閆斌

摘 要：電氣設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要的作用，但是電氣在長時間的運轉(zhuǎn)過程中存在著各種各樣的故障，電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)與故障診斷可以有效解決這個問題，從而保障工業(yè)生產(chǎn)的正常運轉(zhuǎn)。因此本文在此基礎(chǔ)上就電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)與故障診斷的相關(guān)問題做了一定的探究，從而更好促進我國電氣行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù) 故障診斷

一、電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)方法和故障診斷

（一）技術(shù)特征分析。電氣設(shè)備的常用的監(jiān)測方法和監(jiān)測措施主要是從工業(yè)系統(tǒng)的參數(shù)入手，通過監(jiān)測電力參數(shù)的變化來判斷電力裝置是否發(fā)生異常，常用的監(jiān)測電力參數(shù)主要有電壓、電流以及功率因素。因此在開展電氣設(shè)備監(jiān)測方法和監(jiān)測措施的研究之前首先要對工業(yè)系統(tǒng)中的電力參數(shù)的特征進行充分分析，從而為電氣設(shè)備的監(jiān)測打下堅實的基礎(chǔ)。因為在工業(yè)系統(tǒng)工作過程中，如果電能計量裝置發(fā)生異?；蛘叱霈F(xiàn)故障，那么就會影響這條線路的工作狀態(tài)、相關(guān)信號的能量狀態(tài)、或者參數(shù)發(fā)生變化，這些異常就會影響著回路相關(guān)參數(shù)的變化，那么工業(yè)系統(tǒng)通過對于回路的電壓、計量電流、功率因素三個方面的分析，就可以判斷電氣設(shè)備是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。如果出現(xiàn)計算的數(shù)值超過一定的閾值，電氣設(shè)備就會發(fā)生指示信號或者進行相應(yīng)的報警，但是不同的電力裝置都存在著優(yōu)點和確定，在靈敏性和精度方面也是存在著很大的差距的。

（二）計量電壓異常監(jiān)測。計量電壓異常監(jiān)測方法是電氣設(shè)備中最常用的一種監(jiān)測手段，不同的回路電壓在變現(xiàn)方面存在著很大的差異。這種電壓監(jiān)測的方法主要是通過監(jiān)測回路中的不平衡電壓、相電壓、相電壓的突變量、斷路器位置的相關(guān)變化情況來進行相應(yīng)工作的，如果工業(yè)系統(tǒng)通過相關(guān)傳感器監(jiān)測到支路之間的相電壓的數(shù)值在一段時間內(nèi)一直小于額定電壓30%，同時回路中的電流（額定電流）小于回路中的相電流15%，這樣就可以判斷回路中電氣設(shè)備可能出現(xiàn)異常情況。另外一種情況下也可以判斷計量裝置出現(xiàn)異常，通過監(jiān)測回路中的三相不平衡電壓、相電壓突變量兩個參數(shù)，如果這兩個參數(shù)在一定的時間內(nèi)均超過了一定的閾值且在一定的時間沒有恢復(fù)正常，那么就可以確定電氣設(shè)備出現(xiàn)了異常情況。

（三）計量電流異常監(jiān)測。計量電流異常監(jiān)測的方法類似于計電壓的監(jiān)測方法，主要也是通過測量回路中的不同參數(shù)的突變量來判斷電氣設(shè)備是否發(fā)生異常。與計量電壓異常監(jiān)測方法不同的是，計量電流的監(jiān)測方法主要是通過判斷回路中的三相不平衡電流、相電流、相電流突變量、斷路器位置來進行相應(yīng)的分析。如果通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)回路中的三相不平衡電流、相電流突變在一定的范圍內(nèi)均超過一定的閾值，同時在一定的時間內(nèi)沒有恢復(fù)正常，那么同樣也可以判斷電氣設(shè)備很可能出現(xiàn)異常。另外一種情況也可以判斷電氣設(shè)備是否發(fā)生異常，通過電能表電流回路監(jiān)測元件是否發(fā)生動作來判斷，如果電流回路監(jiān)測元件發(fā)生動作而且回路中的斷路器分閘沒有動作的情況下，那么同樣能夠判斷出電氣設(shè)備出現(xiàn)異常。

