关于电气设备绝缘在线监测的技术分析

黄伟麟

【摘要】文章将针对这一方面的内容展开论述，详细的分析了现代化电气设备绝缘在线监测的基本措施以及维修的检测技术，同时对工作的原则以及核心宗旨等进行了综合性的分析，旨在以此为基础不断的实现工作的改进和健全，不断实现理念的完善。

【关键词】电气设备；在线监测；技术分析

前言：由于电力设备的绝缘现象能够直接影响到电力系统的安全运行，因此，确保绝缘在线监测是保证电力系统安全运行的重要因素。在以往的绝缘在线监测中，主要是通过实验来判断绝缘的各方面特征，同时进行绝缘缺陷的维修，以及监督其运行等来保证电气设备的安全运行。随着我国科学技术水平的不断发展，及需求的增大，以往绝缘方式已经无法满足目前人们的需求。为了加强电气设备的绝缘预防性监测，在线监测技术已经成为电气设备实验研究的重点。

1、电气设备的绝缘在线检测维修的基本原理

在线监测是指利用输送电路在运行时产生的高电压对线路中电气设备的绝缘状况进行监测。早前的在线监测原理比较简单，就是在电气设备运行时测量与绝缘有关的各种参数，例如利用泄露的电流经过电阻时的压降获得测量数据。当然，早期的监测方法也很简单，主要是依靠人工现场使用测量仪测试。这种方法解决了不停电测试的问题，可以更好地反映设备的绝缘状况，而且不受试验周期的限制，比较灵活。

在此之后，在线监测引进了微机技术，展现出了更高的水平。其原理是：利用各种高精度信号传感器将被测信号在完整的状态下发送给数字波形采集系统，然后将被测模拟信号转化为可以在计算机上处理的数字信号进行分析处理。由于整個流程下来的工作都是基于被测信号的波形，而波形又包含了信号所有的信息和参数，因此利用对被测信号波形的分析可以获得被测信号各种状态下的测量数据，从而对被测信号做出准确的判断。

2、绝缘在线监测技术的研究意义

电气设备的安全性、稳定性及可靠性直接关系电力系统的运行。电气设备的检测与检修是保证电气设备正常平稳运行的重要保障，能够及时发现电气设备出现的各种问题，并将问题及时有效地处理。电力系统事故的最终表现均为绝缘破坏，因此，为确保系统安全运行，运行和检修人员必须掌握电气设备的绝缘状况。传统的检测方法，通常是在系统和设备停运后人工用兆欧表进行绝缘数据测试，定期监测热（冷）备用设备，并以此来判断设备的绝缘状态，决策其能否投入运行。

3、电力设备绝缘在线监测技术

3.1变压器绝缘状态监测

变压器绝缘状态监测是保证变压器可靠运行的手段之一，变压器绝缘的老化、失效是一个缓慢发展的潜伏性故障。变压器绝缘状态监测主要有外壳接地线电流监测和高、低压套管接地引下线电流监测以及铁心接地线电流监测等。电容套管监测是为了检测套管的正常运行电容电流、电容量的变化和介损的变化；外绝缘泄漏电流监测是为了监测变压器套管外绝缘的积污程度，并通过纵向、横向的比较进行判断；铁心接地在线监测装置能及时监视主变压器铁心接地的情况。

3.2局部放电在线监测

局部放电在线监测是诊断变压器绝缘的有效方法之一。变压器正常运行中局部放电量较小。变压器的绝缘材料中存在着气隙和油隙，当介质的电场强度达到一定程度时，它们将被击穿而发生局部放电，局部放电逐步发展必将导致绝缘损坏。当变压器发生绝缘劣化或绝缘击穿故障前期，变压器局部放电量会增加数十倍，甚至数百倍。利用在线监测变压器局部放电量的变化进行绝缘早期故障报警，有效监测变压器的绝缘状况。

3.3GIS和SF6断路器

GIS和高压SF6断路器设备在线监测诊断有效的项目是局部放电监测。局部放电监测可以弥补交流耐压试验的不足，通过在线监测发现GIS和SF6断路器制造和安装的清洁度，发现设备制造和安装过程中的缺陷、差错和进水受潮等，并确定放电位置，从而进行有针对性的维修，确保设备安全运行。

