摘要：传统监测方式是以预防性试验为主，传统的高低压电气预防性维修是按预防性试验规定的试验周期到期对电气设备进行停电检修，而在线状态检修则是基于设备的实际工况，根据其在运行电压下的绝缘特性参数的变化，通过分析来确定电气设备是否需要检修以及需要检修的项目和内容，因此，对电气设备的绝缘在线监测与状态维修的研究十分重要。
关键词：电气设备；绝缘；在线监测；状态维修
绝缘在线监测技术是现行电力企业用于维持电力系统可靠运行的关键所在。通过国内外大多学者研究发现，电气设备的有效运行很大程度取决于设备的绝缘性能，若设备存在绝缘缺陷问题，不仅会影响设备使用周期，且易造成安全事故问题出现，这就要求引入在线监测技术，适时做好绝缘检测，并采取相应的维修策略，可使设备的应用获得更多的经济效益、社会效益。因此，本文对在线监测技术在检测电气设备绝缘性能中的应用研究，具有十分重要的意义。
一、绝缘在线监测的相关概述
关于绝缘在线监测，其自测试开始发展至今，主要经历三个阶段，具体包括：第一，带电测试。从20世纪60年代开始，设备绝缘性能的测试得到大多技术人员关注，但此时因检测技术并不成熟，所以在测量中仅局限在设备的部分参数方面，测试结果的精确度不高。第二，传感器应用阶段。在科学技术推动下，监测仪器如雨后春笋般的快速流入市场中，此时对设备性能的检测注重利用数字化手段，无需进行回路、仪器的连接，便可达到测试的目标，而这些监测仪器中以传感器的应用效果最为明显，其可直接利用电信号表示被测参数，整个操作较为安全、简单。第三，在线监测阶段。计算机与互联网技术快速发展背景下，利用传感器检测设备性能的形式逐渐与计算机进行结合，能够达到微机多功能绝缘监测的目标，其优势表现为需求广泛、速度快且检测量较大。
二、高压电气设备绝缘在线监测技术发展的基本情况
从上个世纪70年代开始，国外许多电力公司就开始研究并推广应用变电设备在线监测技术，主要目的就是减少停电预防性试验的时间和次数，提前排除故障隐患，提高供电可靠性。随着计算机技术的飞速发展，并在电力系统的充分应用，在线监测设备产品得到不断更新、升级、完善，在线监测技术得到不断提高。到目前为止，许多国家已广泛使用微机多功能在线监测系统，实现了绝缘参数在线监测。据笔者了解，该技术的发展大体经历了三个历史阶段。第一阶段是带电测试阶段。这一阶段起始于70年代左右，仅仅是为了不停电而对电气设备的某些绝缘参数（如泄露电流）进行直接测量。当时电力部门的监测设备简单，测试项目少，灵敏度较差。第二阶段是从80年代开始，研制出各种专用的带电测试仪器，使在线监测技术从传统的模拟量测试走向数字化测量。这一阶段逐步摒弃了将仪器直接接入测试回路的传统测量模式，而是使用传感器将被测量的参数直接转换成电气信号。第三阶段是计算机技术的出现和推广使用，本世纪初，开始了以计算机处理技术为核心的微机多功能绝缘在线监测系统。进入本世纪初，电力部门逐步利用计算机技术、传感技术和数字波形采集与处理技术，实现更多的绝缘参数在线监测。这阶段的在线监测信息量大、处理速度快，可以对监测参数实时显示、储存、打印、远传，实现了绝缘在线监测的自动化。截至目前，这种智能化的在线监测的技术已经在电力系统设备缺陷检测中得到广泛应用，并积累了许多有效的经验，这种智能化的在线监测的技术代表了未来绝缘在线监测的发展方向。
三、电气设备状态检修问题
适时开展设备状态检修，是维持电气设备可靠、稳定运行的关键所在。现行较多企业在状态检修中仍以传统检修模式为主，如在设备出现故障后，组织专业技术人员对故障位置、故障原因进行判断，在此基础上提出相应的解决方案，这种方式很难适应现代电力体制改革要求，更无从谈及为企业创造更多的收益。因此，实际进行设备检修中，需充分利用现代先进的技术手段，如在线监测技术等，这样才可真正实现电气设备稳定、可靠运行的目标。
