检测和保护

检测和保护（共12篇）

检测和保护 篇1

摘要：设备检修体制随着科学技术的不断发展也一直不断的在完善, 因为继电保护装置在电力系统的独特作用, 再加上对该装置“状态”把握的复杂性, 所以, 建立完善的实时监控系统, 正确识别其“状态”, 有效确定检验周期的长短和内容, 对电力系统来说既是考验, 也是必须完成的任务。

关键词：继电保护,状态,检修

随着今年来我国电力系统的工作量不断加大, 电网结构越来越纷繁复杂, 若延用以往的周期性检修方式, 工作人员的工作量将日益加重, 这既降低了经济效益, 也使设备的寿命缩短了。因此, 状态检修的策略是势在必行的。针对状态检修的几个重要方面作了简要分析。

1 概述

设备检修体制是随着科学技术的进步而不断演变的, 由事后故障检修发展到预防性检修, 预防性检修主要有两种模式, 以时间为依据的检修, 预先设定检修工作内容与周期的定期检修, 或称计划检修和以可靠性为中心的检修状态检修, 也叫预知性维修, 顾名思义就是根据设备运行状态的好坏来确定是否对设备进行检修状态检修是根据设备的状态而进行的预防性作业状态检修以设备当前的工作状况为检修依据, 通过状态监测手段, 诊断设备健康状况, 确定设备是否需要检修或最佳检修时机状态检修的目标是减少设备停运时间, 提高设备可靠性和可用系数, 延长设备寿命, 降低运行检修费用, 改善设备运行性能, 提高经济效益。

继电保护装置是指当电力系统中的电力元件 (如发电机线路等) 或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时, 需要向运行值班人员及时发出警告信号, 或者直接向所控制的开关发出跳闸命令, 以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备, 电力设备安全是电力系统的一个永恒主题, 在电网发展日益庞大, 用户对电力可靠性的要求越来越高, 对传统的继电保护装置来说, 它不提供自检或状态监视的功能, 因此需要严格执行定期检修, 以发现保护装置潜在的缺陷或故障, 减少误动或拒动的几率, 在其元器件已选定的条件下, 可靠性的提高在很大程度上依赖于最佳检修周期的确定, 如果不管设备的状态如何, 只要到期就修, 不仅加重了现场的劳动强度, 而且对设备的健康、供电的可靠性和人身的安全未必有好处, 状态检修是建立在设备状态有效监测基础上, 根据监测和分析诊断的结果安排检修时间和项目, 主要包含设备状态监测、设备诊断、检修决策三个环节, 状态监测是状态检修的基础, 状态监测是设备诊断的依据, 检修决策就是结合在线监测与诊断的情况, 综合设备和系统的技术应用要求确定具体的检修计划或策略。因此, 实行状态检修将成为保护继电设备的一种必然的选择。

2 关于继电保护装置状态检修的原则

2.1 保证设备的安全运行。

在实施设备状态检修的过程中, 以保证设备的安全运行为首要原则, 加强设备状态的监测和分析, 科学、合理地调整检修间隔、检修项目, 同时制定相应的管理制度

2.2 总体规划, 分步实施, 先行试点, 逐步推进。

实施设备状态检修是对现行检修管理体制的改革, 是一项复杂的系统工程, 而我国又尚处于探索阶段, 因此, 实施设备状态检修既要有长远目标总体构想, 又要扎实稳妥、分步实施, 在试点取得一定成功经验的基础上, 逐步推广, 状态检修的实施可先从实施设备点检定修制和检修作业标准化规范化入手, 全面落实设备管理的责任制, 规范完善检修基础管理, 强化检修质量管理, 提高设备健康水平, 保持设备处于良好水平, 这样就可以从思想上、制度上、人员上技术上为全面实施设备状态检修奠定良好的基础, 在实施过程中, 也要注意及时总结经验, 必要时可调整规划。

2.3 充分运用现有的技术手段, 适当配置监测设备。

3 状态识别

继电保护装置在电力系统中通常是处于静态的, 只有在电力系统故障或异常时, 才会根据检测到的系统故障或异常的电器参数而启动, 然后通过自身的逻辑回路加以识别, 灵敏地、可靠地、有选择性地将故障快速切除或给出相应警示, 这一动作时间往往只有几毫秒到几秒。操作人员对继电保护装置状态的了解, 一般是对它静止状态的了解, 如果电力系统无故障, 保护装置不动作, 对它动作特性的了解就无从谈起。在电力系统中, 需要了解的恰巧是继电保护装置在电力系统故障时是否能快速准确地动作, 即要把握继电保护装置动态的“状态”, 而继电保护装置的动态特性只有在以下3种情况下才能表现出来:设备故障保护动作;保护装置误动;继电保护装置试验和传动。因此, 根据对继电保护装置静态特性的认识, 对其动态特性进行判断显然是不合适的。

从理论上讲, 继电保护装置是一个具有一定逻辑功能的系统, 一个静态的系统。量子力学中有一个基本原理:考查一个系统, 必须给这个系统施加一个扰动, 这样系统的特性才会表现出来, 借此才能对这一系统进行考察和研究。由此可见, 要考察继电保护装置的特性, 必须根据其逻辑功能进行一些试验和检测, 即保护检验。例如常规继电保护装置出口继电器线圈断线由于线圈匝数多、线径细且外部无表征, 运行值班人员虽长期巡视观察, 也难以发现只有采用适当的方法对其进行挠动, 才能有效地进行识别。

因此, 通过模拟继电保护装置在电力事故和异常情况下感受的参数, 使继电保护装置启动和动作, 检查继电保护装置应具有的逻辑功能和动作特性, 从而了解和把握继电保护装置状况, 这种继电保护装置的检验, 对于电力系统是很有必要的和必须的, 而且需要定期检验。

4 管理工作

加强组织管理工作, 制定状态检修工作规划, 确定状态检修的总体目标, 明确各部门的职责。健全设备状态检修工作的各项管理制度、规定和办法, 建立和完善评估体系。设备状态评估主要指设备状态的技术评估, 根据设备运行工况、负荷数据、各类状态检测数据、缺陷信息、故障和事故信息、检修数据等综合状态信息, 依据规程标准、运行经验、设备厂家技术指标等判据, 对设备的状态信息进行量化评分, 从而判断评估设备的真实状态。设备状态一般可以分为四种。

a.正常状态指设备资料齐全, 运行及各种试验数据正常, 容许个别数据稍有偏差, 只要变化趋势稳定没有运行安全隐患的设备。

b.可疑状态指存在不明原因的缺陷或某些试验数据表明设备可能有异常, 但仍有某些不确定因素无法定论的设备。

c.可靠性下降状态指设备存在比较严重的缺陷, 或试验结果分析存在问题, 且已基本确定隐患部位及原因, 同时该隐患在短期内不会发展成事故的设备。

d.危险状态是指设备存在严重缺陷, 或根据试验数据, 运行状况表明随时有发生事故的可能。

5 结论

几十年来, 我国在继电保护装置的维护和检验方面, 积累了较为丰富的经验, 特别是常规保护方而做得很好, 各种运行和检验规程都很系统和完善, 检验周期也较为合理, 但随着新技术的不断开发和应用, 也出现了一些新情况和新问题, 有待进一步研究和解决, 工作人员们还应继续努力, 为我国电力事业发展做出自己的贡献。

参考文献

[1]汪东.浅析继电保护状态检修技术的发展与应用[J].科技资讯, 2010 (01) .

[2]胡之荣, 罗曦, 胡唱斌.电网电力设备状态检修的决策模型[J].云南电力技术, 2008 (05) .

[3]余伟成, 照梦欣, 成俊奇.浅谈输变电设备状态检修工作[J].中国电力教育, 2008 (S3) .

[4]赵永升, 赵国亮.继电保护装置状态检修初探[J].中国新技术新产品, 2010 (17) .

[5]关利国.探讨电网输变电设备状态检修[J].中国电力教育, 2009 (24) .

[6]吕卫胜, 付玉松, 唐爽.浅谈电力系统继电保护技术[J].科技资讯, 2010 (13) .

检测和保护 篇2

一、水源保护

(一)保护水源人人有责。按规定划定水源保护区，并设立水源保护标志，要防止垃圾粪便等污染饮用水源；对于破坏、污染饮用水源的现象，应及时制止向当地政府及主管部门报告。

(二)严禁牛、羊家禽等进入水源保护地，重点做好内部防护看守工作，严禁非工作人员进入取水区域，及供水设施防护区。

(三)各水厂要成立水源安全检查小组，对所有水源地供水设施就安全防范，水源、水质等方面进行全方位不定期检查。在水源区附近，开展水环境保护宣传活动，通过广播、发放宣传资料等多种形式，加强水环境保护知识的宣传，提高人们对资源保护意识。

二、水质检测

(一)水质检验记录应当完整清晰，档案资料保存完好。

(二)水质检测资料实行日报、月报、年报及污染应急报告制。

(三)水质检测资料按国家有关规定报送当地卫生行政部门。

浅谈结构实体钢筋保护层厚度检测 篇3

关键词：结构实体;钢筋保护层;厚度检测

引言

结构实体钢筋保护层厚度的检验目前已成为工程结构中不可缺少的重要部分，钢筋保护层厚度是否合格，对建筑物施工的整体质量有直接的影响，还可以保护构件不因高温影响而急剧丧失承载力。对结构的可靠性和耐久性都有很重要的作用。混凝土结构子分部工程施工质量验收时，应提供结构实体检验记录，其结果作为混凝土结构子分部工程施工质量的评定条件之一。

1.钢筋保护层厚度的作用

随着我国社会经济建设步伐的加快，城市建设规模不断扩大，钢筋混凝土结构的建筑工程数量逐渐增加，对工程混凝土结构的质量安全也提出了更高的要求。钢混凝土结构构建钢筋保护层厚度保护钢筋，防止钢筋锈蚀，满足钢筋与混凝土的耐久性要求，混凝土则具有较高的抗压强度，而其抗拉强度却很低。这种组合发挥了它们各自的优势性能，共同承担结构构件所承受的外部荷载。结构实体钢筋保护层厚度的检验可以客观地反映工程的主体质量及结构的安全，是判定混凝土结构构件施工质量的条件之一，也是监督抽检的重要项目。对于高温或防火要求高的环竟，由于混凝土导热系数小，保护层能够有效防止构件内钢筋表面温度过高而逐渐失去强度，以至造成事故。钢筋保护层过小，表层混凝土将随着时间的推移而逐渐碳化，边缘钢筋失去保护作用而导致钢筋锈蚀，钢筋与混凝土之间也会失去粘结力，从而使构件的承载力降低，严重时还会导致整个结构体系的破坏。由于混凝土内水泥颗粒的水化作用形成了凝胶体同时体积收缩，使混凝土与钢筋表面凹凸不平产生机械咬合力（即握裹力），使钢筋可靠地锚固在混凝土内，有效地发挥钢筋和混凝土共同工作的作用。

