電氣設備故障診斷技術與狀態監測研究

姜紀元 張欣若 劉希聞

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1 故障診斷技術以及狀態監測的相關概念

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

值得注意的是，在對電氣設備進行預測或者是預報故障的過程中，一定要對相應的電氣設備進行建模以及仿真實驗，并且在對故障進行診斷的過程中，不能夠僅僅以故障的外表現象為主要的分析內容，而要將研究以及分析的側重點放在電氣設備的內部運行機理中去。與其他狀態監測相比較之下，利用信號處理以及模式評估識別這兩種方式來對電氣設備故障進行診斷，是目前為止最容易實現的一種狀態監測方式，但是在實際的應用過程中發現，這種狀態監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確的數據是非常困難的，基于此，在對電力工業中進行電氣設備狀態監測的過程中，要注意有以下幾個必須要完成的任務，第一個任務就是要建立與電氣設備相關的監測日志以及維護記錄，并且以此為往后設備的檢查提供相關數據以及資料；第二個任務就是要根據以往設備的狀態監測材料對電氣設備的運行現狀進行判斷，如果在電氣設備過程中一旦發現任何的問題，就要根據歷史的資料以及信息對電氣設備的故障狀態進行歸類以及程度；第三個任務就是要對運行的電氣設備的狀態進行及時的評估，除此之外，還要對電氣設備的狀態進行分類處理，并且這些任務與電力工業對電氣設備后續的維護以及檢修的過程中有著不可分割的關系[2]。

2 電氣設備的故障診斷技術以及對其在線狀態的監測

電氣設備的故障診斷技術以及其在線狀態的監測主要包括三個部分，分別是信息的檢測、數據的搜集以及整理。在這三個過程中，一般都是通過各種物理和化學方式來對電氣設備中的信號進行監測，比如振動、光以及溫度等等。與此同時，還要通過相關設備對檢測到的信號進行處理、傳輸以及分析整理，最后在將這些處理完成的數據統一儲存到儲存器中。但是在實際的應用的過程中發現，進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據進行信號的傳輸。除此之外，在對搜集的信號進行處理的過程中，為了提高信號處理的質量，一般都是以特征信號為依據，采用模糊邏輯以及專家系統對其進行診斷，以保證得到更加準確的診斷結果。

根據不完全統計，目前在我國電力工業針對電氣設備所采用的監測方式主要有三種，分別是以局部放電為主的監測技術、介損監測技術以及油狀色譜監測技術。其中以局部放電為主的監測技術有主要分為四種方式，一是中性點監測方式，二是以超聲波為主的監測方式，三是電容器監測方式，四是電波以及聲波聯合起來的監測方式。介損監測技術與其他監測技術不同，這種檢測技術主要應用于具有絕緣結構的電氣設備上，并且介損監測技術具有一定的局限性，只對電容、電流泄露都具有介電特性的現象進行監測。介損監測技術在應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，利用電容較大的電氣設備來發現在變電站中電容變化最大的設備。通過對目前最新的數據調查發現，在油色譜監測技術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有電氣設備絕緣監測過程中最常用的方式之一。油色譜監測技術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備中會出現老化、分解的現象，這樣就會在容器中產生一定量的氫氣、二氧化氮以及一氧化氮等其他化學易燃氣體，一旦儲存絕緣油的設備中存在潛在的故障，就會使容器內的氣流流動速度加快，基于此，就可以利用這些產生的氣體，對其進行流動的速度進行監測以及分析，從而找到設備中出現故障的位置。這種判斷方式雖然看起來很抽象，但是由于不同的電氣設備故障所產生的氣體也不同種類的，因此可以對氣體的成分、濃度以及動態變化進行分析，判斷設備中發生故障的類型以及程度，從而達到對故障電氣設備進行診斷的目的[3]。

3 結語

總而言之，在電力工業的運行過程中，電氣設備故障診斷技術以及狀態監測在其運行過程中具有至關重要的作用，并且能夠全面整體的反應出電力工業設備運行的狀態以及需要改善的地方。基于此，為了能夠減少設備運行過程中出現不必要的維修干擾，就要采取有針對性的措施，對電氣設備進行科學化的管理，通過這種方式來保證電力工業中電氣設備的順利進行[4]。