電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)與狀態(tài)監(jiān)測研究

姜紀(jì)元 張欣若 劉希聞

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1 故障診斷技術(shù)以及狀態(tài)監(jiān)測的相關(guān)概念

通常來說，故障的預(yù)報、診斷以及狀態(tài)的監(jiān)測在字面內(nèi)容上并沒有明確的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，都需要對數(shù)據(jù)以及實際情況進(jìn)行分析、總結(jié)，這樣做的目的是為了防患于未然，并且針對這些項目的監(jiān)測都是運用同一種方式，只是進(jìn)行工作的目的以及任務(wù)有所不同。從客觀的角度來說，故障的診斷主要針對已經(jīng)出現(xiàn)故障的電氣設(shè)備，對出現(xiàn)故障的位置進(jìn)行判斷，并且探究其發(fā)生故障的原因；故障的預(yù)報就是對電氣設(shè)備所出現(xiàn)的可能發(fā)生故障的征兆，對其對應(yīng)故障位置進(jìn)行預(yù)警；狀態(tài)監(jiān)測通俗來說就是電氣設(shè)備的狀態(tài)做到實時的監(jiān)督以及記錄，為設(shè)備往后的故障維修以及日常檢測提供數(shù)據(jù)依據(jù)。區(qū)分三者的主要依據(jù)為設(shè)備發(fā)生故障的時間段，另外，值得注意的是，如果不能準(zhǔn)確判斷出故障的類型以及發(fā)生位置，就不能將這種現(xiàn)象歸為故障診斷或者是故障預(yù)報，只能歸屬于狀態(tài)監(jiān)測[1]。

值得注意的是，在對電氣設(shè)備進(jìn)行預(yù)測或者是預(yù)報故障的過程中，一定要對相應(yīng)的電氣設(shè)備進(jìn)行建模以及仿真實驗，并且在對故障進(jìn)行診斷的過程中，不能夠僅僅以故障的外表現(xiàn)象為主要的分析內(nèi)容，而要將研究以及分析的側(cè)重點放在電氣設(shè)備的內(nèi)部運行機理中去。與其他狀態(tài)監(jiān)測相比較之下，利用信號處理以及模式評估識別這兩種方式來對電氣設(shè)備故障進(jìn)行診斷，是目前為止最容易實現(xiàn)的一種狀態(tài)監(jiān)測方式，但是在實際的應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，這種狀態(tài)監(jiān)測的方式只是一種處于初級階段的簡單方式，因此，想要通過這種方式來得到比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是非常困難的，基于此，在對電力工業(yè)中進(jìn)行電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的過程中，要注意有以下幾個必須要完成的任務(wù)，第一個任務(wù)就是要建立與電氣設(shè)備相關(guān)的監(jiān)測日志以及維護(hù)記錄，并且以此為往后設(shè)備的檢查提供相關(guān)數(shù)據(jù)以及資料；第二個任務(wù)就是要根據(jù)以往設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測材料對電氣設(shè)備的運行現(xiàn)狀進(jìn)行判斷，如果在電氣設(shè)備過程中一旦發(fā)現(xiàn)任何的問題，就要根據(jù)歷史的資料以及信息對電氣設(shè)備的故障狀態(tài)進(jìn)行歸類以及程度；第三個任務(wù)就是要對運行的電氣設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行及時的評估，除此之外，還要對電氣設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行分類處理，并且這些任務(wù)與電力工業(yè)對電氣設(shè)備后續(xù)的維護(hù)以及檢修的過程中有著不可分割的關(guān)系[2]。