2.钢筋保护层厚度对结构实体的影响

2.1耐久性的影响

钢筋保护层厚度的检测方法分破损检测和无损检测两种。破损检测一般是剔凿构件表面混凝土，露出钢筋，然后直接测量，得出钢筋保护层的厚度，对构件内的钢筋位置做到心中有数，避开梁柱节点等钢筋密集区和钢筋接头部位，使检测到的钢筋根数与实际相符，取得完整准确的检测数据。且易产生沿纵向钢筋的纵向裂缝，梁构件存在以上问题时，则底部需测的主筋保护层厚度应全部判为不合格并记录。这对提高箍筋保护层质量，保证构件的耐久性大有益处。在潮湿环境中容易发生电化学腐蚀，引起钢筋截面减小和强度降低;还会使混凝土和钢筋之间的粘接性能退化，影响两者的协同工作。缩短了构件耐久性的年限，危及结构安全。

2.2承载力的影响

在混凝土结构中钢筋的位置很大程度上与施工质量有关，并对构件的结构受力性能产生重大影响。钢筋保护层厚度检验，主要指显著影响结构承载力及结构耐久性的构件和部位。结构实体检验的具体部位和构件的数量，应根据单位工程结构的重要性，处于梁、板类构件上部的负弯矩钢筋，在结构中的抗力主要表现为抗弯承载力，在截面高度h确定的条件下，保护层厚度加大，有效高度就减小，钢筋抗弯承载力也随之降低。

Ctm，i=（ct1+Ct2+2CC—2C0）/2

式中Ctm，i—第i测点混凝土保护层厚度平均检测值，精确至1mm;

ct1+Ct2—第1、2次监测的混凝土保护层厚度检测值，精度至1mm;

CC——混凝土保护层厚度修正值，为同一规格钢筋的混凝土保护层厚度实测验证值减去检测值，精确至0.1mm;

C-—探头垫块厚度，精确至0.1mm;不加垫块时C0=0

2.3规范规定和意义

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）附录E中规定钢筋保护层厚度检验时，纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差，对梁类构件为+10mm，—7mm;对板类构件为+8mm，—5mm。检测中如果遇到等截面、等跨度、等配筋的相交梁，要仔细分析、正确区分相交梁钢筋的上下位置，高清他们之间的关系，正确地选择检测部位，这样才能真实地反应检测构件的保护层厚度。当全部检验的合格点率为90%及以上时，应判为合格;当合格点率为小于90%但不小于80%时，需再抽取相同数量的构件进行检验，两次总和计算合格点率为90%及以上时，而混凝土保护层变薄使钢筋的握裹力减弱，会引起构件内钢筋锚固及应力传递性能的不足。规范的规定主要是考虑处于梁、板类构件上部的负弯矩钢筋，往往因施工时踩踏等原因而下移，从而严重削弱承载力。从长远看，保护层变薄会加速混凝土的炭化、脱钝、钢筋锈蚀，影响结构耐久性及使用年限。

3.钢筋保护层厚度的检测

3.1检测位置及数量

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002附录第E.0.1、E.0.2条规定：只对受弯构件梁、板进行检验，为构件总数的2%且≥5件;当有悬挑构件时，所抽检悬挑构建数量占抽检总数的比例不宜<50%。因此，在检测板底受力钢筋保护层厚度的同时，也应按照一定比例对负弯矩筋的保护层厚度进行检测，促进负弯矩筋“质量”的提高。如某工程，根据构件总数及规范抽检数量要求，一般砖混结构，可取5根阳台悬挑梁，测定其根部主筋保护层;取较大跨度板5快，测定其上层受力钢筋保护层。目前主要以无损检测的电磁感应钢筋检测仪为主，这种检测操作方法简便，效率高，应用广泛。

3.2检测方法

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002附录第E.0.3条规定：钢筋保护层厚度可采用非破损方法进行检测;也可采用破损方法，钢筋保护层厚度的检测可采用钢筋保护层测定仪进行测量，必要时也可以采用局部开槽钻孔测定。在测试过程中应先取中间值进行扫描，然后对未测到的地方，再按限值取最小值或最大值作针对性测试。保护层厚度达不到质量验收规范规定的合格率时，对于偏薄的，一般会想到按照上述或其它办法处理进行弥补。在开槽测量时，施工、监理方应同时在场进行实测见证。检测完毕，应将原处清扫干净后，及时用1：2水泥砂浆修补，并加强养护，确保新旧实体结合良好。梁、板类构件分别由量测结果计算合格点率，合格与否的界限为90%，即全部检查点的90%或以上均在允许误差范围内时，实体检验通过验收。基于耐久性和承载力两方面考虑，施工中应采取特别措施，注意控制保护层厚度的偏差，保证受力钢筋保护层在允许偏差范围内，从而保证实体结构使用寿命。

4.结束语

对于钢筋保护层厚度检测不合格后如何处理问题，还须需要相关部门给出相应的处理措施。其混凝土构件的重要性不同，检验结构部位根据结构物的重要性具体由参建各方共同确定。建筑工程质量检测对工作中的重要性，其检测中的钢筋保护层厚度检测至关重要。

参考文献：

[1]GB50010-2002混凝土结构设计规范

[2]GB50204-2002混凝土结构工程质量验收规范

[3]陈肇元.混凝土结构的耐久性设计方法.建筑技术.2003（5）：328

检测和保护 篇4

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检测和保护 篇5

各省、自治区、直辖市通信管理局，中国电信集团公司、中国网络通信集团公司、中国移动通信集团公司、中国联合通信有限公司、中国铁通集团有限公司、中国卫星通信集团公司，各相关单位：

为了保证通信网路安全可靠地运行，根据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国电信条例》，我部组织制定了《通信网防御雷电安全保护检测管理办法》，现予发布，2005年1月1日起实施，请认真贯彻执行。

附件：通信网防御雷电安全保护检测管理办法

中华人民共和国信息产业部

二○○四年十二月一日

通信网防御雷电安全保护检测管理办法

第一章 总 则

第一条

为保障通信网路安全可靠地运行，防止雷害事故造成人员伤亡和机房火灾，建立健全防雷减灾管理制度，根据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国电信条例》有关规定，制定本办法。

第二条 电信运营商、通信设备集成商和从事通信防雷产品的生产制造商和经销商应当遵守本办法。

第三条 本办法适用于我国公用电信网的通信大楼、交换、接入网、传输、无线通信基站、IP网站、局域网、微波站、卫星地面站等通信局（站）的防雷电安全保护的管理。

第四条

通信网上的通信局站、机房必须按规定安装防雷电安全保护系统。防雷设计和施工应符合信息产业部相关标准规范的规定。通信网上安装的防雷系统经验收合格后可并网使用。第五条 在通信网上使用的防雷产品必须按国家和行业标准进行检验，检验合格的产品允许进网使用。电信运营商、通信设备集成商、设计施工部门应选用检验合格的防雷产品。

第六条 为保障通信网防雷性能的安全可靠，信息产业部对通信网上使用的防雷产品和防雷系统实行定期检测制度；进一步完善通信网上雷电灾害调查制度。

第二章 组织管理

第七条

电信运营商应遵照本办法，建立完善的雷电防御管理制度，各级电信运营商的主要领导对防雷安全负责。各级电信运营商应配合信息产业部和各地通信管理局组织的电信网防雷减灾调查。

第八条

各地通信管理局负有监管本地区通信网路防雷减灾和安全生产的职责。负责组织对电信网上使用的防雷系统和防雷产品定期进行抽样检测和雷害调查，并将结果上报信息产业部。

第九条 从事防雷产品和通信网上防雷系统检测的机构必须是国家认可的第三方检测机构。通过国家认监委和信息产业部组织的计量认证和审查认可。

第十条

信息产业部通信产品防雷性能品质监督检验中心作为通信防雷技术支持单位配合信息产业部做好防雷产品标准符合性审查，配合各通信管理局做好雷电灾害的调查和通信网上防雷产品的抽查管理。

第十一条 信息产业部负责组织管理和指导全国通信行业防雷减灾工作。对通过检测的通信防雷产品定期在网上公布。并组织对雷电灾害的调查和处理。

第三章 通信防雷产品的要求

第十二条 建筑物直击雷防护的产品应符合国家标准GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》。

第十三条 通信网上所使用的各类防雷保护产品应符合YD/T5098—2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》中对产品的技术要求。

第十四条 电源用各类雷电过电压保护产品应符合YD/T1235.1－2002《通信局（站）低压配点电系统电涌保护器的技术要求》规定。

第十五条 电源用各类雷电过电压保护产品应通过YD/T1235.2－2002《通信局（站）低压配点电系统电涌保护器的测试方法》的测试。

第十六条 通信局（站）选用的防雷产品应通过信息产业部审查认可的检测机构检测合格并在网上公布。

第十七条 通信防雷产品的生产制造商、经销商应保证通过检测产品的一致性和可靠性。

第四章 日常维护管理

第十八条 各级电信运营商在新建、扩建、改建的通信局（站）的防雷工程验收过程中应当严格把关，经验收合格后，防雷装置才能投入使用。

第十九条

各级电信运营商应建立防雷管理检查制度，对雷电灾害造成的事故要做好专门调查、统计、分析及鉴定工作，要有明确的记录(包括损坏通信设备清单、雷害事故分析、处理报告等)。对雷灾事故要逐级上报，不得瞒报谎报。

第二十条 遭受雷击事故或火灾的通信局（站），可委托信息产业部通信产品防雷性能品质监督检验中心对雷击事故做技术认定工作。

第二十一条 重大雷击事故，由信息产业部组织相关单位做好分析和调查工作。

第二十二条

维护人员应在每年雷雨季节之前对通信局（站）建筑物、构筑物、接地系统的接地电阻和其它设施安装的防雷装置进行一次全面检查，发现异常变化要立即查明原因，并及时采取措施。同时建立专门的防雷接地档案，保存建筑物防雷、接地线、接地网、接地电阻及防雷产品安装的原始记录及日常防雷检查记录。

