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官方商城高壓開關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測和故障診斷一直是我們工作碰到的題目，下面我們就逐一來先容。
總的看來，與一些機(jī)械設(shè)備甚至與發(fā)電機(jī)、變壓器和各種絕緣設(shè)備的在線監(jiān)測和故障診斷比擬較，高壓開關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測和故障診斷開展顯著要晚。題目更多。這可能是因?yàn)楦邏洪_關(guān)設(shè)備與其他設(shè)備比擬，有以下特點(diǎn)。
(1)高壓開關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，更多樣化。事故種類也多樣化。
（2)高壓開關(guān)絕大多數(shù)常常不動作，而其動作(包括機(jī)構(gòu)、滅弧等)可靠性又極為重要。
(3)高壓開關(guān)設(shè)備的價格和重要性較其他電站設(shè)備如鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器等要差。
2 用電單位應(yīng)用的目的。
高壓開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)是集傳感、微電子、光電、計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)和信息等高新技術(shù)與傳統(tǒng)的高壓開關(guān)技術(shù)結(jié)合的綜合性、跨多學(xué)科的—項(xiàng)新技術(shù)，但這決不是應(yīng)用它的理由。根據(jù)海內(nèi)、外的一些情況，不同單位應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的理由有以下幾種：
2．1作為高壓開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)維修的一項(xiàng)技術(shù)根據(jù)
狀態(tài)維修是電力系同一項(xiàng)旨在代替實(shí)行多年的定時維修，有重大經(jīng)濟(jì)意義的措施，它具有以下長處。
(1)保障高的供電率。因?yàn)槲覈旊姽╇娋€路單薄，定時維修軌制下，設(shè)備需較常常地進(jìn)行小修及大修，勢必造成用戶不必要的停電。
(2)增加設(shè)備使用年限。我國聞名高壓開關(guān)專家有一句名言：高壓開關(guān)不是用壞的而是試壞的。在定時維修下，每次高壓開關(guān)試驗(yàn)都需多次合分，而絕大多數(shù)高壓開關(guān)在試驗(yàn)中均正常。
(3)減少開關(guān)設(shè)備故障和事故。當(dāng)前，高壓開關(guān)的檢驗(yàn)均系人工進(jìn)行。有關(guān)職員的素質(zhì)及現(xiàn)時狀態(tài)均會直接影響檢驗(yàn)的質(zhì)量甚至?xí)⒑细竦拈_關(guān)檢驗(yàn)成分歧格的產(chǎn)品。
(4)減少檢驗(yàn)用度。
(5)減少檢驗(yàn)人力。
2．2作為變電站自動化、無人化的一項(xiàng)技術(shù)保證
變電站的自動化、無人化也是電力系同一項(xiàng)具有重大經(jīng)濟(jì)意義的措施，有關(guān)理由茲不贅述。高壓開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)可代替巡視職員的視、聽、觸、嗅、味五種感官，在各種天氣前提下包括黑夜、大雨、沙塵等十分嚴(yán)酷的前提下，自動地、不中斷地監(jiān)測。監(jiān)丈量的種類、敏捷度，判定能力等則會較一般巡視職員更有上風(fēng)。
2．3進(jìn)步開關(guān)設(shè)備運(yùn)行可靠性
按期檢驗(yàn)并不一定能在檢驗(yàn)后的較長的運(yùn)行期間開關(guān)不出故障和事故，這已為眾多事例證實(shí)。
顯然，不同單位應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的目地有很大差異，從而決定技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面會有相稱的不同。這里，當(dāng)然也不排斥不少本位是抱著試驗(yàn)和實(shí)際考察的目的而在小規(guī)模地進(jìn)行。
3 經(jīng)濟(jì)上的思索
國外一些單位正視應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)能否為用戶帶來直接和間接經(jīng)濟(jì)效益，并作了一些經(jīng)濟(jì)分析。當(dāng)然經(jīng)常因?yàn)閷?shí)際數(shù)據(jù)的缺乏，并不同國度經(jīng)濟(jì)情況又會大相徑庭。以下是一些考慮方法。