四、绝缘在线监测系统的构成及特点
4.1在线监测系统组成技术
电气设备的在线监测系统的组成技术主要有：
①在线监测传感器，传感器是在线监测系统当中的最重要的组成部件，在进行配备时，必须选择那些质量优异的传感器来配备安装，这样才能真正提高其测量结果的精准度，不过需要注意的是，在传感器步入工作状态时，必须要确保传感器的正常灵敏度。传感器在传输信号的过程当中必须保证信号的正常传输，且不能将其失真的转换成被测信号。常用的在线监测传感器主要是穿磁通技术传感器、光纤传感器以及自补偿式零磁通电流传感器等。
②通信技术，绝缘在线监测将计算机和自动化技术相结合，从而形成了现代先进性的通信技术以满足通信的要求。通常计算机在进行多路选通开关间需要将通信程序设置得更加的简单来保证其稳定性和可靠性。在数据波形的采集装置当中则需要将计算机的串口和端口两者紧密连接在一起，以进行较为正常的在线监测技术，并对其加以应用。
③数据处理技术，数据处理主要依赖计算机来进行，通常数据处理技术可以使用傅立叶变换和小波变换等方式来进行，这两种方式的共同点是都能够保证从一些复杂的干扰信号波当中将某些不规则的信号直接略去，因此也可以称之为一种滤波技术。通过滤波技术来将相应的干扰信号去除，并将所需的所有正确检测信号从中提取而出，因为这种数据处理的方式较为精准，所以真正运用起来比较广泛。
④数据分析技术，数据分析是整个工作当中的重点内容，首先需要将监测系统所采集的数据直接传输至信息分析处理系统中，并通过相应的计算机来对信号中的故障进行分析和处理，然后将分析处理的各种故障结果通过数据和图像的形式表现出来，这样将帮助工作人员更好的对数据和图像作出最直观的判断和分析。
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⑤电气设备非电量绝缘在线监测技术，在进行状态检修时，如果只是通过电量来进行在线监测技术是远远不够的，还应当从实时性和进行投资的保障性来进行考虑，所以在目前的状态检修当中，就需要将一些非电量的在线监测技术有机的结合在一起，这样才能真正的满足工作测量的要求，并促使其实现意想不到的效果。如今最常用的非电量在线监测技术主要有超声波探测技术、远红外测温技术以及介质分析技术等，这些技术都能够有效的促进在线监测技术的快速发展。
4.2电气设备在线监测系统的特点
电气设备绝缘在线监测在进行状态检修的同时，通常具有较为明显的特点，主要表现在：
①停电时间以及开关控制相应减少，通过这种设置能够有效的提高电力系统的持续供电，从而为后续工作的顺利开展提供极大的便利，也间接的提高了经济方面的效益。
②在进行状态维修的同时合理安排时间进行维修工作，能够有效的避免此类维修问题的发生，从而减少相应的劳动力及维修间，并节约了维修资金。在进行监测的工作当中能够及时的发现绝缘当中出现的缺陷和问题，从而减少突发性事故，加强其安全性和可靠性。
③在线监测是一种最准确的技术手段，能够有效的减少停电试验及维修的不确定性，同时也能对监测出的故障及时进行维护处理，真正发挥了在线监测系统的作用。
五、电气设备的绝缘在线监测与状态维修
5.1状态维修的意义
“状态维修”是针对传统的电气设备进行定期的”计划检修“存在各种弊端，而提出的一种全新的检修概念。“计划检修”是按照预防性试验规程所规定的试验周期，到期必修，而不顾电气设备绝缘的实际状况，具有很大的盲目性和强制性，因而造成设备的“过度检修”，浪费了大量的人力物力。同时，这种过度检修还有可能引入新的绝缘隐患，这种隐患也可能由于检修的不慎所造成，或者由于频繁的拆装所造成。更多的则是由于对绝缘有破坏性作用的各种耐压试验所造成。后者主要是因为耐压试验电压都远远高于设备的额定运行电压，且这种高压会对绝缘造成不同程度的又是不可逆转的损伤，长此以往 会大大缩短电气设备的使用寿命，甚至引发出事故。此外，受计划和检修周期的限制，使检修往往不能恰到好处，事故有可能发生在一次检修的间隔时间内。