第二十三条 通信局（站）内的电源用保护器的通流容量、安装位置、接地线径、接地线长短应符合标准要求，其SPD的保护模式应符合其供电方式。

第二十四条 电源用第一级SPD在每年雷雨季节前，应检测其各类性能和显示是否正常，开关电源内的模块应每年用混合波雷电电涌测试仪检测其性能，检查其老化程度。信号、数据用SPD应检查其接地线是否可靠连接。

第二十五条 通信局（站）要落实防雷接地日常维护工作。对于扩建、改建的通信局（站）需要检查新增设备是否连接。

第二十六条 当监控系统发现防雷装置损坏或异常时，要及时进行现场检查并更换，无监控系统时，应在雷雨后由维护人员进行人工巡检。

第二十七条 各级防雷维护人员应当定期接受相关的技术培训。

第五章 通信防雷产品的检测管理

第二十八条 信息产业部授权的通信防雷产品检验机构，负责对通信防雷产品进行检测工作。在完成检测工作后出具公正、有效的防雷产品检测报告。

第二十九条 防雷产品检测工作依据中华人民共和国国家标准和通信行业标准及信息产业部相关规定进行。

第三十条 经检验合格的防雷产品允许在通信系统内和通信网上使用。

第三十一条 通信防雷产品检验机构，应将检验合格的防雷产品检验报告上报信息产业部，统一在网上公布。

第六章 通信网防雷电安全保护的监督管理

第三十二条

各地通信管理局应当根据抽查实施细则组织对网上的通信防雷设备定期抽查，相关检测工作通信管理局应委托信息产业部授权的信息产业部通信防雷产品检验机构进行检测工作。

第三十三条 各通信管理局应定期将抽查结果上报信息产业部。

第三十四条 信息产业部负责定期向社会公布检测合格的防雷产品生产和经销单位。

第三十五条 生产和经销单位的通信防雷产品经检测合格后，应承诺其受检产品品质的稳定性和可靠性。

第三十六条 生产和经销单位有下列行为之一的，信息产业部将撤销对其产品检测合格的结论，并予以公布：

（一）伪造和涂改检测报告；

（二）冒用和转让检测报告；

（三）售出的通信防雷产品与检测合格的产品不一致。

第三十七条 生产和经销单位对检验中心出具的检测结论和检测收费有异议的，或者认为检验机构的工作人员有违规行为的，有权向信息产业部提出申诉或投诉。

第三十八条 电信运营商有下列行为之一的，信息产业部将予通报批评，并视情节轻重追究其相应的法律责任：

（一）隐瞒不报或谎报雷电灾害事故；

（二）未按标准规范要求在通信局（站）安装防雷装置；

（三）安装和选用未经检验合格的通信防雷产品；

（四）防雷工程不经验收投入使用；

（五）未执行本办法而造成重大后果。

第七章 附 则

第三十九条 本办法由信息产业部科技司负责解释。

检测和保护 篇6

关键词：钢筋混凝土；保护层厚度；检测技术

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0026-01

钢筋混凝土厚度的检测目的是确保建筑工程的施工质量，是在施工竣工后强制检测的一项内容，并且这项检测内容被推广到了全国的建筑行业之中。钢筋和混凝土是建筑结构的重要组成部分，钢筋抗拉伸强度大，混凝土抗压力大，二者是柔与刚的和谐统一；钢筋与混凝土通过凝结作用，将建筑构件连接在一起，再通过机器的加工，让建筑构件更加牢固，以此来增加建筑构件的承载能力，这种钢筋混凝土结构是现代工程建筑中普遍采用的建筑方式。因此，钢筋的混凝土厚度检测是保证建筑构件安全的重要环节。

1 混凝土保护层厚度的概念及其要求

混凝土保护层的含义是指整个钢筋混凝土建筑构建中，混凝土上相对较小的一部分垫层，被上端的钢筋用混凝土保护起来，避免钢筋直接暴露在空气中；另外，保护层的厚度还能够加强混凝土构件的耐久性和固定性。

在钢筋混凝土的建筑构建中，混凝土保护层的厚度对钢筋混凝土构件起到一定的保护作用，厚度相对越大，钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土结合的更好，其使用性能也就大大提高了，但是，如果钢筋混凝土构件的厚度太厚的话，则会加大钢筋混凝土构件的受力，使其产生较大的宽度，影响钢筋混凝土的使用性能。因此，在建筑设计过程中要充分考虑此类情况，既增加了建筑构件的安全性能又节约了施工成本。

2 钢筋混凝土厚度检测技术及其原理

2.1 检测技术的方法

根据国家政策规定，钢筋的混凝土厚度检测方法分为两种，其一是无损伤的混凝土厚度检测即利用先进的科学仪器（包括探测仪、雷达仪等）进行检测，这种检测方法一般不会对建筑结构有所损害，但是也会因为外界环境或是仪器本身等因素的影响，对检测结果的准确性造成影响。

为了提高检测的准确性，可以增加检测的点有：一是综合分析混凝土保护层厚度钢筋的数据；二是采取局部破坏的方法，也就是借助机器进行钻孔等方式直接接触到钢筋表面进行检查，而这种方式容易损坏钢筋，对人力、物力的要求比较高，不适合大规模应用，因此，在检测过程中可以二者相结合使用，以提高检测的精准度。

2.2 检测技术的原理

钢筋的检测仪器分为两部分，一部分是探头，另一部分是主机。在探测仪的探头上有两组线圈，在进行钢筋检测的时候，两组线圈发生磁场感应，并产生电流变化；主机通过对收集到的数据进行分析，并根据感应电压的变化来确定混凝土保护层的厚度，现今的绝大多数建筑工程中都采取这种检测方法。

3 钢筋混凝土厚度检测准确度的影响原因

混凝土厚度的检测仪器是根据电磁感应制成的，因此在进行检测时，钢筋排列密度的不同会影响混凝土保护层的检测精准度，另外，钢筋混凝土结构表面的平、检测探头的不同都会地其检测结果造成误差。因此，在检测过程中需要做好一系列的准备，以确保测试数据准确。

仪器检测是为了更好的保证施工质量，但是在施工过程中的监督施工环节也是必不可少的，但是在施工过程中，往往监督部门的监督执行力不足，没有深入到工程施工的各项工序中，放任了施工操作中的不良施工情况，降低了工程施工构件的质量标准，将不合格的构件应用到建筑工程后会降低钢筋混凝构件的耐久力、稳固性，进而缩短建筑的使用寿命，给施工工程埋下了质量问题，威胁了人民的人身财产安全。

4 钢筋混凝土保护层厚度检测技术

4.1 前期准备

在进行检测前，要做好以下准备：第一，技术准备。事先要对建筑工程的施工设计和图纸进行详细了解，确定钢筋的具体位置，制定详细的检测计划；第二，检测仪器的准备。对于混凝土保护层的检测，仪器要经过预热、校准等工作过程，保证检测前的数据为初始数据，不会对后期的混凝土保护层检测造成误差；第三，检测人员的准备，做为检测人员一定要熟知钢筋混凝土结构的构成，对于整体建筑的结构概念要清楚，而且还要有临场解决突发意外的能力；第四，检测现场的准备。施工现场的环境是极其不确定的，因此，在准备检测的时候要提前通知施工方，让施工方准备好相应的资料，例如，施工图纸，参加检测的人员等，最重要的是对检测的施工地点进行清理，避免因为杂物影响检测的准确度。

4.2 现场检测

首先，在进行检测的时候要准确输入钢筋的直径值，以便在检测时更加准确的测量出混凝土保护层的厚度，减少检测仪器的误差，精准检测数据值，保证建筑结构的稳定性以及建筑构件的安全性。

其次，对混凝土保护层的检测地方先进行简单的探测，以画出检测地点的大体网络，再根据整体的图像分段进行检测，增加混凝土保护层的检测数值的精准性。

再次，在检测的时候，不能过快的检测保护层表面，但也不能过慢的检测。简单的说，在钢筋偏少的地方可以加快检测速度，在接近钢筋上端的时候要减慢检测速度，最好是采取往返移动的方式来精确检测数据值。

最后，检测的探头要始终保持与钢筋的轴线平行，减少因为探测角度的改变，给检测结果带来误差；为更加精确的得到检测结果，对于无法确定的钢筋位置可进行破损检测核实。

4.3 数据分析

根据我国的法律规定，混凝土保护层的钢筋检查数据要达到90%以上，才能够判定整体的钢筋混凝土结构为合格产品，如果检测结果少于80%，就需要重新的对建筑构件进行抽样检测，同上一次的检测结果综合计算合格率为90%的可以认定为合格产品。

5 不合格的钢筋保护层厚度的处理方法

5.1 钢筋混凝土保护层厚度过薄的处理办法

第一，应该对过薄的保护层表面进行清理、打磨，让构件表面变得粗糙，这样更加方便对建筑构件进行粘接，再进行抹灰，降低因粘接的建筑构件而引起后期开裂的情况；另外，还可以在建筑构件下铺设一层钢丝网，以提高建筑构件的抗裂性能。

第二，因为构件的保护层厚度不足，对于粘接后期的抹灰工作会比较困难，所以，可以使用机器设备对粘接处进行高压喷浆，以加强混凝土构件的稳固性。

5.2 钢筋混凝土保护层厚度过厚的处理办法

钢筋混凝土构件过厚的地方，要及时与设计人员沟通，并进行重新计算，这样才能对不合格的构件进行更改；对于构件承载力不合格的不稳，要申请返工，重新进行建造，尤其是比较重要的建筑构件，要更加重视，避免出现施工质量问题。

6 结 语

钢筋混凝土构件是现代建筑中最普遍的建筑方式，因此，钢筋混凝土保护层的质量是保证建筑结构耐久力和安全性的重要环节，要提高钢筋混凝土的质量，不仅要合理设计施工图纸，运用高科技的仪器检测施工质量，更要参与到施工地内部，监督钢筋混凝土保护层施工过程，争取从根本上提高钢筋混凝土保护层的质量安全，延长工程建筑的使用寿命。

参考文献：

[1] 罗居刚.混凝土保护层厚度检测技术探讨[J].治淮，2011，（8）.

[2] 谢梅芳.建筑结构钢筋保护层厚度检测技术探讨[J].建筑工程技术与 设计，2013，（2）.

[3] 文小全.阐述钢筋的混凝土保护层厚度检测分析及研究[J].科技与生 活，2010，（21）.