3.4隔离开关和开关柜。变电站内的隔离开关和开关柜设备运行中承载着较大电流，在内外各种因素的影响下，设备的节点、接触面常常出现温升，最终导致突发性故障。安装无线测温在线监测系统，即在每个节点加装温度传感器，通过无线测温终端发射模块、固定IP地址等收集传感器传递的温度信息，定时发送至通信管理单元，传递温度信息，通过通信管理单元将数据处理和定值连接到局域网，实现对温度的远程监控和异常报警，有效地避免恶性事故的发生。

3.5氧化锌避雷器

金属氧化物避雷器（MOA）由于阀片老化或受潮所表现出来的电气特征是阻性电流增大，因此测量运行电压下的交流泄漏电流是金属氧化物避雷器在线监测的主内容，而测量其阻性电流是关键。日前国内测量全泄漏电流多采用避雷器在线监测器，即将一体的毫安表与计数器串联在避雷器接地回路中。监测器中的毫安表用于监测运行电压下通过避雷器的泄漏电流峰值，有效地监测避雷器内部是否受潮或内部元件是否异常。避雷器在线监测在电力系统的应用比较成熟且应用效果好，通过在线监测可及时有效发现避雷器的绝缘劣化缺陷。

3.6互感器类容性设备

在线监测电流互感器、CVT，耦合电容器、套管等容性设备介质损耗角正切值是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现设备绝缘整体受潮、绝缘劣化以及局部缺陷等。通过全国互感器类容性设备缺陷故障统计分析，绝缘受潮缺陷占总缺陷的80%以上。互感器类容性设备一旦绝缘受潮会引起绝缘介质损耗增加，损耗愈大，温度上升愈快，易造成绝缘劣化，导致绝缘击穿。在线监测电压采样的是设备的运行电压，测试电压高于停电时的试验电压，因此获得设备绝缘参数更加真实可靠，通过设备本身测量数据的纵向比较和相关设备测量数据的横向比较准确判断运行设备的绝缘状况。

4、电气设备的绝缘在线监测发展前景

我们知道，在线监测是依靠许多技术来完成的，例如数字处理技术，数据分析技术，通信技术等，这些技术大多都有待进一步的研究和完善，在它们没有完全完善的情况下，总是会给在线监测带来一些问题。为了解决这个问题，我们需要在实践中不断完善各项技术，使在线监测系统和专家诊断系统达到完美的结合，并最终实现电气设备的自动绝缘监测和状态维修。

由于具有实时连续性、直观准确性，电气设备绝缘的在线监测技术可以很好地反映运行中的设备绝缘的真实情况，在不影响到电力系统正常运行的情况下，可以快速便捷地测试系统数据，若进入电力系统的自动化系统中与计算机系统进行联网，容易发展成为智能化的监测和诊断系统，具有广阔的应用前景。

微机多功能绝缘在线监测系统是以被测信号波形的数字采集和分析为基础的，只需在分析系统中输入原始波形，可以减少硬件电路的使用量，提高整个监测系统的可靠性，因此，电气设备绝缘的在线监测是非常有发展前景的，从目前的科学技术发展以及在电力系统中的应用来看，这一目标已经算是完成。

5、结语

总而言之，传统电气设备在检修方面存在着很多缺陷，它已经不能满足现代电气设备检测与检修发展的需要。而从电气设备在线监测及状态检修技术来看，它是当前电气设备检测与检修的主要技术，具有传统方法无可比拟的优点。我们应该明白其功能要求及规则，不断探究状态检修的相关策略，把握电气设备状态检修技术发展趋势.不断创新电器设备在线监测方法，提高状态检修技术水平，以助推我国的电力事业发展，实现更好更快地发展。

参考文献：

[1]易小羽，关根志，张凯，江国琪.电气在线监测系统中的通信技术[J].高电压技术，2012（01）：12-13

[2]李燕青，陈志业，律方成，刘云鹏.电气设备在线监测与维护技术的探讨[J].中国电机工程学报，2013（02）：231-232