(1)對一般電工產(chǎn)品包括高壓開關(guān)設(shè)備，只考慮減少維修所帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)此，在線監(jiān)測和故障診斷裝置及維修用度不應(yīng)超過開關(guān)設(shè)備價格(包括安裝用度的)l％。
(2)對頻繁操縱的高壓斷路器，如水電站的調(diào)峰高壓斷路器，用度可以高不少。在此情況下，上述用度不應(yīng)超過2．75％。
(3)同上，還考慮事故造成的損失，此時應(yīng)考慮事故率及每次事故造成的直接損失(包括損壞的零部件、維修費(fèi)，少供電的損失等)。但未見提供的數(shù)據(jù)。
(4)實(shí)際上還應(yīng)當(dāng)考慮間接經(jīng)濟(jì)損失。
(5)社會損失等也應(yīng)估計，但更難量化。
4 合用場合的推薦
在近、中期，高壓開關(guān)在線監(jiān)測和故障診斷裝置看來只宜在少數(shù)有限場合應(yīng)用，這些場合可以是：
(1)220kV及以上的開關(guān)設(shè)備。
(2)封鎖式組合電器。
(3)頻繁操縱的重要高壓開關(guān)。
(4)故障率較高的設(shè)備，如美國電力科學(xué)院與加拿大魁北克電力公司共同開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)的對象都是舊型的雙壓式六氟化硫斷路器和壓縮空氣斷路器，幾年來監(jiān)測出5項(xiàng)重要故障，節(jié)的資金百萬美元。
(5)事故率較高項(xiàng)目的監(jiān)測：
(a)封鎖式組合電器和罐式斷路器的絕緣監(jiān)測；
(b)操念頭構(gòu)及控制電路監(jiān)測。
(6)低價的一些項(xiàng)目的監(jiān)測診斷裝置可更廣泛應(yīng)用。如ABB公司的12kV斷路器的應(yīng)用。
(7)應(yīng)用便攜式儀器進(jìn)行檢測，如UHF、VHF局部放電檢測、定位和紅外溫度檢測儀等已在海內(nèi)外應(yīng)用。
(8)臨時性監(jiān)測(或稱為不拆卸不打蓋測試)裝置，如六氟化硫的動態(tài)回路電阻檢測弧觸頭磨損，振動檢測機(jī)械故障等。
(9)具有重大社會意義如政治影響和牽涉人民生命安全等場合。
5 對一些看法的分析
5．1樞紐題目在于進(jìn)步設(shè)備的可靠性
這是完全準(zhǔn)確的。但設(shè)備的改進(jìn)會引出新題目。如封鎖式組合電器和罐式斷路器的引入，因?yàn)榻橘|(zhì)場強(qiáng)的進(jìn)步，又引出新的絕緣題目，而且設(shè)備發(fā)生事故的直接間接損失將更大。另外，設(shè)備的改進(jìn)常導(dǎo)致壽命的延長，而鄰近壽命期故障總會增加(即浴盆曲線的后沿)。此外，還要決定設(shè)備延長壽命的可能。因此，一切決定于經(jīng)濟(jì)分析，仍會有不少設(shè)備需要此項(xiàng)技術(shù)，當(dāng)然永遠(yuǎn)只是其中必須的一部份。
5．2監(jiān)測和診斷總有漏判
這是完全準(zhǔn)確的?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢測診斷已有幾百年仍不可避免這一現(xiàn)象，但仍在應(yīng)用。根據(jù)國外數(shù)據(jù)，用局部放電法監(jiān)測組合式電器絕緣故障的檢出率約為60％，一般以為這是一個不錯的數(shù)據(jù)，可以藉此獲得相稱效益了。當(dāng)然還要努力以精益求精。
5．3監(jiān)測和診斷總有誤判
這是完全準(zhǔn)確的?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢測診斷已有幾百年仍不可避免這一現(xiàn)象，但仍在應(yīng)用。實(shí)際上，監(jiān)測診斷裝置只是提供信息、發(fā)出警報。最后操縱處理通常由人來完成，這需要慎重、需要時間。如龍羊峽變電站監(jiān)測出某距離有顯著局部放電信號，只是提前鋪排檢驗(yàn)計劃，并不影響供電。
5．4監(jiān)測診斷裝置的壽命比開關(guān)設(shè)備的壽命要短
這是準(zhǔn)確的。據(jù)繼電保護(hù)專家意見，微機(jī)繼電保護(hù)裝置的壽命約為十五年，主要由A／D裝置的壽命決定，其他元件還要長。購置安裝新的設(shè)備將增加本錢。另一方面，應(yīng)用自我檢測手段可以避免裝置的故障導(dǎo)致監(jiān)測診斷的錯誤，這不難做到。
6 樞紐技術(shù)
6．1傳感技術(shù)
這是信號獲取技術(shù)。當(dāng)前需要發(fā)展舉例：
(1)六氟化硫的低濕傳感技術(shù)；
(2)廉價簡易的真空度傳感技術(shù)；
(3)低價、小尺寸的溫度傳感技術(shù)；
(4)開斷能力如燃弧時間等的監(jiān)測技術(shù)；
(5)具有綜合監(jiān)測能力的傳感技術(shù)，如：
(a)機(jī)械振動傳感技術(shù)，可檢測機(jī)械故障，機(jī)械零件脫落，泛起局部放電的絕緣不良、小電流電弧和接觸不良等。