检测和保护 篇7

DM发射机对机内各主要部位均设置了故障检测电路, 检测点根据情况分类处理。发射机把整机各类故障分为七大类, 故障检测电路把数据采样处理后通过接口送到监测显示板A32, 当发射机发生故障时, 监测显示板通过发光二极管显示故障部位并将故障信号送到控制板A38作出相应的保护或处理。

2008年3月份, 我台的一部DM数字发射机出现了发射机开机后自动关机的故障。现将检修过程记录下来, 希望对DM数字机控制﹑检测和保护系统故障的检修带来一些启发。

故障现象:开机后立即自动关机, 监测显示板上无任何故障灯指示。值机员反映, 前一天晚上发射机工作正常, 第二天早晨开机时就发现此故障现象。

为什么发射机开机后会自动关机呢?我们首先分析DM发射机的开机过程:由来自功率控制逻辑的开机请求命令触发A38控制板的D50A产生一个约1.6秒的“开机”脉冲送至直流稳压板A30上的K1继电器驱动电路, 使K1闭合, K1闭合时间约为1.6秒。在K1闭合之后约1.1秒输出逻辑信号产生“K2驱动”输出信号使K2闭合, 此时其辅助触点接通一个+22V信号经抖动电路和逻辑转换电路产生一个自锁信号, 保证在K1辅助接点断开后, K2仍能一直保持闭合。

是不是开机控制信号异常呢?通过开机瞬间继电器的吸合声音判断, K1继电器能够吸合, K2继电器吸合后立即断开。经检查, 继电器K1、K2正常。分析有可能是“开机”脉冲的脉宽不够引起自锁信号异常。开机指令由D50A产生, 代换D50A后故障依旧。又检查相关开机控制电路, 没有发现损坏元件。

是什么原因造成发射机开机后自动关机的故障呢?通过查看A38控制板电路图可以知道, 发射机的关机是通过N53:C或非门 (8) 脚输出低电平控制N52及三极管V5A输出K2继电器驱动信号来实现的。而N53:C或非门的输入有3路即 (9) - (10) 脚, 除了 (11) 脚的关机指令信号外, 还有 (10) 脚的一类故障保护信号输入脚。一类故障的关机保护就是这样实现的。有可能是发射机一类故障使发射机保护而自动关机。

我们分析一下一类故障的保护原理:当发射机在监测显示板A32上检测到任意一个一类故障时, 通过N10输出高电平, 经N24:C和N70:A, 就会有一个一类故障-H信号送去控制板A38, 送到N58:C或门的输入脚 (9) 脚, 输出脚 (8) 脚送出高电平到N53:C或非门输入脚 (10) 脚, 也可使发射机关机。

分析判断为一类故障保护使发射机关机保护。

既然是一类故障引起发射机自动保护关机, 那么监测显示板上为什么却没有相应的故障指示呢?分析可知, 在发射机初次开机时, 由于发射机为保证在初上低压时不发生错误故障指示, 在K1启动期间, 1.6秒的负脉冲是逻辑低电平, 它将通过复位电路控制故障锁存器, 禁止任何故障显示。这样, 若发射机开机时有一个一类故障时, 由于一类故障从出现到关机时间极短, 在1.6秒的范围之内, 发射机很可能会在极短的时间内自动关机而在监测显示板上却没有相应的故障指示。

一类故障的故障点很多, 如外部连锁, 门连锁, 风机, 电缆连锁, 高压电源, 射频输出监测板+5V, -5V电源, 直流稳压板B+, B-故障及二类故障的重复出现等, 这些故障点通过相关电路输入到监测显示板A32的或门N10的输入 (2) - (5) 及 (9) - (12) 脚, 由⑴脚输出高电平经或门N24:C和N70:A输出作为一类故障的故障信号。那么, 究竟是哪种一类故障引起的发射机保护关机呢?由于发射机开机后立即关机, 没有故障灯指示, 同时也无法用测量电压的方法判断。这么多路故障信号点, 要一一检查它们的相关电路, 是一件非常繁重的工作, 而且, 在不加电的条件下, 也不太可能对故障与否作出正确判断。

怎么才能使故障点显示出来呢?经过反复分析电路原理图, 我们考虑:可以暂时去掉保护电路, 使发射机强制开机。但前提是必须保证发射机的安全。

我们的做法是如下。

(1) 关闭发射机的功放, 即将A38控制板上的功放开关S5:PA开关放在“关”的位置。这样, 由于发射机的功放电路没有工作, 发射机处于小信号工作状态, 没有高电压大电流。大功率的功放板及输出网络没有工作, 不会造成大功率贵重元器件的损坏。而且, 为大功率元器件供电的电源电路也不会因大电流或短路而损坏。

(2) 尽量缩短检测时间。即短时间开机, 做到眼疾手快, 发现故障能够果断做出处理, 迅速关机。

首先, 我们挑开A38控制板上N53:C (8) 脚, 使其悬空。 (8) 脚悬空后, 输入到与门N52:B的[4]脚的高电平, 经与门N52:C输出高电平经电阻R44使V5:A饱和导通, V5:A集电极接近零电位, 则K2线圈吸合。这样就使一类故障保护被切断, 开机后如果是一类故障引起的自动保护将会失去保护控制的功能, 从而强迫继电器K2工作;然后, 我们将PA开关放在“关”的位置, 即关闭发射机的功放电路。

通过上述分析和处理后, 短时间开机, 发射机的K2吸合后不再立即断开, 观察发现监测显示板A32的B-故障指示灯点亮。这说明, 是直流稳压板A30的B-电源发生故障。再次短时间开机, 测量直流稳压板A30的B-故障-L测试点TP1, 果然为故障低电平, 说明判断准确。

经仔细检查直流稳压板A30, 测量排阻R89有漏电现象, 发现R89焊接面有焊锡的毛刺。R89为B-检测电路的基准电压的分压电阻, 用来和输出的B-电压做比较以判断B-电压是否正常。R89异常, 将会导致B-检测出错。用无水酒精清洗后试机, 发射机B-故障指示灯已不再点亮。连接A38控制板上N53:C (8) 脚, 将PA开关放在“开”的位置, 恢复发射机至正常状态, 开机, 发射机已经正常工作。

通过上述故障的检修我们体会到:DM发射机的控制﹑检测和保护系统错综复杂, 而且每一个故障又涉及到从电路采样到监测显示板A32和控制板A38等诸多线路, 而且不同故障点又可能引发同样的故障现象, 这就要求我们在实际维修中在保证发射机安全的前提下, 采取灵活的检修方法, 以便迅速准确的找到故障点, 达到事半功倍的效果。在本例检修中, 虽然故障点为B-电源, 发射机面板上却没有故障显示, 我们巧妙的在保证发射机安全的前提下断开保护电路, 利用发射机自身的检测电路, 使故障点迅速的显露出来, 提高了检修效率。

皮带打滑检测保护装置改造 篇8

冶金行业的储运系统广泛采用皮带上料方式输送物料。由于物料运输对生产影响很大, 因此必须保障皮带系统的稳定。在皮带上料运输过程中, 皮带长时间运行会松弛, 出现打滑现象, 若不及时采取措施, 严重时甚至会因过度摩擦而撕裂断带。因此, 希望找到一种方法, 能在最短时间内有效检测到皮带速度异常, 及时通知维修人员进行停车检查, 将事故的损失降到最低。

1 原有设备状况

原皮带打滑检测保护装置的机械式触轮安装在皮带底部, 通过专用设备检测皮带状况, 一旦皮带打滑, 检测信号便接入值班室进行报警。原皮带打滑检测保护装置安装示意图如图1所示。

原皮带打滑检测保护装置有以下缺点。

(1) 为接触式装置, 受皮带负载影响较大, 因为皮带满载与轻载时的状态大不相同, 易发生误报。

(2) 触轮需与皮带接触, 拉力弹簧长时间使用容易磨损, 皮带轻载时容易误报, 甚至无法报警。

(3) 采用机械传动, 机械触轮、转动轴承长时间旋转易磨损, 不仅影响精度, 而且易划伤皮带。

(4) 只能检测1条皮带, 费用高。

经过一段时间的使用, 原皮带打滑检测保护装置的触轮已大部分磨损脱落, 轴承已损坏, 打滑检测器也已大部分损坏无法修复。几次皮带事故都因缺乏有效的检测手段而未能及时发现, 导致皮带损伤严重, 且更换皮带需要较长时间, 对高炉的连续生产带来极大影响。

2 检测原理

皮带打滑的一个显著特征是皮带松弛, 皮带与主动辊和被动辊间的速度不一致, 所以检测皮带打滑的有效方式是监测被动辊的转速, 通过智能装置判断皮带是否存在打滑故障。然而, 由于皮带机较分散, 对速度检测装置进行大规模的集中控制显得得不偿失且不易维护, 因此利用PLC在现场进行集中控制, 实现速度异常自动报警, 报警自动恢复。

每套皮带打滑检测保护装置主要由1个接近开关和1个声光报警器 (选装) 组成, PLC选用西门子S7-200CN系列。在机尾或从动轮一侧安装接近开关, 在从动轮边缘焊接1块或多块金属挡片。当皮带机运行时, 金属挡片跟随从动轮旋转, 与接近开关作用产生脉冲信号。由于此脉冲信号与皮带运动速度匹配, 因此通过检测这个脉冲信号就可以得出皮带运行速度;同时将此脉冲信号接入PLC, 利用PLC内部的时钟来测量脉冲信号的频率, 测量结果与PLC内设报警值进行比对, 若测量值达到报警值, 则报警。

3 控制系统电气设计

皮带打滑检测保护装置以PLC为核心, 实现打滑自动报警, 报警自动恢复。控制系统采用独立的24V电源供电;所有输入信号经光电耦合器进入PLC, 可防止接触不良以及故障时高压窜入损坏控制系统;控制系统输出采用继电器, 可有效避免外围电路对皮带打滑检测保护装置的影响。PLC接线如图2所示。

4 控制系统功能设计

根据现场实际情况, 按图3所示流程检测皮带状况。

(1) PLC对接近开关的上升沿信号进行计数, 同时启动1个5s的计时器。

(2) 当计时时间到后, PLC将计数器的计数数值与PLC内设报警值 (此处设为3) 进行比对。当前者不大于后者时, PLC判断皮带打滑, 输出报警, 实现皮带打滑报警功能。

(3) PLC输出报警过程中, 若皮带运行速度恢复正常, 则自动复位报警输出, 实现报警自动复位功能。

为了便于现场人员及时了解设备情况, 需对现场主要设备运行情况进行指示, 并对故障进行声光报警。操作箱设置系统电源指示灯、24V电源指示灯、皮带运行指示灯、打滑报警指示灯。在现场操作人员值班室安装声光报警装置。

