SF6气体是所有气

34、体是所有SF6电气设备共同的；电气设备共同的； 固体绝缘材料则不同设备有所不同，主要有热固形环氧树脂、聚酯尼固体绝缘材料则不同设备有所不同，主要有热固形环氧树脂、聚酯尼龙、聚四氟乙烯、聚酯乙烯、绝缘纸和绝缘漆等，其由龙、聚四氟乙烯、聚酯乙烯、绝缘纸和绝缘漆等，其由C、H、F、O和和N等等元素构成。在老化后会裂解产生出元素构成。在老化后会裂解产生出SO2、CO等特征物质，这些分解产物将等特征物质，这些分解产物将溶解到溶解到SF6气体中，采取合适的检测方式和优质仪器，检测这些特征组分的气体中，采取合适的检测方式和优质仪器，检测这些特征组分的种类及其含量便可诊断出相应的设备内部故障。种类及其含量便可

35、诊断出相应的设备内部故障。电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分析 3.1 3.1 电力电器在线监测技术电力电器在线监测技术（4）基于在线监测的开关设备智能操作技术基于在线监测的开关设备智能操作技术 开关设备在电网不同工作状态下开断时所需开断能力是不相同的，国开关设备在电网不同工作状态下开断时所需开断能力是不相同的，国内外现有的开关电器均按照所预计最严酷条件设计很高的分断速度，这在很内外现有的开关电器均按照所预计最严酷条件设计很高的分断速度，这在很大程度上降低了开关电器的耐受性和可靠性。大程度上降低了开关电器的耐受性和可靠性。 智能操作指实现动触头从一个位置到另一个位置的自适应

36、转换，根据智能操作指实现动触头从一个位置到另一个位置的自适应转换，根据操作瞬间系统状态的电流、电压、功率因数等参数，自适应地调节和控制动操作瞬间系统状态的电流、电压、功率因数等参数，自适应地调节和控制动触头的运动速度，从而获得电气和机械性能上最佳的配合效果，可靠开断，触头的运动速度，从而获得电气和机械性能上最佳的配合效果，可靠开断，同时减少操作功同时减少操作功,提高寿命。提高寿命。 智能操作技术：利用开关设备检测装置的综合传感能力，研制具有动作智能操作技术：利用开关设备检测装置的综合传感能力，研制具有动作时间准确、稳定的断路器及其操动机构，时间准确、稳定的断路器及其操动机构，具备具备选相分、合

37、闸技术，选相分、合闸技术，且实现且实现选选相器与开关设备集成。相器与开关设备集成。电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分析 3.1 3.1 电力电器在线监测技术电力电器在线监测技术（5）电力设备可靠性及全寿命周期评估技术）电力设备可靠性及全寿命周期评估技术 电力电器在不须更换零部件和不检修条件下，允许开断额定短路电流电力电器在不须更换零部件和不检修条件下，允许开断额定短路电流次数及开断非额定短路电流的关系曲线；次数及开断非额定短路电流的关系曲线； 额定条件下的设计使用寿命年限，包括绝缘件（盘式绝缘子，绝缘拉额定条件下的设计使用寿命年限，包括绝缘件（盘式绝缘子，绝缘拉杆，支撑绝缘

38、子等）的热和电老化、密封件老化的折算方法；杆，支撑绝缘子等）的热和电老化、密封件老化的折算方法； 故障模式与后果分析方法，识别促成故障的某些设计特性，减少开关故障模式与后果分析方法，识别促成故障的某些设计特性，减少开关设计开发工作的时间和成本，并最大程度地减少或消除相应的影响；设计开发工作的时间和成本，并最大程度地减少或消除相应的影响； 开关设备产品剩余寿命的评估方法。开关设备产品剩余寿命的评估方法。电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分析 3.1 3.1 电力电器在线监测技术电力电器在线监测技术（1）输电线路在线监测对象范围）输电线路在线监测对象范围 某些重要的输电线路运行状

39、态和故障信息是随着环境和输电线路的运行某些重要的输电线路运行状态和故障信息是随着环境和输电线路的运行状况不断变化的，并直接影响输电线路的安全稳定运行，这些状态和信息包状况不断变化的，并直接影响输电线路的安全稳定运行，这些状态和信息包括正常运行及故障状态信息：括正常运行及故障状态信息： 绝缘子泄漏电流的变化及污秽的发展情况；绝缘子泄漏电流的变化及污秽的发展情况； 导线弧垂及温度的变化；导线弧垂及温度的变化； 气候和环境状况的变化；气候和环境状况的变化； 输电线路覆冰、微风震动、风偏及舞动；输电线路覆冰、微风震动、风偏及舞动； 杆塔和线路的外力破坏等。杆塔和线路的外力破坏等。 这些输电线路的正常或

40、故障运行状态与输电线路安全运行息息相关，目这些输电线路的正常或故障运行状态与输电线路安全运行息息相关，目前依靠人工检测很难获得实时数据。前依靠人工检测很难获得实时数据。电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分析 3.2 3.2 输电线路在线监测技术输电线路在线监测技术（2）输电线路在线监测技术实现）输电线路在线监测技术实现 在线监测传感单元与通信单元一体化；在线监测传感单元与通信单元一体化； 现场单元微功耗及启用睡眠机制；现场单元微功耗及启用睡眠机制； 以杆塔组成感知子网；以杆塔组成感知子网； 建构杆塔感知子网的通信机制；建构杆塔感知子网的通信机制； 无线远程传输、无人机采集等。

41、无线远程传输、无人机采集等。电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分析 3.2 3.2 输电线路在线监测技术输电线路在线监测技术 智能能源管理系统：通过人智能能源管理系统：通过人机双向通讯来实现自动、实时监控和管理机双向通讯来实现自动、实时监控和管理供配电系统的运行。及时在事故前兆期将故障排除供配电系统的运行。及时在事故前兆期将故障排除,保证系统良好运行而避免保证系统良好运行而避免重大直接损失；并且还能通过正常操控使企业始终在合理、节能、经济状态重大直接损失；并且还能通过正常操控使企业始终在合理、节能、经济状态下工作，降低企业能耗，为节能减排提供保证。下工作，降低企业能耗，为节能

42、减排提供保证。电气在线监测关键技术应用分析电气在线监测关键技术应用分析 3.3 3.3 基于电器及其系统检测技术的企业电能监测基于电器及其系统检测技术的企业电能监测 （1）工业企业中大量应用的高压电动机、中小容量变压器、高压电容器）工业企业中大量应用的高压电动机、中小容量变压器、高压电容器以及大量的低压设备等，有着明显的自身特点。一般来说，企业变电所接驳以及大量的低压设备等，有着明显的自身特点。一般来说，企业变电所接驳的设备较多，且各种智能电气设备往往来自不同的厂商，物理接口和通讯规的设备较多，且各种智能电气设备往往来自不同的厂商，物理接口和通讯规约各异，除电气参数外，一些非电气参数，如：温度，流量，压力等经过传约各异，除电气参数外，一些非电气参数，如：温度，流量，压力等经过传感器也进入到电气监控中，作为电气连锁信号或闭锁信号参与电气自动化的感器也进入到电气监控中，作为电气连锁信号或闭锁信号参与电气自动化的逻辑控制。逻辑控制。 （2）企业能源管理系统中的大量站端设备都安装在户外，由于工作环境）企业能源管理系统中的大量站端设备都安装在户外，由于工作环境恶劣，必须考虑雷击过电压、低温和高温工作、雨淋和潮湿、风沙、振动、恶劣，必须考虑雷击过