摘要：本文对变电站电气设备绝缘在线监测技术及绝缘维护技术展开了探讨分析，并对在线监测技术的发展方向进行了展望。
关键词：变电站；在线监测；电气设备；绝缘；发展方向
一、绝缘在线监测技术的原理
电力设备在线监测技术是一种利用运行状态来对高压设备绝缘状况进行试验的方法，通常一种电力设备的在线监测仪器或系统，由传感器系统、信号采集系统、分析诊断系统组成。目前常用的传感器有电磁传感器、力学量传感器、声参数传感器、热参数传感器、化学量传感器等；信号采集系统是将传感器得到的模拟量转换成数字量进行传输，应用数字滤波技术对采集到的信号进行滤波处理，抑制和消除外界干扰和背景噪声，提取真实信号，并进行信号的还原，光电传输和光纤传输的引入有效地解决了高压隔离的问题；分析诊断系统对所采集的信号进行分析、处理和诊断，得到监测电力设备绝缘的当前状况，并根据需要进行绝缘诊断和寿命评估。
油中溶解气体监测部分通过控制处理部分可以独立构成单元，实现油中溶解气体的监测，并且通过通讯部分转接到工业控制计算机，实现了对多台变压器油中溶解气体的在线监测。变压器套管绝缘、电容性设备介损、 MOA 阻性电流的监测，通过各自相应的电流传感器获取信号，经信号控制处理部分，再将数据联系到工业控制计算机，这样也方便实现了对多个电容性设备和 MOA 阻性电流的监测。最后监测数据经远程通讯，传送到供电局内 MIS 系统上，实施对设备绝缘的及时监督。
二、各型传感器特点比较
（1）在线监测的设备日常承受着运行高压，其绝缘泄漏信号电流须经过定的传感器才能接入主机测试仪，目前容性设备在线测试所采用的传感器可采用电磁式传感器、电容式传感器或电阻式传感器。
（2）电磁式传感器采用容性试品的末屏引下线直接穿过传感器CT，并与地相连接的方法，信号电流从传感器CT的二次侧获取后接入主机检测仪。这种类刑的传感器具有受温度、湿度等影响较小的特点，与电容和电阻式的传感器相比，稳定性较好，而且穿芯CT的接地引下线与地可靠连接，没有中间环节，不会发生末屏开路的情况，但由于有传感器CT变比的影响，信号电流显得相对较弱，并且传感器CT本身就可能引入固定的角差，若这两环节处理不好，可能会影响到测量的可信度。
（3）电阻或电容传感器的优点是其信号电流相对较大，并直接接入便携仪主机，增加了信噪比，这对于仪器排除干扰是有好处的。但无论是电阻还是电容传感器均不属于末屏直接接地方式，即使将传感器装入主机内部，末屏引下线上也要加装切换装置，有定的安全隐患，并且电阻之失效模式通常为开路，一旦此情况发生，末屏将出现很高的电压，对安全是极为不利的，所以电阻或电容传感器两侧须并联系列的保安装置，如球隙保护、TVS防浪涌装置等，综合来看，还是电磁式的传感器可靠。
三、电力设备绝缘在线监测技术
3.1GIS和SF6断路器
GIS和高压SF6断路器设备在线监测诊断有效的项目是局部放电监测。局部放电监测可以弥补交流耐压试验的不足，通过在线监测发现GIS和SF6断路器制造和安装的清洁度，发现设备制造和安装过程中的缺陷、差错和进水受潮等，并确定放电位置，从而进行有针对性的维修，确保设备安全运行。
3.2互感器类容性设备
在线监测电流互感器、CVT，耦合电容器、套管等容性设备介质损耗角正切值是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现设备绝缘整体受潮、绝缘劣化以及局部缺陷等。通过全国互感器类容性设备缺陷故障统计分析，绝缘受潮缺陷占总缺陷的80%以上。互感器类容性设备一旦绝缘受潮会引起绝缘介质损耗增加，损耗愈大，温度上升愈快，易造成绝缘劣化，导致绝缘击穿。在线监测电压采样的是设备的运行电压，测试电压高于停电时的试验电压，因此获得设备绝缘参数更加真实可靠，通过设备本身测量数据的纵向比较和相关设备测量数据的横向比较准确判断运行设备的绝缘状况。