5 抗干扰设计

鉴于操作箱安装在现场, 从硬件方面采取以下抗干扰措施。

(1) 采用防护等级为IP65的防爆型操作箱, 该操作箱为曲路密封结构, 具有良好的防水防尘性能。

(2) 选用性能良好、电磁辐射小的24V电源, 避免电源箱产生干扰;采用菲尼克斯的QUINT-PS-100-1AC/24DC/20~220V/-24V电源, 保证电源的稳定性。

(3) 采用标准的接地方式, 选择良好的接地点。PLC与强电设备使用不同的接地装置, 接地线截面不小于2mm2。PLC的接地点与强电设备的接地点需相距10m以上。屏蔽地、保护地不能与电源地、信号灯等的接地相连, 需独立接地。信号源接地时, 屏蔽层应在信号侧接地;信号源不需接地时, 屏蔽层应在PLC侧接地。

(4) 在设计PLC系统时, 一般利用光电耦合器来抑制外部噪声的干扰。该项目中, 采用魏德米勒的MICRO系列MOS DC24V/DC 24V ACT光电耦合器。

以上措施可增强皮带打滑检测保护装置控制系统的抗干扰性, 同时也可避免外围电路故障时高压窜入损坏皮带打滑检测保护装置。

6 结束语

对于需要改造的12条皮带, 若采用恢复措施, 则需费用10万;现依托PLC系统进行改造, 仅需西门子S7-200CN 2套, 接近开关12套, 共需费用约1万元, 经济效益明显。

皮带打滑检测保护装置以PLC为核心, 在现场进行集中控制, 充分发挥了PLC可靠性高、驱动能力强、线路连接简单的优势, 并且通过多种措施加强了抗干扰性, 使整个控制系统运行稳定、可靠性高, 完全满足工艺的要求。另外, 该装置还可用于炼铁双料车的速度保护、天车行走的速度监视、回转窑的运行速度保护等。

参考文献

基于保护信号的隐性故障检测 篇9

隐性故障即在电网故障时才表现出来的保护装置缺陷[1,2,3],会导致保护误动或者拒动,严重时甚至引起电网连锁故障。 检测并及时处理保护隐性故障能有效提高电网运行的可靠性,是十分必要的。 已有文献大多针对隐性故障造成的电网连锁故障风险进行研究。 文献[4 - 5]通过概率统计的方法建立隐性故障造成的连锁故障概率模型。 文献[6 - 7]提出了基于故障树等方法分析电网的连锁故障,但对保护装置中隐性故障的检测方法研究则较少[8]。

随着通信技术的发展,实时获取准确的电网信息已成为可能[9,10]。 广域测量系统(WAMS)利用相量测量单元(PMU)可同步多点测量电网的实时数据, 该数据具有高采样频率、高精度等优点,同时,保护管理信息系统可以准确记录保护装置及断路器的动作信号等信息。 当电网发生故障时,上述系统采集一次设备及二次设备的信息传送到调度中心,可综合用于检测隐性故障。

现有的微机保护自带自检装置,可以离线检测到一部分故障。 但是保护动作原理较为复杂,各个环节之间的联系紧密,常规手段有时难以检测到某些环节缺陷。 文献[11 - 13]提出利用保护及断路器的动作信号建立解析模型,将故障诊断规则解析化, 转化为使目标函数最小化的0 - 1整数规划问题并优化求解,其有着严密的数学基础和理论依据。 该方法能诊断出故障元件及拒动或误动的保护或断路器,但是无法检测未出口动作的后备保护或保护其他环节的隐性故障,也无法判断线路故障的范围。

本文通过构造基于保护信号的解析模型以检测隐性故障,利用保护的启动、动作信号及断路器的跳闸信号,并考虑线路的三段保护及拒动误动等较复杂情况,建立反映各信号之间关联的解析模型,基于3种信号的实际状态与期望状态的最大匹配原则, 构造反映两者之间差异的目标函数,优化求解,最后根据保护的实际状态与期望状态的差异判断其是否含有隐性故障。 该方法除了能有效诊断故障元件以及线路故障的基本位置,还能检测出保护的启动或出口动作方面的隐性故障,根据启动信号检测未出口动作信号的后备保护隐性故障。 通过算例验证了该方法的有效性。

1解析模型的建立

按照不同的保护要求,继电保护装置有多种类型,但是其内部基本结构类似,按功能划分一般有以下几个部分:

a. 数据采集及预处理环节,采集电网一次侧的电气量并预处理;

b. 测量与比较环节,故障时对电气量进行计算处理及逻辑判断;

c. 启动环节,检测系统的扰动使保护启动,发出启动信号,若不满足动作条件则返回;

d. 出口动作环节,发出动作信号驱动断路器跳闸。

隐性故障原因一般有以下几种:数据采集及预处理环节故障导致一次侧测量数据错误引起的误动;通信故障使信号发送失败或错误引起的误动;继电器故障导致触点常闭引起的误动;保护设置不合理引起的误动等。 电网正常运行时,可以检测到数据采集及预处理环节的隐性故障[14],故障时,若主保护和断路器正确动作,则故障设备会被隔离,此时相关的后备保护也应该正确启动,如果它们未启动或错误启动,则表明保护存在隐性故障;或者相应的后备保护启动但未按照动作原理返回而发生误动,也表明保护存在隐性故障。 基于保护信号来构建解析模型,可以有效检测隐性故障,现阶段可收集的信号主要包括保护启动及动作信号、断路器的跳闸信号。 启动信号即保护已启动,但延时未到时保护装置发出的即时信号;动作信号即保护装置出口的动作信号,可驱动断路器跳闸,并使之发出跳闸信号。 根据检测结果对保护装置进行检修,排除隐性故障, 能有效避免连锁故障。

多数文献仅使用主保护和后备保护的动作信号进行解析,诊断故障元件及保护或断路器的拒动或误动情况,未充分利用保护的其他信号。 而且在实际的运行中,线路会采用三段保护结合其他保护等较为复杂的配置,关于这方面的研究较少。 本文将保护分为线路保护(三段保护配合纵联保护)及其他元件保护(母线保护、变压器保护等),分别针对以上保护的动作及启动信号、断路器的跳闸信号建立解析模型。

1.1故障区域的识别

电网实际运行时,单一元件故障较为频繁,若保护装置和断路器正确动作切除故障,则过程简单,结果准确。 但当保护装置含有隐性故障时,会发生误动或拒动,动作情况更为复杂,故障区域也会相应扩大。 建立解析模型首先要确定故障区域,现有研究根据断路器的带电状况能准确识别故障边界,形成故障区域,为构造解析模型建立良好的基础[13,15]。 本文考虑到远后备保护的启动情况,将故障区域边界向下级线路延伸一级,以检测启动信号。

故障区域确定后,设:其中共有M个可能发生故障的元件,构成元件集合S={s1,s2,…,sM};N条可能发生故障的线路,为了方便描述,将第n条线路分为3段pn1、pn2、pn3, 构成线路集合P ={p11,p12,p13, … ,pN1, pN2,pN3}。 采用这种线路划分方法,可以在诊断结果中判断出线路故障的位置。 定义sm取1和0时分别表示S中第m个元件故障和正常;pnt取1和0时分别表示P中第n条线路的第t(t=1,2,3)段故障和正常。

设上述线路和元件共配置D个保护,保护动作信号构成的集合为R={r1,r2,… ,rd,… ,rD},rd取1和0时分别表示R中第d个保护动作和未动作;保护启动信号构成的集合为A={a1,a2,…,ad,…,aD},ad取1和0时分别表示A中第d个保护启动和未启动;故障后与停电设备相关的所有Q个断路器的跳闸信号构成的集合为C={c1,c2,…,cq,…,cQ},cq取1和0时分别表示C中第q个断路器跳闸和未跳闸。

根据继电保护原理,在解析模型中,故障后保护或者断路器做出的正确动作响应,称作动作期望[12], 表现为相应的信号期望,即保护的启动信号期望A*、 动作信号期望R*以及断路器的跳闸信号期望C*。

在本文的解析模型中,v表示线路的纵联保护; x、y、z分别表示线路的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护;i表示元件的主保护;j表示元件的第一后备保护;l表示元件的第二后备保护;k表示断路器失灵保护;在各线路及元件的解析模型中,、- 分别表示逻辑运算的与、 或、非,若不影响表达,可省略。

1.2线路保护动作信号解析模型

线路保护采用三段保护与纵联保护配合,纵联保护在线路两端安装,三段保护在线路靠近电源的一侧安装,若是双端电源线路,则两侧均需要安装。 线路保护范围划分如图1所示。 以L1为例,D、E侧一般采用相同的保护,保护范围也一致,一般为线路全长的80%。 根据继电保护装置已设定的三段保护范围,将线路L1分为p11、p12、p133段,则D侧Ⅰ段保护范围为p11+ p12,E侧Ⅰ段保护范围为p12+ p13。 Ⅱ段保护范围为本线路的全长及相连的母线,为保证线路的全长均得到保护,保护的范围会相应延伸到下级线路,但延伸长度并不确定,因此这部分不考虑在内。 同理,Ⅲ段保护范围为本线路及下级线路的全长及相连母线。 纵联保护作为主保护,保护本线路的全长。 根据各保护的保护范围、配置规则以及保护动作原理,形成解析模型。

a. 主保护。

设线路L1的纵联保护动作信号为r1v,当L1上发生故障时,纵联保护应该动作,其动作信号期望R*1v为:

b. Ⅰ段保护。

设线路L1的D侧Ⅰ段保护动作信号为r1x,当故障发生在第1、2段线路时,则Ⅰ段保护应动作,其动作信号期望R*1x为:

c. Ⅱ段保护。

设线路L1的D侧Ⅱ段保护动作信号为r1y,保护本线路全长及母线E。 当故障发生在本线路时,若对应线路D侧的Ⅰ段保护及纵联保护未动作,则Ⅱ 段保护应动作;或者当故障发生在末端母线E时,若母线主保护未动作,则Ⅱ段保护应动作,动作信号期望R*1y为:

其中,r1v为线路L1的纵联保护信号。

d. Ⅲ段保护。

设线路L1的D侧的Ⅲ段保护动作信号为r1z,当故障发生在本线路时,若对应线路D侧的Ⅰ段保护、 Ⅱ段保护及纵联保护均未动作,则Ⅲ段保护应动作; 或者当故障发生在下级线路L2(或L3、L4)时,Ⅲ段保护到故障线路之间的关联路径上的全部断路器都处于闭合状态,则Ⅲ段保护应动作;或者当故障发生在母线E(或F)时,母线主保护及相应的Ⅱ段保护均未动作,则Ⅲ段保护应动作,动作信号期望R*1z为:

