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摘要: 高压电气设备绝缘在线检测技术能够及时发现和检测出设备内部绝缘状态的变化，对设备绝缘故障及时处理，保证电网的安全运行。他是一门综合性的科学技术，它集高电压技术、计算机技术、通讯技术、测试技术为一体。传感器技术、数字信号传输技术、状态诊断方法是它的关键。因此，开展在线监测技术应用，对提高设备绝缘参数采集的真实性与可靠性具有重要的现实意义。
关键词:高压设备； 绝缘在线监测； 应用
中图分类号：TM421 文献标识码：A
前言
隨着高压电气设备绝缘可靠性的提高，以及电网可靠性的要求，科学技术的发展，绝缘在线监测的方法也在不断发生变化。国内外研制出了一系列可实用的在线绝缘监测仪器或装置。高压电气设备在电网中具有举足轻重的地位，如果其绝缘部分缺陷或劣化，将会发生影响设备和电网安全运行的绝缘故障或事故。因此，在设备投运后，现阶段的做法是根据设备状态进行评价以确定停电试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷，以防止发生绝缘事故。但是，随着电网容量的增大，高压电气设备的急剧增加，传统的预防性试验和事后维修已不能满足电网高可靠性的要求。同时，由于高压电气设备的绝缘劣化是一个累积和发展的过程，在很多情况下预防性试验已无法发现潜在的缺陷。
1. 绝缘在线监测的基本原理
高压设备绝缘在线监测技术是在电气设备处于运行状态中，利用其工作电压来监测绝缘的各种特征参数。因此。能真实地反映电气设备绝缘的运行工况，从而对绝缘状况做出比较准确的判断。高压电气设备绝缘在线监测主要检测参数是电气设备的介损值，其测量原理大都使用硬件鉴相既过零比较的方法。目前的绝缘在线监测产品基本都是用快速傅立叶变换的方法来求介损。取运行设备PT的标准电压信号与设备泄露电流信号直接经高速A/D采样转换后进入计算机，通过软件的方法对信号进行频普分析，仅抽取50HZ的基本信号进行计算求出介损。这种方法能很好的消除各种高次谐波的干扰，测试数据稳定，能很好地反映出设备绝缘变化。对于设备物理量（如变压器油温、气体含量等）的在线监测则是通过置放化感器探头的方法采集信号，并转换成数字信号送入计算机分析处理。
2.在线绝缘监测系统的软件研究
2.1 开发软件的选用
对电力设备的介质损耗、泄漏电流、等值电容、运行电压等参数实施不间断的在线监测，其数据量是非常庞大的。以半小时采集50 条数据计算，一个月的数据累计就达36000 条。程序设计语言选用 C++Builder3，它是Borland公司推出的程序开发软件 。利用它开发的应用程序具有较强的数据库功能。在一个由10000 条纪录组成的数据库中寻找一条纪录，仅需几秒种。
2.2 主控程序结构
主控程序主要包括数据查询、自动分析、远程通讯、系统管理、帮助五大程序模块。
1) 数据查询该模块包含设备选择、查询时间选择和检则参数选择三项。可对避雷器的 A、B、C 三项的泄漏电流、运行电压和主变套管、耦合电容器、电流互感器的A、B、C、O 四相的介质损耗、泄漏电流、运行电压、等值电容等参数的任意时间段内的数据进行实时分析。并可根据分析数据画出相应图像，监测者可根据图像准确地分析出设备的运行情况。当监测设备的数据超过警戒值时，程序会自动启动报警装置，提醒值班人员对事故进行及时处理。
2) 自动分析系统对每一种设备的A、B、C、O四相的所有参数数据进行自动分析，并列“数据自动分析系统”表中。