2 電氣設(shè)備的故障診斷技術(shù)以及對其在線狀態(tài)的監(jiān)測

電氣設(shè)備的故障診斷技術(shù)以及其在線狀態(tài)的監(jiān)測主要包括三個部分，分別是信息的檢測、數(shù)據(jù)的搜集以及整理。在這三個過程中，一般都是通過各種物理和化學(xué)方式來對電氣設(shè)備中的信號進(jìn)行監(jiān)測，比如振動、光以及溫度等等。與此同時，還要通過相關(guān)設(shè)備對檢測到的信號進(jìn)行處理、傳輸以及分析整理，最后在將這些處理完成的數(shù)據(jù)統(tǒng)一儲存到儲存器中。但是在實際的應(yīng)用的過程中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行信號檢測時極易受到其他因素的干擾，基于此，為了能夠提高信號檢測過程中的抗干擾能力，在信號的傳送載體這方面一般都是采用光纜或者是數(shù)據(jù)進(jìn)行信號的傳輸。除此之外，在對搜集的信號進(jìn)行處理的過程中，為了提高信號處理的質(zhì)量，一般都是以特征信號為依據(jù)，采用模糊邏輯以及專家系統(tǒng)對其進(jìn)行診斷，以保證得到更加準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。

根據(jù)不完全統(tǒng)計，目前在我國電力工業(yè)針對電氣設(shè)備所采用的監(jiān)測方式主要有三種，分別是以局部放電為主的監(jiān)測技術(shù)、介損監(jiān)測技術(shù)以及油狀色譜監(jiān)測技術(shù)。其中以局部放電為主的監(jiān)測技術(shù)有主要分為四種方式，一是中性點監(jiān)測方式，二是以超聲波為主的監(jiān)測方式，三是電容器監(jiān)測方式，四是電波以及聲波聯(lián)合起來的監(jiān)測方式。介損監(jiān)測技術(shù)與其他監(jiān)測技術(shù)不同，這種檢測技術(shù)主要應(yīng)用于具有絕緣結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備上，并且介損監(jiān)測技術(shù)具有一定的局限性，只對電容、電流泄露都具有介電特性的現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測。介損監(jiān)測技術(shù)在應(yīng)用的過程中主要以相對測量的方式為主體，舉例來說，在同一個變電站內(nèi)，利用電容較大的電氣設(shè)備來發(fā)現(xiàn)在變電站中電容變化最大的設(shè)備。通過對目前最新的數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在油色譜監(jiān)測技術(shù)中比較成熟的分析方式為DGA（油中氣體分析法），并且這種分析方式也是在現(xiàn)有電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測過程中最常用的方式之一。油色譜監(jiān)測技術(shù)主要是在電與熱的作用下，絕緣油在絕緣材料以及充油的電氣設(shè)備中會出現(xiàn)老化、分解的現(xiàn)象，這樣就會在容器中產(chǎn)生一定量的氫氣、二氧化氮以及一氧化氮等其他化學(xué)易燃?xì)怏w，一旦儲存絕緣油的設(shè)備中存在潛在的故障，就會使容器內(nèi)的氣流流動速度加快，基于此，就可以利用這些產(chǎn)生的氣體，對其進(jìn)行流動的速度進(jìn)行監(jiān)測以及分析，從而找到設(shè)備中出現(xiàn)故障的位置。這種判斷方式雖然看起來很抽象，但是由于不同的電氣設(shè)備故障所產(chǎn)生的氣體也不同種類的，因此可以對氣體的成分、濃度以及動態(tài)變化進(jìn)行分析，判斷設(shè)備中發(fā)生故障的類型以及程度，從而達(dá)到對故障電氣設(shè)備進(jìn)行診斷的目的[3]。

3 結(jié)語

總而言之，在電力工業(yè)的運行過程中，電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)以及狀態(tài)監(jiān)測在其運行過程中具有至關(guān)重要的作用，并且能夠全面整體的反應(yīng)出電力工業(yè)設(shè)備運行的狀態(tài)以及需要改善的地方。基于此，為了能夠減少設(shè)備運行過程中出現(xiàn)不必要的維修干擾，就要采取有針對性的措施，對電氣設(shè)備進(jìn)行科學(xué)化的管理，通過這種方式來保證電力工業(yè)中電氣設(shè)備的順利進(jìn)行[4]。