其中,为第i条下级线路故障时,该线路上第q个断路器的跳闸情况。

1.3元件保护及断路器动作信号的解析模型

元件保护主要包括母线保护、变压器保护、发电机保护等,以下对各种类型的保护动作情况分别进行讨论。

a. 主保护。

设S中第m个元件sm的主保护动作信号为rmi, 如sm故障,则主保护动作,动作信号期望R*mi为:

b. 第一后备保护。

设元件sm的第一后备保护动作信号为rmj,如果sm故障且主保护拒动,则第一后备保护动作,动作信号期望R*mj为:

c. 第二后备保护。

设元件sm的第二后备保护动作信号为rml,第二后备保护保护元件为sm及其相邻的元件sx,如果sm故障且其主保护和第一后备保护未动作,则第二后备保护动作;或者当故障发生在相邻元件sx,且第二后备保护到sx的关联路径上的全部断路器都处于闭合状态,则第二后备保护动作,动作信号期望R*ml为:

其中, ∑表示逻辑连堠运算;Π 表示逻辑连堠运算; M(rml,sm)为在保护rml范围内元件sm的所有相邻元件集合;Q(rml,sx)为保护rml到sx关联路径上的全部断路器的集合。

d. 断路器失灵保护。

220 k V及以上电压等级的电网中一般配置专门的断路器失灵保护。 设rqk为第q个断路器的断路器失灵保护的动作信号,rp为可驱动断路器跳闸的保护动作信号,cq为断路器跳闸信号。 当保护动作并驱动断路器跳闸时,若断路器未动作,则断路器失灵保护动作,动作信号期望R*qk为:

其中,D(cq)为能驱动断路器cq跳闸的全部保护集合。

e. 断路器动作。

任何能够驱动断路器跳闸的保护动作,断路器都应该跳闸,动作信号期望Cq*为:

1.4保护启动信号的解析模型

故障发生后,只要在保护范围内,相应的Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ段保护,或者主保护后备保护均要启动。 若继电保护装置含有隐性故障,可能会造成保护不能及时启动或者错误启动,以下对各种类型的保护启动信号解析模型分别进行讨论。

a. 纵联保护启动。

设线路L1的纵联保护的启动信号为a1v,纵联差动保护作为L1的主保护保护线路全长,故障发生在L1的任何位置,纵联差动保护均应该启动,启动信号期望A*1v为:

b. Ⅰ段保护启动。

设线路L1Ⅰ段保护的启动信号为a1x, 故障发生在Ⅰ段保护范围内就应该启动,启动信号期望A*1x为:

c. Ⅱ段保护启动。

设线路L1Ⅱ段保护的启动信号为a1y, 故障发生在Ⅱ段保护范围内就应该启动,启动信号期望A*1y为:

d. Ⅲ段保护启动。

设线路L1Ⅲ段保护的启动信号为a1z,Ⅲ段保护作为本线路的近后备及下级线路的远后备,在本线路及与本线路连接的任一下级线路发生故障时均需要启动,启动信号期望A*1z为:

其中,N为下级线路物数目。

e. 其他元件保护启动。

设元件sm的主保护的启动信号为ami,第一后备保护的启动信号为amj,第二后备保护的启动信号为aml,当设备发生故障时,主保护及第一、第二后备保护均需要启动,启动信号期望A*mi、A*mj、A*ml分别为:

f. 断路器失灵保护启动。

设第q个断路器失灵保护的启动信号为aqk,当有启动断路器的任一保护动作,断路器失灵保护均需启动,启动信号期望A*qk为:

1.5拒动及误动的解析模型

在上述保护和断路器解析模型的基础上,加入保护(断路器)的误动(用f表示)或者拒动(用g表示)情况。 对于保护(断路器)的动作信号集合{r1, r2,…,rd,…,rD}({c1,c2,…,cq,… ,cQ}),如果rd= 1,第d个保护的动作信号期望Rd*= 0(cq= 1,Cq*= 0), 则保护(断路器)误动, frd= 1 ( fcq= 1), 否则frd= 0( fcq= 0); 如果rd= 0,Rd*= 1 (cq= 1,Cq*= 1), 则保护( 断路器) 拒动,grd= 1(gcq= 1),否则grd= 0(gcq= 0);如果rd= Rd*= 0 (cq= Cq*= 0),或者rd= Rd*= 1(cq= Cq*= 1),则保护( 断路器)正确动作。 考虑到保护的拒动问题,当元件或线路发生故障时,保护启动但未动作,或保护未启动, 均表示保护未动作。

根据保护和断路器的期望状态与实际状态的对比,分析得出保护和断路器的拒动和误动情况,并对矛盾的动作逻辑进行约束,矛盾的动作逻辑包括:保护动作但未启动,保护(断路器)误动又拒动,有动作期望又误动,无动作期望又拒动,未动作又误动,已动作又拒动。 将矛盾的动作逻辑进行约束,用逻辑方程可以表示为:

2隐性故障检测

采用基于保护信号解析模型的隐性故障检测方法,将解析模型的问题转换成最能解释实际保护(断路器)动作情况的0 - 1整数规划问题,优化目标函数进行故障诊断,并通过比较保护期望状态与实际状态的差别,确定不正确启动或动作的保护,检测含有隐性故障的保护装置。

2.1目标函数

首先确定目标函数E(H),目标函数越小表示保护与断路器的实际情况与期望情况越接近,目标函数的逻辑约束如1.5节所述,目标函数E(H)为:

其中,D为保护数量;Q为断路器的数量;为D个保护的启动期望状态与实际状态之间的差异;为D个保护的动作期望状态与实际状态的差异;为Q个断路器的跳闸期望状态与实际状态的差异;表示保护和断路器拒动、误动的情况,在优化过程中,误动或拒动的保护和断路器总数越少,目标函数越小,优化结果越明显;由于启动的保护数量远多于动作的数量,应适当减小启动状态在目标函数中的相对权重,设w为启动的相对权值,为(0,1)范围内的实数,w1、w2分别表示保护和断路器的误动、拒动的相对权值。

2.2隐性故障检测流程

本文采用粒子群优化算法求解目标函数,最优粒子为H(S,P,A,R,C,F,G),H中的S、P为故障诊断结果,即发生故障的元件和线路;F、G为保护与断路器的动作评价。 通过诊断结果检测保护的实际状态与期望状态的差异,可以确定没有正确启动或动作,或者信息上传有误的保护含有隐性故障。

根据上文的建模和求解思路,检测流程如图2所示,通过保护管理信息系统采集电网中保护的配置规则及保护范围,建立解析模型,当故障发生时, 利用该方法进行故障诊断及隐性故障的检测,在调度中心建立隐性故障检测系统。

3算例分析与验证

以图3所示的测试系统为例,系统中元件、保护及断路器的数量如下。

a. 20个设备, 包括4台发电机G1、G2、G3、G4,4台变压器T1、T2、T3、T4,8条母线A1、A2、…、A8及4条线路L1、L2、L3、L4。

b.20个断路器QF1、QF2、…、QF20。

c.76个保护,包括20个主保护G1i、G2i、G3i、G4i、T1i、T2i、T3i、T4i、A1i、A2i、…、A8i、L1v、L2v、L3v、L4v,12个后备保护G1j、G2j、G3j、G4j、T1j、T2j、T3j、T4j、T1l、T2l、T3l、T4l;20个断路器失灵保护QF1k、QF2k、…、QF20k;每条线路都是双端电源线路,两侧均配置三段保护,因此有8个Ⅰ段保护L1x、L1x′、L2x、L2x′、L3x、L3x′、L4x、L4x′,8个Ⅱ段保护L1y、L1y′、L2y、L2y′、L3y、L3y′、L4y、L4y′,8个Ⅲ段保护L1z、L1z′、L2z、L2z′、L3z、L3z′、L4z、L4z′。其中,G表示发电机或者发电机的保护;T表示变压器或者变压器的保护;A表示母线或者母线的保护;L表示线路或者线路的保护;B表示断路器或者断路器的失灵保护;x与x′分别表示线路两端的Ⅰ段保护,y与y′分别表示线路两端的Ⅱ段保护,z与z′分别表示线路两端的Ⅲ段保护,x、y、z为顺时针方向的保护,x′、y′、z′为逆时针方向的保护。

3.1算例1

设线路L3发生故障,上传的保护和断路器实际动作为:线路L3的主保护L3v拒动,L3x动作,跳开断路器QF17,L3x′、L3y′、L3z′拒动,相邻线路的Ⅲ段保护L4z′动作,跳开断路器QF9,变压器第二后备保护T3l动作,跳开断路器QF14。

上传的保护启动信号为:L3v、L3x、L3y、L3z、L2z、L4z′、T3l、T4l、QF9k、QF14k、QF17k。

根据断路器的跳闸信号,且故障区域边界向下级线路延伸一级,故障区域包含的可疑故障元件有L1、L2、L3、L4、A2、A5、A6、A7、T1、T3、T4、G3,对应于S={s1,s2,…,s8};P={p11,p12,p13,p21,p22,p23,p31,p32,p33,p41,p42,p43};断路器有15个,分别是QF2、QF3、QF4、QF5、QF9、QF10、QF11、QF12、QF13、QF14、QF15、QF16、QF17、QF18、QF19,对应的断路器跳闸信号C={c1,c2,…,c15}。线路保护有28个,分别是线路L1、L2、L3、L4的纵联保护及三段保护L1v、L1x(x′)、L1y(y′)、L1z(z′)、L2v、L2x(x′)、L2y(y′)、L2z(z′)、L3v、L3x(x′)、L3y(y′)、L3z(z′)、L4v、L4x(x′)、L4y(y′)、L4z(z′),元件主保护有8个,分别是A2i、…、A7i、T1i、…、T4i、G3i;元件的后备保护有7个,分别是T1j、T2j、T3j、T4j、G3j、T1l、T2l、T3l、T4l。断路器失灵保护有6个,分别是QF9k、…、QF17k,对应的实际保护动作信号R={r1,r2,…,r49},保护启动信号A={a1,a2,…,a49};目标函数E(H)中,w=0.25,w1=1.5,w2=0.75。

采用离散粒子群优化算法求解,则目标函数的最小值E(H*)=5.75,最优粒子为H*,其中,S={0,0,0,0,0,0,0,0},P={0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0}。则诊断结果为:线路L3的p31段发生故障,线路Ⅰ段保护L3x动作,线路L4Ⅲ段保护L4z′动作,变压器T3第二后备保护T3l动作,断路器QF9、QF11、QF14跳闸,拒动的保护有L3v、L3y′、L3z′。通过对比a与A*,得出保护启动的差异:实际状态下线路L3左侧的Ⅱ、Ⅲ段保护未启动,期望状态下Ⅱ、Ⅲ段保护应启动。由此可得,L3左侧的Ⅲ段保护启动部分可能含有隐性故障,导致保护未启动或启动信号未上传。