3) 远程通讯远程通信是由调制解调器(MODEM)联接到电话公共交换网络或企业局域网(INTRANET)上来完成计算机之间的远程数据传输的。使技术人员不必亲临现场就可在管理部门的计算机系统中根据最新数据对变电站设备的运行情况作出分析，并可远程遥控监测程序的执行方式。
4) 系统管理系统管理模块包含设备管理和数据管理两部分。设备管理允许管理人员添加或删除监测设备，数据管理提供了删除和备份数据功能。
3.高压电气设备的绝缘在线监测
与传统的定期停电预防性试验相比，在线监测可大大提高电气设备测试的真实性和灵敏度，在设备的运行状态下进行直接测试，不必安排停电预试，可及时发现设备的绝缘缺陷，连续掌握设备绝缘变化趋势等。同时，在线监测还可以根据设备绝缘在线监测结果选择不同的试验周期，提高试验的有效性。
3.1变压器的绝缘在线监测
目前，变压器绝缘在线监测主要监测其绝缘油中分解气体含量和的局部放电。一种监测变压器油中溶解气体分析 (DGA) 的装置，利用聚合物薄膜实现将特征气体 H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6 从油中分离，采用新型催化酶气体传感器检测气体含量，能判断变压器是否存在过热、放电等异常及故障类型。
3.2电容型高压电气设备的绝缘在线监测
对于电容型高压电气设备 (CT、CVT、OY、变压器套管) 主要监测其交流泄漏电流、等值电容、tgδ值。研究和大量试验充分证明，监测交流泄漏电流可以灵敏反映容性设备的整体受潮程度，监测检测介质损耗角正切值 (tgδ) 对早期局部缺陷反映灵敏。俄罗斯、乌克兰等国家对超高压 CT已不采用 10kV 下测量tgδ的离线测量方法。
3.3氧化锌避雷器的绝缘在线监测
氧化锌避雷器主要监测其阀片受潮及老化。从80 年代开始，日本的LCD - 4 型阻性电流测试仪和东北电力试验研究院研制的MOA - RCD 型阻性电流测试仪在电力系统广泛使用，这两种产品既能带电检测，又能在线检测运行电压下的阻性电流和其它参数。目前，一种能安装于避雷器接地引下线上测量运行电压下泄漏电流和记录避雷器动作次数的避雷器在线监测仪大量投入运行。
3.4GIS 的绝缘在线监测
GIS 的在线监测有机械、化学、电的检测方法。机械方法采用一个高灵敏性的压电加速传感器和超声波传感器，来检测在局部放电或在绝缘故障时产生的机械振动和弹性波，德国LDA - 5/ S超声探测器能有效地检测 GIS内的危险局放源。化学方法采用 SF6 分解产物的气体分析，来检测局部放电和局部过热。
4.开展高压电气设备绝缘在线监测技术的意义
在经济高速发展的今天,停电会降低供电企业的供电可靠性, 对社会会造成负面的影响,也对用电的企业造成一定的经济损失。另一方面停电会降低设备的运行效率,造成对资源的浪费。高压设备绝缘在线监测系统的应用，既能对带电设备的绝缘特性参数实时测量，又能对获取数据进行分析处理。比如可以通过测量避雷器在运行中的容性电流和阻性电流变化情况，掌握其内部绝缘受潮以及阀片老化情况。还可以测量CVT、耦合电容器、套管等容性设备的泄漏电流和介质耗损，来掌握其内部受潮和绝缘老化及损坏缺陷。测量充油设备绝缘油的内部可燃性气体变化情况，掌握设备内部有无过热、放点等缺陷情况。
5 .结束语
在线监测技术是供电单位实行状态检修的基础和唯一技术手段，应当进一步推广使用绝缘在线监测技术，基于信息融合技术和嵌入技术组成internet的在线监测，可以进行数据和图文传输及远程诊断，有利于实现电气设备状态的综合管理，及时的发现故障隐患，避免发生事故，具有巨大的经济和社会效益。现阶段无线通讯技术、计算机技术、传感器技术的发展也为高压电气设备绝缘在线监测技术的发展提供了有力的保证，为实施超高压电力线路绝缘子等以前没有研究与开展的在线监测技术提供了条件。