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3.3隔离开关和开关柜
变电站内的隔离开关和开关柜设备运行中承载着较大电流，在内外各种因素的影响下，设备的节点、接触面常常出现温升，最终导致突发性故障。安装无线测温在线监测系统，即在每个节点加装温度传感器，通过无线测温终端发射模块、固定IP地址等收集传感器传递的温度信息，定时发送至通信管理单元，传递温度信息，通过通信管理单元将数据处理和定值连接到局域网，实现对温度的远程监控和异常报警，有效地避免恶性事故的发生。
3.4局部放电在线监测
局部放电在线监测是诊断变压器绝缘的有效方法之一。变压器正常运行中局部放电量较小。变压器的绝缘材料中存在着气隙和油隙，当介质的电场强度达到一定程度时，它们将被击穿而发生局部放电，局部放电逐步发展必将导致绝缘损坏。当变压器发生绝缘劣化或绝缘击穿故障前期，变压器局部放电量会增加数十倍，甚至数百倍。利用在线监测变压器局部放电量的变化进行绝缘早期故障报警，有效监测变压器的绝缘状况。
3.5变压器绝缘状态监测
变压器绝缘状态监测是保证变压器可靠运行的手段之一，变压器绝缘的老化、失效是一个缓慢发展的潜伏性故障。变压器绝缘状态监测主要有外壳接地线电流监测和高、低压套管接地引下线电流监测以及铁心接地线电流监测等。电容套管监测是为了检测套管的正常运行电容电流、电容量的变化和介损的变化；外绝缘泄漏电流监测是为了监测变压器套管外绝缘的积污程度，并通过纵向、横向的比较进行判断；铁心接地在线监测装置能及时监视主变压器铁心接地的情况。
3.6氧化锌避雷器
金属氧化物避雷器（MOA）由于阀片老化或受潮所表现出来的电气特征是阻性电流增大，因此测量运行电压下的交流泄漏电流是金属氧化物避雷器在线监测的主内容，而测量其阻性电流是关键。日前国内测量全泄漏电流多采用避雷器在线监测器，即将一体的毫安表与计数器串联在避雷器接地回路中。监测器中的毫安表用于监测运行电压下通过避雷器的泄漏电流峰值，有效地监测避雷器内部是否受潮或内部元件是否异常。避雷器在线监测在电力系统的应用比较成熟且应用效果好，通过在线监测可及时有效发现避雷器的绝缘劣化缺陷。
四、发展方向
变电站在线监测的发展方向主要有以下几个方面：
（1）在硬件上设备选择上，主要选择一些受外界干扰较小，对其他设备没有影响的器件。
（2）软件设计上，结合先进的专家选择、智能理论、等其它先进技术进行设计开发。
（3）在监测的范围方面，从原来的监测单一设备，发展到对多台设备，甚至一个小系统的全面监测上来。
（4）利用先进的网络技术，可以进行远程的在线监测和控制，并且利用网络的优势进行跟踪、控制。
结束语
综述，高压电气设备绝缘在线监测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。在电网中具有举足轻重的地位，其运行状况是否良好，直接关系到电力系统是否安全可靠，一旦其绝缘部分出现缺陷或劣化，就会导致影响设备和电网安全运行的绝缘故障或事故。因此，高压电气设备绝缘在线监测可以实时掌握变电站内高压电气设备的绝缘状况，对提高设备运行维护水平，及时发现事故隐患，合理分配人力物力资源，减少停电事故有着积极的意义。
参考文献
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论文作者:郭瑞霞
论文发表刊物:《知识-力量》2018年4月下
论文发表时间:2018/5/28
标签：在线论文; 传感器论文; 设备论文; 电流论文; 变压器论文; 避雷器论文; 信号论文; 《知识-力量》2018年4月下论文;