3.2算例2

设变压器T1发生故障,上传的保护和断路器实际动作为:变压器主保护T1i拒动,第一后备保护T1j动作,跳开断路器QF2,断路器QF3拒动,断路器失灵保护QF3k动作,跳开断路器QF4、QF9,Ⅲ段保护L4z动作,跳开断路器QF11。

上传的保护实际启动信号为:T1j、T1l、QF2k、QF3k、QF11k、L4z、L1z′。

同理,故障区域包含的可疑元件有A1、A2、A6、T1、T3、G1、L1、L3、L4,对应于S={s1,s2,…,s6},P={p11,p12,p13,p21,p22,p23,p31,p32,p33,p41,p43,p43};断路器有QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF9、QF11、QF14、QF15、QF16、QF17,对应于C={c1,c2,…,c11};线路保护有12个,分别是L1、L3、L4的纵联保护及三段保护L1v、L1x(x′)、L1y(y′)、L1z(z′)、L2v、L2x(x′)、L2y(y′)、L2z(z′)、L3v、L3x(x′)、L3y(y′)、L3z(z′)、L4v、L4x(x′)、L4y(y′)、L4z(z′);元件主保护有6个,分别是A1i、A2i、A6i、T1i、T3i、G1i;元件的后备保护5个,分别是T1j、T3j、G1j、T1l、T3l;断路器失灵保护有3个,分别是QF2k、QF3k、QF11k;对应的保护动作信号R={r1,r2,…,r26},保护启动信号A={a1,a2,…,a26}。目标函数E(H)中,w=0.25,w1=1.5,w2=0.75。

采用离散粒子群优化算法求解,目标函数最小值E(H*)=6.25,最优粒子为H*,其中,S={0,0,0,1,0,0},P={0,0,…,0}。则诊断结果为:变压器T1发生故障,第一后备保护T1j动作,断路器失灵保护QF3k动作,Ⅲ段保护L4z动作,断路器QF2、QF4、QF9、QF11跳闸,拒动的保护有T1i,误动的保护有L4z。通过对比a与A*,r与R*,得出保护启动与动作的差异:实际状态下变压器T1的主保护未启动,第一、第二后备保护启动,期望状态下主保护与第一、第二后备保护均启动;实际状态下L4的Ⅲ段保护启动并动作,期望状态下L4的Ⅲ段保护启动但未动作。由此可得,变压器T1的主保护启动部分可能含有隐性故障,导致主保护未启动或启动信号未上传;L4的Ⅲ段保护可能含有隐性故障,导致Ⅲ段保护误动。

4结论

电网可提供精确度较高的多种信息用于隐性故障检测,本文加入了保护的启动信号,考虑了故障元件、保护启动、保护动作和断路器跳闸的关联性,并针对三段保护等较复杂情况,提出一种基于保护信号解析模型的隐性故障检测方法。 该方法利用一次设备及二次设备提供的信息,根据保护和断路器的动作原理及配置规则构建解析模型,并建立目标函数,利用粒子群优化算法进行求解,得到故障诊断结果。 并通过保护信号期望状态与实际状态的差异确定含有隐性故障的保护装置。 算例表明,该隐性故障检测方法有较强的实用性,可在故障诊断的同时检测保护装置的隐性故障。

摘要：目前尚缺乏有效的继电保护装置隐性故障检测方法,因此提出了一种基于保护信号解析模型的隐性故障检测方法。该方法根据保护启动、保护动作、断路器跳闸、故障位置信号之间的逻辑关系,以及主保护和后备保护之间的配置规则,并考虑线路三段保护、拒动误动等情况,构建描述各信号之间关联的解析模型。将信号的实际状态和期望状态的最大匹配作为优化目标,利用优化结果检测隐性故障。算例分析结果表明了该方法的有效性。

直流系统接地故障检测与保护研究 篇10

关键词：直流系统,接地故障,检测方法, 接地保护

发电厂的直流系统是一个由蓄电池组、控制屏、馈电网以及充电设备所组成的一个机电一体化装置, 具有庞大的多分支供电网络。直流电源是一个带极性的电源, 有正负极之分。如果系统正极或者负极对地间的绝缘电阻低于某个规定值或者是降至某个整定值, 就称为接地故障。直流电源对电力系统安全稳定有着重要的影响。正常运行的状态下, 直流电源向信号灯、接触器线圈、指示继电器等负荷供电, 也肩负着为合闸线圏、断路器电磁操作机构的跳闸、载波通信、继电保护及自动装置等提供直接电源。因此, 直流系统接地出现故障, 不能及时排除, 出现多处接地, 将会引起严重的后果。

1 常用的直流系统接地故障检测方法

(1) 传统的平衡电桥法

平衡电桥法是用传统的平衡电桥监测直流系统正负母线对地绝缘的情况, 是较早的一种直流系统接地检测方法。基本原理是设置两个电阻R与直流系统正负极接地电阻组成电桥, 当系统正常时, 电桥平衡, 流过继电器线圈的电流极其微弱, 继电器无动作;当系统某点接地时, 电桥平衡遭到破坏, 通过继电器线圈的电流不断增大, 当电流大于整定值时, 继电器发生动作, 产生报警信号, 指示接地发生故障, 从而实现在线监测直流接地故障功能。这种方法只能检测整个系统故障, 无法对故障进行定位, 难以确定故障支路。

(2) 直流检测法

直流检测法也叫直流漏电流检测法, 是在直流电网各个支路安装传感器, 在平衡的状态下, 传感器的漏电流为零;当系统绝缘下降时, 出现不平衡的漏电流, 选择接地故障所在支路投入检测电阻进行接地监测, 通过装置检测传感器输出的漏电流值来计算接地电阻。这种方法可将操作电源作为检测电源进行直接自动检测, 数值精准。但当正负极同时接地时, 不断切换正负母线的接地电阻就会产生漏电流回路, 频繁切换也会引起保护设备的误动作。另外, 对投入检测电阻要求也比较高, 如果检测电阻偏大, 会导致流过直接漏电流传感器的漏电流变小, 影响检测精度, 造成较大的误差;如果偏小, 正负母线对地电压变化范围增大, 给电力系统安全运行留下巨大的隐患。

(3) 交流注入法

交流注入法可以分为变频信号注入法和低频信号注入法两种。变频信号注入法是在电桥检测到可能接地故障后会将频率不同和幅值相同的两种低频交流电流信号注入系统, 电流互感器就会检测到不同频率下的电流值, 再计算该路的阴性电流值, 从而计算得对地电阻的数值;低频交流信号注入法也称为定频信号注入法, 是在电桥检测到可能的接地故障后, 将同一低频交流电流信号注入直系系统的母线与大地之间, 再根据信号流向寻找接地故障, 从而实现对接地进行监测功能。其实质是传统的电桥法进一步的改进, 从而极大提高检测的准确度。但这种方法精确度也会受到系统分布电容大小的影响, 分布电容越大, 阻性电流就越容易被容性电流掩没, 便越难精确提取。

(4) 使用直流接地故障定位仪法

直流接地故障定位仪是一种通过人工沿导线检测直流或交流信号踪迹从而确定接地故障点的一种在线检测装置。使用直流接地故障定位仪法是电桥法、直流检测法、交流注入法的一种必要补充, 但搞干扰能力差, 受到分布电容和不平衡电流减小影响较大, 测试成功率偏低。

2 直流系统接地检测方案

从常用的检测方法中不难分析出, 判别直流系统接地故障最有力、最直接的依据就是电阻值的确定。根据笔者在电厂的实践总结出:接地电阻值低于20kΩ时, 即可以认为该支路发生接地故障, 依据接地电阻值就可以检测到哪条支路出现故障, 但不管是传统的平衡电桥法、直流检测法、交流注入法还是使用直流接地故障定位仪法, 由于受到分布电容和环网等因素的影响, 求阻值方法都不靠谱。因此, 笔者根据工作实践, 结合常用的直流系统接地故障检测方法, 设计基于小波分形技术的直流系统接地检测方案, 方案流程图如下图所示。

为了更有效地去监测正负母线对地的绝缘状况, 在直流系统中设置一种双不对称电桥, 电桥装置可以对正负母线接地绝缘状况进行实时的监测, 一旦发现绝缘电阻低于20kΩ时, 使马上启动幅值恒定、取值可调、频率稳定的低频信号源并注入低频电压信号, 以此判断接地极性。取低频信号源为峰值为30V时、频率为20Hz的正弦电压信号时, 即可以计算出接地电阻值。此时需要对低频电压、支路电流进行采样, 检测支路电流信号采用套在各支路顶端的电流互感器来完成。为了保证测量确定, 要求电流互感器具有适合的等级和合适的变比, 对低频电压、支路电流的采样精度是整个故障检测的关键阶段, 直接影响到故障定位的精准度。在实践中, 由于环网中有大量的谐波环流, 因此CT电流大于IA为环网支路, 反面即为非环网支路, 从而判定下阶段是进入环网处理或非环网处理。

环网信号本身比较复杂, 且环网电流包含有大量的谐波环流, 受到谐波分量、电网注入的低频信号等各种影响, 导致电流互感器出现饱和现象, 输出信号变得畸型, 如果再采取常规的检测方法显然是难以奏效, 此时需要引入小波分形技术。小波分形技术的基本原理是通过小波分解后不同频带的信号盒维数数值的变化判断不同频段的信号不复杂度和不规则度, 从而描述出信号的非平稳性。引入小波分形技术后, 立足于信号复杂程度角度来进行处理, 计算环网电流在不同频段的分形盒维数, 从而准确地判断无接地环网电流和接地电网环流, 再提取出低频信号的分量, 计算出低频概貌系数矩形盒维数, 接地情况就可以通过盒维数进行判断即可。

非环网信号较环网信号简单一些, 但非环网电流中除了有低频特征信号之外, 还有多次谐波分量、基波分量和噪声等各种干扰信号。因此, 滤波对预处理便成为非环网支路处理的首要任务。滤除高次谐波与干扰和保持电流的幅值和相位信息不失真是滤波过程的基本要求。要从复杂的支路电压和电流混合信号中将低频分量的相位和幅值分离并提取, 需要采用复值小波变换法, 用双正交样条小波bior2.2的多分辨分析, 在同一时刻对支路低频电压和电流信号进行采样, 从而准确计算出低频电压信号与低频电流信号之间的相位差, 从而滤除高效谐波分量和部分噪声的干拢, 计算出接地阻值, 最终可以根据电阻值来判断故障支路。