参考文献：
[1]严璋《电气绝缘在线监测技术》北京电力出版社，1995年
[2]关根志、贺景亮《电气设备的绝缘在线监测与状态维护》武汉水利电力大学，2002年
关键词:高压设备； 绝缘在线监测； 应用
中图分类号：TM421 文献标识码：A
前言
隨着高压电气设备绝缘可靠性的提高，以及电网可靠性的要求，科学技术的发展，绝缘在线监测的方法也在不断发生变化。国内外研制出了一系列可实用的在线绝缘监测仪器或装置。高压电气设备在电网中具有举足轻重的地位，如果其绝缘部分缺陷或劣化，将会发生影响设备和电网安全运行的绝缘故障或事故。因此，在设备投运后，现阶段的做法是根据设备状态进行评价以确定停电试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷，以防止发生绝缘事故。但是，随着电网容量的增大，高压电气设备的急剧增加，传统的预防性试验和事后维修已不能满足电网高可靠性的要求。同时，由于高压电气设备的绝缘劣化是一个累积和发展的过程，在很多情况下预防性试验已无法发现潜在的缺陷。
1. 绝缘在线监测的基本原理
高压设备绝缘在线监测技术是在电气设备处于运行状态中，利用其工作电压来监测绝缘的各种特征参数。因此。能真实地反映电气设备绝缘的运行工况，从而对绝缘状况做出比较准确的判断。高压电气设备绝缘在线监测主要检测参数是电气设备的介损值，其测量原理大都使用硬件鉴相既过零比较的方法。目前的绝缘在线监测产品基本都是用快速傅立叶变换的方法来求介损。取运行设备PT的标准电压信号与设备泄露电流信号直接经高速A/D采样转换后进入计算机，通过软件的方法对信号进行频普分析，仅抽取50HZ的基本信号进行计算求出介损。这种方法能很好的消除各种高次谐波的干扰，测试数据稳定，能很好地反映出设备绝缘变化。对于设备物理量（如变压器油温、气体含量等）的在线监测则是通过置放化感器探头的方法采集信号，并转换成数字信号送入计算机分析处理。
2.在线绝缘监测系统的软件研究
2.1 开发软件的选用
对电力设备的介质损耗、泄漏电流、等值电容、运行电压等参数实施不间断的在线监测，其数据量是非常庞大的。以半小时采集50 条数据计算，一个月的数据累计就达36000 条。程序设计语言选用 C++Builder3，它是Borland公司推出的程序开发软件 。利用它开发的应用程序具有较强的数据库功能。在一个由10000 条纪录组成的数据库中寻找一条纪录，仅需几秒种。
2.2 主控程序结构
主控程序主要包括数据查询、自动分析、远程通讯、系统管理、帮助五大程序模块。
1) 数据查询该模块包含设备选择、查询时间选择和检则参数选择三项。可对避雷器的 A、B、C 三项的泄漏电流、运行电压和主变套管、耦合电容器、电流互感器的A、B、C、O 四相的介质损耗、泄漏电流、运行电压、等值电容等参数的任意时间段内的数据进行实时分析。并可根据分析数据画出相应图像，监测者可根据图像准确地分析出设备的运行情况。当监测设备的数据超过警戒值时，程序会自动启动报警装置，提醒值班人员对事故进行及时处理。
2) 自动分析系统对每一种设备的A、B、C、O四相的所有参数数据进行自动分析，并列“数据自动分析系统”表中。
3) 远程通讯远程通信是由调制解调器(MODEM)联接到电话公共交换网络或企业局域网(INTRANET)上来完成计算机之间的远程数据传输的。使技术人员不必亲临现场就可在管理部门的计算机系统中根据最新数据对变电站设备的运行情况作出分析，并可远程遥控监测程序的执行方式。