（四）功率因數(shù)異常監(jiān)測。功率因數(shù)異常監(jiān)測和前兩種方法存在著很多的差異，它在判斷電氣設(shè)備是否發(fā)生異常主要是通過判斷斷路器位置、荷載功率因數(shù)這兩個參數(shù)，同時結(jié)合著圖一所總結(jié)的功率因數(shù)異常特征，從而進行得出相應(yīng)的結(jié)論。比如在回路中的功率因數(shù)在一定時間內(nèi)超過所設(shè)定的余只能夠，而且沒有斷路器分閘與檢修信息，且經(jīng)延時沒有恢復(fù)正常，那么通過圖一的結(jié)論就可以判斷電力裝置出現(xiàn)異常。

二、監(jiān)測技術(shù)手段

（一）動態(tài)電阻監(jiān)測。通用SF6斷路器有主觸點和電弧觸點。滅弧主要取決于電弧接觸。當斷路器處于閉合狀態(tài)時，被測回路電阻主要是主接觸電阻與電弧接觸接觸電阻并聯(lián)時的回路電阻值。在正常情況下，主觸點的接觸電阻遠遠小于電弧觸點的接觸電阻，因此所測回線電阻不能反映電弧觸點的燃燒情況。通過監(jiān)測斷路器運行過程中的回路電阻曲線，可以在不拆卸斷路器的情況下得到電弧接觸的有效接觸時間。這種監(jiān)測方法稱為動態(tài)環(huán)路監(jiān)測，被測電阻稱為動態(tài)環(huán)路電阻。為了區(qū)別斷路器閉合時通常測量的回路電阻，后者稱為靜態(tài)回路電阻。

（二）機械振動信號的監(jiān)測。很多電氣設(shè)備都是依靠其機械部件的正確動作來發(fā)揮其功能（例如高壓斷路器），因此各部件的機械可靠性極為重要。加強對機械故障的監(jiān)測，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障，對于降低高壓斷路器故障率，提高電力系統(tǒng)的安全性和效率具有重要意義。機械振動信號是一種包含大量高壓斷路器狀態(tài)信息的豐富信息載體。它由一系列瞬態(tài)波形組成。每個瞬態(tài)波形都是斷路器運行時內(nèi)部“事件”的反映。振動是對高壓斷路器內(nèi)部各種激勵源的響應(yīng)。對于高壓斷路器，勵磁源包括閉合和閉合電磁鐵、儲能機構(gòu)、脫扣機構(gòu)、四桿聯(lián)動機構(gòu)等內(nèi)部元件的運動。斷路器機械狀態(tài)的變化會引起振動信號的變化，這是利用振動信號作為故障診斷依據(jù)的理論基礎(chǔ)。通過適當?shù)臋z測手段和信號處理方法，可以識別出振動的激勵源，找到故障的根源。

（三）振動信號和振動波形的監(jiān)測

很多電力設(shè)備都是一種瞬時動作電器。正常運行時處于靜止狀態(tài)。只有在開閉指令執(zhí)行時才能快速動作，從而產(chǎn)生強烈的振動。振動信號具有以下特點：振動信號是瞬時非平穩(wěn)信號。沒有周期性。有效信號出現(xiàn)的時間非常短，通常在幾十到幾百毫秒之間。振動是由力的沖擊和操作機構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件運動形式的變化引起的。在斷路器的一次操作中，按一定的邏輯順序啟動、移動、制動一系列元件，形成振動波，從而沿著一定的路徑，傳感器的最終到達是一系列衰減的振動波，不同的結(jié)構(gòu)和不同的運動特性會產(chǎn)生不同的疊加波形。在高壓斷路器的合閘和合閘過程中，沖擊波與斷路器運行時的運動狀態(tài)之間存在著對應(yīng)的關(guān)系。這為斷路器監(jiān)測提供了重要數(shù)據(jù)。通過選擇合適的零件，可以得到支架。

三、結(jié)語

綜上所述，設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)主要是通過智能傳感器對設(shè)備的相關(guān)參數(shù)監(jiān)測和診斷從而有效監(jiān)控整個系統(tǒng)，能夠在最快的時間內(nèi)能夠?qū)⒐收蠌墓I(yè)系統(tǒng)中切除。做好電氣設(shè)備的故障診斷對保障工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。

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