绝缘在线监测与诊断

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1、.绝缘在线监测与诊断在线监测与诊断技术是以设备及其群体为对象，建立在检测技术、信号处理、识别理论、预报决策以及计算机技术等多种现代科学成就基础上的一门新技术。其主要步骤如下： 　　信号检测→特征提取→状态识别→诊断决策①信号检测：按不同诊断目的选择最能表征工作状态的信号。一般将这种工作状态信号称为初始模式。②特征提取：又称信号处理。将初始模式矢量进行维数压缩和形式变换，去掉冗余信息，提取故障特征，形成待检模式。③状态识别：将待检模式与样板模式（故障档案）相比较，进行状态分类。为此要建立判别函数,规定判别准则,并力求使误判率最小、故障漏

2、判率为零。④诊断决策：根据判别结果采取相应对策。电工设备绝缘的在线监测与诊断同一般非电机械的诊断不同之处在于信号检测常是位于高电位下，且有强电磁场的干扰，所以需采用光电技术隔离高电位，并设法解决电磁干扰问题，包括用光导纤维传送信号或采用电磁屏蔽技术。 　　绝缘电流监测与诊断 　高压电工设备的电容式套管和电容式电压互感器等设备具有电容式绝缘,其正常状态下的等值电路由电容-电阻链组成。当有绝缘缺陷时，则绝缘电阻已不能忽视。无论绝缘缺陷是处于早期或是已充分发展，均可由电流作为监测对象灵敏地反映出来。测量三相系统中...3个同类设备的电流总和

3、,可将流过正常绝缘的电流补偿掉,从而提高测量的灵敏度。此外，还需设法补偿掉邻近设备的感应电流。测得的信号送入计算机，以实现在线监测与诊断。 　　介质损耗角正切的监测与诊断 　利用电桥法可实现对介质损耗角正切的在线监测。用低压电容作为比较用的标准电容，通过电压互感器与电力系统相连。采用微处理机可实现电桥调节平衡的自动化和数据定时采集等功能。由于经常调节电桥触点，长期监测需保证其运行的可靠性,是其缺点。数字化测量法采用tgδ数字化测量仪，避免了调节平衡的复杂过程。基本原理是通过相位比较器，利用脉冲计数直接求得两个正弦电信号之间的相位差。被

4、测设备的电压信号由高压标准电容取得。利用特殊的自动平衡电路以减少相位比较器的飘移。通过相位比较器测得数据后采用脉宽调制转换为光脉冲，再经过光导纤维传送到接收部分,然后又还原为电信号,最后实现数字显示。利用光纤技术，接收部分可以直接处于高电位，而且避免了电磁干扰。当电压信号从电压互感器取得时，需利用软件修正互感器的角差。通过对监测到的tgδ值与过去测得值、一般经验值以及标准规定值的对比和判定，可对绝缘作出诊断。 　　局部放电的监测与诊断 　...较大的局部放电是电工设备绝缘开始老化的征兆。70年代以来，对它的监测和控制越来越重视。检测局

5、部放电有两种方法：脉冲电流法和超声法。前者用于测量放电电流脉冲；后者用于测量放电造成的超声压力波。脉冲电流法灵敏度高，但难于与设备外部电晕等放电现象造成的电磁干扰相区别。超声法抗电磁干扰性能好，采用几个超声传感器还能对放电定位。但由于声波在设备内部绝缘中的吸收和散射，灵敏度不如脉冲电流法高，而且易受机械振动（如风砂敲击设备外壳、铁心电磁振动等）的干扰。在线监测系统综合采用脉冲电流法和超声法，并采用光纤传输信号以克服干扰影响，从而提高监测的灵敏度和可靠性。以某500千伏变压器的监测装置为例，其原理是,从电容套管末屏和中性点接地引线测得局

6、部放电产生的脉冲电流信号。紧贴油箱外壁装设5个压电超声传感器,检测局部放电造成的超声信号。根据超声波在变压器内部绝缘中的传播速度和变压器的尺寸，可以算出超声信号比电流信号(它的传播时间可忽略不计)滞后的最小时间t和最大时间t。若滞后时间t符合下列关系：t＜t＜t则可判定确为内部绝缘的局部放电。而单独出现的脉冲电流信号或超声信号都是外部干扰。根据各超声传感器测得信号的时间差，还可确定放电的部位。自动监测仪还定期发出模拟局部放电的信号，送回传感器，以检查传感器和传输系统工作是否正常。每天放电次数的增加，特别是放电超过1000皮库的数目的迅

7、速增加，就说明绝缘在快速老化。许多国家规定，正常变压器的局部放电量标准是不超过100～300皮库。 　　绝缘油中气体的监测与诊断 　...油浸电工设备如变压器中发生局部放电或过热故障时，油和纸都会析出气体。例如,局部放电时会分解产生H2、C2H2、CH4、C2H4等；发生过热故障时绝缘油会热分解出H2、CH4、C2H4等；绝缘油和绝缘纸、纸板等植物纤维制品会分解产生CO、CO2、H2、CH4、C2H4等。多年经验证明,这些气体量的变化相当可靠地反映出绝缘的状况,以及是否能再继续运行。所以采用气相色谱仪分析油中溶解的气体含量不仅能判断早

8、期故障，还能判断故障的类型和程度。由于上述各类故障都会产生H2，所以连续监测油中的H2含量就能判断早期故障。利用高分子膜(聚酰亚胺膜或聚四氟乙烯膜)的透气性，从油中抽取所溶解的H2，然后用气敏元件检测、记录，并于超过某一