4) 系统管理系统管理模块包含设备管理和数据管理两部分。设备管理允许管理人员添加或删除监测设备，数据管理提供了删除和备份数据功能。
3.高压电气设备的绝缘在线监测
与传统的定期停电预防性试验相比，在线监测可大大提高电气设备测试的真实性和灵敏度，在设备的运行状态下进行直接测试，不必安排停电预试，可及时发现设备的绝缘缺陷，连续掌握设备绝缘变化趋势等。同时，在线监测还可以根据设备绝缘在线监测结果选择不同的试验周期，提高试验的有效性。
3.1变压器的绝缘在线监测
目前，变压器绝缘在线监测主要监测其绝缘油中分解气体含量和的局部放电。一种监测变压器油中溶解气体分析 (DGA) 的装置，利用聚合物薄膜实现将特征气体 H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6 从油中分离，采用新型催化酶气体传感器检测气体含量，能判断变压器是否存在过热、放电等异常及故障类型。
3.2电容型高压电气设备的绝缘在线监测
对于电容型高压电气设备 (CT、CVT、OY、变压器套管) 主要监测其交流泄漏电流、等值电容、tgδ值。研究和大量试验充分证明，监测交流泄漏电流可以灵敏反映容性设备的整体受潮程度，监测检测介质损耗角正切值 (tgδ) 对早期局部缺陷反映灵敏。俄罗斯、乌克兰等国家对超高压 CT已不采用 10kV 下测量tgδ的离线测量方法。
3.3氧化锌避雷器的绝缘在线监测
氧化锌避雷器主要监测其阀片受潮及老化。从80 年代开始，日本的LCD - 4 型阻性电流测试仪和东北电力试验研究院研制的MOA - RCD 型阻性电流测试仪在电力系统广泛使用，这两种产品既能带电检测，又能在线检测运行电压下的阻性电流和其它参数。目前，一种能安装于避雷器接地引下线上测量运行电压下泄漏电流和记录避雷器动作次数的避雷器在线监测仪大量投入运行。
3.4GIS 的绝缘在线监测
GIS 的在线监测有机械、化学、电的检测方法。机械方法采用一个高灵敏性的压电加速传感器和超声波传感器，来检测在局部放电或在绝缘故障时产生的机械振动和弹性波，德国LDA - 5/ S超声探测器能有效地检测 GIS内的危险局放源。化学方法采用 SF6 分解产物的气体分析，来检测局部放电和局部过热。
4.开展高压电气设备绝缘在线监测技术的意义
在经济高速发展的今天,停电会降低供电企业的供电可靠性, 对社会会造成负面的影响,也对用电的企业造成一定的经济损失。另一方面停电会降低设备的运行效率,造成对资源的浪费。高压设备绝缘在线监测系统的应用，既能对带电设备的绝缘特性参数实时测量，又能对获取数据进行分析处理。比如可以通过测量避雷器在运行中的容性电流和阻性电流变化情况，掌握其内部绝缘受潮以及阀片老化情况。还可以测量CVT、耦合电容器、套管等容性设备的泄漏电流和介质耗损，来掌握其内部受潮和绝缘老化及损坏缺陷。测量充油设备绝缘油的内部可燃性气体变化情况，掌握设备内部有无过热、放点等缺陷情况。
5 .结束语
在线监测技术是供电单位实行状态检修的基础和唯一技术手段，应当进一步推广使用绝缘在线监测技术，基于信息融合技术和嵌入技术组成internet的在线监测，可以进行数据和图文传输及远程诊断，有利于实现电气设备状态的综合管理，及时的发现故障隐患，避免发生事故，具有巨大的经济和社会效益。现阶段无线通讯技术、计算机技术、传感器技术的发展也为高压电气设备绝缘在线监测技术的发展提供了有力的保证，为实施超高压电力线路绝缘子等以前没有研究与开展的在线监测技术提供了条件。
参考文献：
[1]严璋《电气绝缘在线监测技术》北京电力出版社，1995年
[2]关根志、贺景亮《电气设备的绝缘在线监测与状态维护》武汉水利电力大学，2002年