淺談輸變電設備在線監測技術研究及應用

劉香美 謝童 王松

摘 要：隨著人們生活水平的逐步提高，對于用電量的需求也不斷擴大，加強供電過程中的安全管理至關重要。而輸變電設備作為保障供電正常的重要內容，對其進行監測也是十分必要的。輸變電設備在線監測技術不僅為智能電網的高效運作提供了重要支撐，同時也積極促進了供電企業的經濟效益。本文結合理論與實踐，對輸變電設備在線監測技術及其應用進行研究分析。旨在進一步了解在線監測技術的同時，促進該項技術的進一步發展。

關鍵詞：輸變電設備；避雷在線監測技術；變壓器在線監測技術；電纜在線監測技術

隨著城市化進程的加快，社會用電量與日俱增，在電力輸送過程中，加大了安全隱患的存在。輸變電設備在線監測技術的研究與應用，不僅有效地保障了輸電安全、可靠，同時也為智能電網的進一步發展提供了巨大的推動力。在科學技術迅速發展的今天，輸變電設備在線檢測技術的作用越來越突出。當前，主要的輸變電設備在線監測技術有避雷器在線監測技術、變壓器在線監測技術以及電纜在線監測技術等。本文主要對變壓器、避雷器以及電纜這三類主要設備的在線監測技術及其應用進行研究分析。

1 輸變電設備在線監測技術的概念

輸變電設備在線監測指的是在供電企業持續供電的過程中，對各電力設備進行周期性的或者是連續性的自動監測，主要由在線監測系統來實現這一功能。在線監測系統是由綜合監測單元、站端監測單元以及監測裝置組成的，能夠實線數據采集、傳輸、處理、存儲以及轉發等功能。

2 常見的幾種輸變電設備在線監測技術的應用

2.1 避雷器在線監測技術

通常，避雷器的故障特征是電阻片老化或者受潮，從而導致元件出現發熱的現象。在輸變電設備的管理中，漏電流大小是評價避雷器運行質量的重要指標。漏電流主要由容性電流與阻性電流組成，其中阻性電流與電壓相位相同，容性電流的相位要超前電壓相位90°。所以避雷器在線監測技術主要監測的是阻性泄漏電流，常用的方法有：諧波分析法、基波法以及常規補償法[1]。其中，諧波分析法采用的是和諧波分析技術以及數字化測量技術，從泄漏的電流中分離出阻性電流基波值。這一方法需要以電壓信號作為參考依據，但測量結果的誤差較小。

2.2 變壓器在線監測技術

通常，變壓器在線監測的范圍主要有變壓器油色譜監測、變壓器局部放電監測、變壓器繞組變形監測以及鐵芯接地電流監測。對變壓器油色譜監測主要采用的是油氣分離技術以及氣體監測技術[2]。分離技術主要采用的方法是薄膜脫氣法，氣體監測技術采用的是氣相色譜法語光聲光譜法；變壓器局部放電監測主要是根據變壓器局部放電特性，采用脈沖電流法、放電能量檢測法、射頻法以及超聲波法等進行在線監測；繞組變形監測的主要方法有短路電抗測試、振動信號分析、頻率響應分析等，繞組是變壓器故障發生最多的部件，對其實行在線監測，對于保障供電穩定有非常積極的作用；鐵芯接地電流在線監測是變壓器在線監測技術中非常關鍵的組成部分，現有的研究資料表明，鐵芯故障占變壓器事故的1/3，而鐵芯故障發生的主要原因是鐵芯多點接地。鐵芯多點接地與單點接地情況下的電流差值較大，而國家最新標規中規定該電流必須低于0.1A。因此，通過對鐵芯接地實施在線監測，可以及時發現故障，在當前的鐵芯接地監測中，應用較多的是穿心電流傳感器[3]。

2.3 電纜在線監測技術

電纜在線監測技術覆蓋的主要范圍是電纜局部放電監測以及電纜光纖溫度監測[4]。在電纜工作中，交流電容易摻入雜質或者殘留氣泡，當雜質和氣泡擊穿電壓時，就容易產生局部放電現象。當這一問題產生時，易產生超聲波、電脈沖、電磁波或者光和熱等，而電纜局部放電監測通過超聲波檢測法、超高頻檢測法以及高頻電流監測法對其進行有效的在線監測。電纜光纖溫度在線監測主要是對電纜外層溫度實施監測，并計算出電纜線芯的溫度，從而有效地實現電纜輸電能力

在線監測的目的，其溫度測量原理圖如下圖所示。

當前，對光纖測溫采用較多的是分布型光纖測溫系統，該系統具有可連續多點同時進行測溫的特點，并且具有系統結構簡單、抗干擾性強、兼容性好、測距長、精度高等優點[5]。

3 結束語

輸變電設備在線監測技術不僅具有低溫、高溫環境下工作與自動加熱的功能，同時還具有遠程監控等功能，因此將我國電網的發展推向了新的層次[6]。輸變電設備在線監測技術不僅技術含量高，而且在電網中的作用也越來越突出。展望未來，輸變電設備在線監測技術必然會隨著科學技術的進步以及經濟的發展而不斷地改進與創新。在實際應用中，操作人員應秉持科學嚴謹的態度對其進行深入探究與分析，研發出更加有利于電網發展的輸變電設備在線監測技術。

參考文獻

[1]冀慧強.輸變電設備在線監測技術研究及應用[D].天津大學，2012.

[2]李良軍.變電設備在線監測技術應用研究[D].大慶石油學院，2010.

[3]王賢廣.電力系統變電設備在線監測系統應用[J].科技致富向導，2013，6（18）：222-223.

[4]周朝楓.輸變電設備在線監測技術應用探究[J].中國新技術新產品，2015，7（19）：15-16.

[5]孫才新.輸變電設備狀態在線監測與診斷技術現狀和前景[J].中國電力，2005，38（2）：1-7.

[6]顏凱，劉楊.輸變電設備狀態在線監測與診斷技術現狀和前景展望[J].中國科技博覽，2015，（34）：314.