5.2绝缘在线监测与状态维修
如上所述，状态维修是基于电气设备绝缘的实际工作状态而确定的一种检修方式，实施电气设备绝缘在线监测则成为实施状态维修唯一可行的技术手段。通过在运行电压下实时监测绝缘的各种状态参量并对这些相关信息的变化与初始值相比较或与检修标准相比较，来决策对设备是否进行检修。有的研究者甚至提出根据绝缘状态参量的变化来确定绝缘的残余寿命。国外有人对运行四十年以上的油纸绝缘变压器进行过可靠性寿命的预测研究，提出“绝缘年龄”的概念。指出“绝缘年龄”增加时，设备运行的可靠性降低，当可靠性低于某预定值（一般为-"4）时，即认为绝缘寿命已尽，设备应退出运行或进行相应的检修处理。“绝缘年龄”的评估是依靠在线监测绝缘状态参量的分析处理结果，即通过在线监测的“专家诊断系统”来完成。专家诊断系统是一个大型数据库，储存有大量的检修经验、监测数据、试验数据和试验标准、规程规定等，并通过分析软件将其联系在一起，形成一个诊断系统，为状态维修提供一个智能化的自动决策。
状态维修在设备管理中的重要作用和状态检修特点，定期维修的局限性逐渐突显出来，目前国内还没有全面开展以绝缘在线监测技术为基础的电力设备维修，这对电网可靠运行造成了一定程度的影响，对工业企业也造成了一定的经济损失。随着监测技术的发展及容性设备介损因数在线监测原理的应用，使得电气设备带电监测及诊断成为可能，因此电网运行设备绝缘在线监测装置也会被广泛的应用。
在绝缘在线监测技术被广泛应用的趋势下，安徽凯川电力保护有限公司突破自我，成功研制出了KCIM系列电网运行设备绝缘在线监测装置，改装置是一种能够提供电力设备运行暂态过程信息的装置，该系列装置的使用为诊断电网早期缺陷和事故隐患、控制突发性绝缘事故、电气设备绝缘性能的好坏提供了有效的信息，并为电力设备的安全可靠运行提供了有力的保证，该产品可以对正在运行的电缆、避雷器、绝缘子、真空开关、互感器及电动机等产品的绝缘进行实时在线监测。
结语
总而言之，经过多年的实践，电气设备绝缘在线监测技术积累了许多经验，虽然仍然存在一些问题，但是这项技术仍然给社会带来了很大的经济效益，同时也具有广阔的发展前景，其中最令人期待的就是在线监测系统和专家诊断系统的有机结合，这项合成系统可以实现电气设备绝缘监测的自动化以及设备的状态维修。
参考文献：
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[2]方林锋.电气设备的绝缘在线监测与状态维修[J].科技信息，2011.
[3]黄盛洁.电气设备绝缘在线监测和状态维修[M].中国水利水电出版社，2004.
[4]关根志，贺景亮.电气设备的绝缘在线监测与状态维修[J].中国电力，2000.
作者简介
盛伟（1963.12.22 男）学历：本科，华北电力大学，电力系统自动化专业，学士学位，研究方向：电网设备运维技术及管理；
商峰（1965.10.15 男）学历：大专，华北电力大学，电力企业管理专业，研究方向：农电设备运行及管理。
论文作者:盛伟,商峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
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