(b)電磁波傳感技術(shù)，可檢測泛起局部放電的絕緣不良、小電流電弧和接觸不良等。
6．2故障診斷技術(shù)
除了少數(shù)項(xiàng)目診斷比較簡樸輕易外，這方面的研究開發(fā)不足是當(dāng)前高壓開關(guān)監(jiān)測診斷技術(shù)的嚴(yán)峻缺陷。有些項(xiàng)目監(jiān)測很輕易，但診斷不輕易，如線圈電流波形診斷和由行程信號求速度等。機(jī)械振動信號有很好的檢測能力，但診斷技術(shù)遇到良多麻煩，大大地限制了它的應(yīng)用。這方面的研發(fā)需要投入相稱規(guī)模的人力物力。
有關(guān)故障診斷技術(shù)有以下幾個方面的方法。
(1)特征參數(shù)法
根據(jù)制造廠家提供或?qū)ｉT試驗(yàn)所得參數(shù)進(jìn)行對比。比較時須留意前提的差異如環(huán)境溫度，負(fù)載電流或開斷電流，已操縱次數(shù)等，并需留意分散度的公道選擇。當(dāng)然，特征參數(shù)也是以下各種方法的基礎(chǔ)。準(zhǔn)確選擇或推出恰當(dāng)?shù)奶卣鲄?shù)是一項(xiàng)十分重要的工作。
(2)比較法
可以有縱向法(歷史的)，橫向法(同型產(chǎn)品)。比較時須留意前提的差異，如環(huán)境溫度，負(fù)載電流或開斷電流，已操縱次數(shù)等，并需留意分散度的公道選擇。
(3)信號的微觀特性的發(fā)現(xiàn)
在留意監(jiān)測信號的宏觀特性的同時必需留意信號某些微小異常的診斷，當(dāng)檢測信號特征值雖屬基本正常但泛起某些細(xì)微差別時(如機(jī)械方面)，這有時會顯示事故的前兆，診斷技術(shù)須發(fā)展這方面的能力。
(4)典型故障特征法
根據(jù)模型試驗(yàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)信號特征可以作出診斷結(jié)論。此種方法工作量相稱大，但這是很有意義的基礎(chǔ)性工作。應(yīng)用計算機(jī)仿真可以很好地解決一些方面的題目，效率較高，如西交大楊武博士的工作等于。
(5)專家系統(tǒng)法
可將專家經(jīng)驗(yàn)移植，并可進(jìn)行綜合判定。
6．3電磁兼容技術(shù)
高壓開關(guān)在線監(jiān)測和故障診斷裝置須下放到開關(guān)設(shè)備上，這就造成電磁干擾特別嚴(yán)峻的不利情況。眾所周知，真空開關(guān)開合電路泛起復(fù)燃時和封鎖式組合電器隔離開關(guān)開合無載短母線時都會產(chǎn)生陡度很大的過電壓，這將造成強(qiáng)烈的電磁波輻射及外殼等處電位上浮。此外，工頻電場和磁場(特別在短路時)的影響也將相稱強(qiáng)烈。因此必需研究可靠的防護(hù)(按捺)技術(shù)及不同應(yīng)用場合下應(yīng)有的防護(hù)水平也即抗擾性尺度，這方面還有不少工作要做。
6．4與其他系統(tǒng)的兼容及擴(kuò)展
(1)在線監(jiān)測故障診斷技術(shù)與電網(wǎng)計量、繼電保護(hù)、電網(wǎng)故障錄波及操縱順序分析、高壓開關(guān)操作控制諸系統(tǒng)綜合。
(2)發(fā)展高壓開關(guān)在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的通訊技術(shù)并與電力系統(tǒng)中的MIS系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)等兼容。
(3)電力變壓器有載分接開關(guān)(頻繁操縱和重要的設(shè)備)的過熱和機(jī)械故障的監(jiān)測和診斷和電力設(shè)備出線端過熱的監(jiān)測診斷等。
7 研究、開關(guān)、制造和運(yùn)行單位的配合
在我國，較公道的研究開發(fā)單位應(yīng)是電力系統(tǒng)或用戶、高壓開關(guān)設(shè)備制造廠以及研究院所或高校聯(lián)合進(jìn)行。產(chǎn)品制造則更適于制造廠完成，這樣不但易保證質(zhì)量而且在設(shè)備出廠時就可積累數(shù)據(jù)并便于工廠跟蹤及大范圍的統(tǒng)計，使這一工作系統(tǒng)化并可通過反饋信息進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量。為此，一些高壓開關(guān)廠宜向一些國外綜合型公司學(xué)習(xí)，鼎力進(jìn)步微電子及計算機(jī)類產(chǎn)品的研究、開發(fā)能力，以盡快適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)、科技發(fā)展的趨勢。為此，引進(jìn)及培養(yǎng)這些領(lǐng)域的技術(shù)人才特別是有經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)職員是極為重要的。在此，有關(guān)政策宜有所傾斜。