3 直流接地极相关保护

现代电子技术将直流输电带入微机时代, 集成度高、判断准确、经济性好、便于修改的微处理器技术的直流保护成为了现代电力的新宠, 这对直流保护也提出更高的要求。直流系统保护的基本要求是让直流控制保护集成系统对故障作出迅速的反应、抑制与切除, 瞬间让系统自动恢复。本文主要从接地故障检测来探讨直流保护, 相关的接地极保护归纳为四类:第一类是接地极线路过负荷保护, 这种保护目标在于检测接地极线路导线不否出现过载, 探讨出过载耐受水平, 一旦中性母线电压级别延时500ms时便切换到备用控制系统, 功率降到预设值;第二类是接地极线路开路保护, 这种保护的目的在于一旦出现接地极线路开路, 让中性母线上的设备免受过电压, 也可以用于检测接地极断线故障;第三类接地极线路不平衡监视, 这种保护的目的是对接地极路线导线上不均衡的电流分配进行检测;第四类是接地极线路阻抗监视, 这种保护的目的在于检测接地极线路是否存在故障, 这种保护只用于报警。

4 结论

本文在深入分析已有的直流系统接地故障检测的方法基础上, 提出了直流系统接地整体的检测方案, 在常规的检测方法基础上引入环网处理与非环网处理方法, 对已有的检测方法作为较好的补充, 并探讨了直流接地极相关的四种保护。但受论文篇幅的限制, 在论文中未对小波分形技术进入深入的探讨, 且论文多局限于理论探讨, 最终是否能应用于电网实践, 还要考虑到现场诸多的实际情况。

参考文献

[1]谢伟杰.小电流接地系统单相接地故障检测方法探讨[J].广西电力, 2008 (2)

检测和保护 篇11

摘要：混凝土保护層厚度对水运工程中混凝土结构的承载能力和耐久性有着非常重要的影响，对保证水运工程结构质量意义重大。本文从水运工程混凝土结构实体保护层的基本含义着手进行论述，进而对水运工程混凝土结构实体保护层厚度进行了分析，接下来对水运工程混凝土结构实体保护层厚度的检测运用方法进行了分析，最后指出了水运工程混凝土结构实体保护层厚度存在的价值，希望对完善水运工程混凝土结构实体保护层厚度检测有所帮助。

关键词：水运工程；混凝土结构；实体保护层；厚度检测

我国属于世界上典型的海岸线曲折、漫长的国家，为了充分的发挥我国的这一地理位置优势，国家建立了大量的深水码头、跨海桥隧工程以及离岸海洋工程，有效的促进了我国海洋航运事业的发展。在这些水运工程的建设过程中，混凝土结构是基础设施建设的重要组成部分，是工程质量的重要基础保障。

一、水运工程混凝土结构实体保护层的基本含义

混凝土结构实体保护层实质上指的是混凝土结构受力钢筋的外边缘至混凝土表面之间的混凝土层。通常来说，混凝土结构实体保护层的厚度是混凝土结构受力钢筋的外边缘至混凝土表面距离的最小值。达到规定标准的混凝土保护层可以有效的保证钢筋和混凝土之间的粘结锚固，以保证钢筋与其周围的混凝土能共同工作，并使钢筋充分发挥计算所需强度。

混凝土结构实体保护层在技术方面有两大特点，具体体现在以下两个方面：

一方面，受混凝土结构实体保护层材料的物理特性的影响，钢筋的抗拉强度显著的大于抗压强度，而混凝土的抗拉强度则小于抗压强度，普通的梁板构件受外力作用影响下，首先确定梁板截面受拉（弯）区，在受拉（弯）区布置受力钢筋，使钢筋和混凝土能共同承担受抗拉作用，避免或减小构件受力后产生的裂缝宽度，进而实现提高混凝土结构构件荷载承受能力的目的[1]。另一方面，由于钢筋与混凝土属于性质完全不同的材料，并且它们之间需粘结锚固共同作用，由于混凝土与钢筋的温度膨胀系数非常接近，因此，在外部温度出现变化的情况下，它们不会出现因热胀冷缩而降低粘结锚固强度的情况[2]。

二、水运工程混凝土结构实体保护层厚度分析研究

在水运工程中，混凝土结构的实体保护层主要是根据混凝土所处的环境条件以及混凝土的强度来确定的。经过对工程实践的分析研究，我们发现一般情况下，室内环境中钢筋混凝土的结构实体的保护层厚度主要受结构实体的使用寿命的影响，但是对于室外的钢筋混凝土结构实体的保护层其主要受使用过程中的炭化程度来决定。

在水运工程的建设过程中，混凝土结构实体保护层厚度的设计需要考虑结构实体的截面设计情况，这是因为承受外部荷载拉力的钢筋与受压区的距离越小，那么单位面积内混凝土承受的弯矩就越小，从而无法有效的发挥钢筋的作用。除此之外，为了有效的发挥钢筋的作用，需要将钢筋设置在受压区，并根据技术标准来确定结构实体保护层的合理厚度[3]。

三、水运工程混凝土结构实体保护层厚度检测运用方法研究

通常来说，光圆钢筋实际的保护层厚度（Ci）是混凝土表面与钢筋表面间的最小距离，如图（一）所示，其中Ci=C1，但是带肋钢筋的实际保护层的厚度值与光圆钢筋的是完全不同的，如图（二）所示。

图（一）：光圆钢筋实际的保护层厚度

图（二）带肋钢筋保护层的实际厚度

对钢筋混凝土的保护层厚度进行检测，既可以采用破损亦或者非破损的方法，也可以采用非破损结合局部破损的方法进行校准的方法进行，根据GB50204-2002的基本要求，其检测误差需要小于1毫米[4]。

首先，局部破损法是指：将混凝土的保护层进行剔凿使钢筋露出，但是不要使钢筋受损，接下来直接测量混凝土与钢筋外缘的距离就可以了。这种检测混凝土保护层厚度的方法，其特点就是直接、准确，实现将测量结果精确到0.1毫米的目的，其测量结果可以作为最终的测量结果。

其次，非破损方法是指通过电磁波波动原理的雷达检测或者通过电磁感应原理的钢筋检测仪进行检测。一般来说，如果设备非常的贵、定量又比较差、应用面较小时就会采用电磁波波动原理的雷达检测；此外，这种检测方法也是最为常见的检测方法。检测仪检测方法是利用传感器向混凝土结构中所使用的钢筋进行电磁感应，进而转换成电信号，这时主机系统会对电信号进行实时的处理分析，从而实现对混凝土实体结构保护层厚度的检测[5]。

在进行混凝土厚度检测时，需要先确定好钢筋的走向、位置，通常会先对上层钢筋进行定位，接下来对下层钢筋进行定位。这个时候，传感器会在混凝土的表面进行匀速移动，在传感器接近箍筋时，信号就会逐渐的变大，信号的最大值处也就是箍筋的准确位置；当钢筋在正上方左右旋转时，信号值也会发生变化，在信号值处于最小时，传感器就与钢筋实现了平衡。在对钢筋混凝土保护层的厚度进行测量时，特别要注意要将传感器和钢筋平行放置，使钢筋的移动方向垂直于钢筋走向，只有这样，传感器在越过钢筋正上方时，仪器才可以准确的测量出混凝土保护层的厚度[6]。

四、水运工程混凝土结构实体保护层存在的价值分析

（一）加大混凝土实体结构的抗力强度

在水运工程建设施工的过程中，钢筋与混凝土是一起承受外界的荷载作用的，这就需要钢筋与混凝土之间具有非常大的粘结机制，从而有效的避免钢筋与混凝土之间发生滑移，从而充分的使钢筋与混凝土共同作用承受荷载。在这一过程中，混凝土的结构实体保护层能够实现对混凝土与钢筋之间的粘接力的保护，从而有效的保障了钢筋混凝土结构实体的荷载承受力[7]。

（二）延长混凝土结构实体的使用时间

由于水运工程中的混凝土结构实体保护层能够有效的预防钢筋表面的氧化层被破坏，进而也就可以避免钢筋腐蚀现象的发生，从而能够实现对混凝土结构实体保护层使用时间的延长[8]。

（三）避免结构实体表面开裂

科学合理的选择混凝土结构实体的保护层的厚度，可以有效的发挥水运工程混凝土的保护作用，从而可以保证结构实体的质量，有效的避免和减小混凝土结构实体表面开裂现象。

结语

综上所述，水运工程混凝土结构实体保护层在水运工程的建设过程中具有重要的意义，为充分的发挥结构实体保护层的作用，必须对保护层的厚度进行合理设计和检测，确保保护层的厚度科学、合理，从而为保证水运工程的质量奠定基础。

参考文献：

[1]李俊毅，李晓明，卢秀敏，杨建军，雷周.水运工程混凝土结构实体保护层厚度检测的实践[J].商品混凝土，2009，12：57-60.

[2]孙晰雯.水运工程钢筋混凝土结构实体保护层的作用探究分析[J].中国水运（下半月），2012，03：230-231.

[3]汪阳春.混凝土结构实体钢筋保护层厚度检测探析[J].广西城镇建设，2012，05：99-102.

[4]李俊毅，梁萌，卢秀敏，李晓明，张勇，陈韬.对水运工程钢筋混凝土结构实体保护层作用的认识[J].水运工程，2006，04：9-13.

[5]李树奇，李俊毅，李晓明.检测实体混凝土保护层厚度允许偏差的商榷[J].中国港湾建设，2006，04：1-3+12.

[6]蒙娇.浅谈钢筋混凝土结构实体检验中钢筋保护层厚度的检测[J].工程与建设，2013，04：512-513+564.

[7]吴斯鹏.关于水运工程混凝土实体检测的探讨[J].科技视界，2014，11：335.

电力继电保护故障检测及维修探析 篇12

1 电力继电保护故障检测

1.1 开关设备故障

当故障发生在开关站这一环节时, 如果电网线路没有异常, 那么故障多是由于这开关保护设备选择不当造成的。在开关站中, 常见的开关设备是负荷开关或熔断器与负荷开关组合装置, 这两种开关设备的作用地点和作用方式不同, 前者多是用于开关站的进口线柜上, 后者适合与带有变压器的出口线柜。如果在实际使用中开关选择不当, 就会出现电路系统故障。

1.2 电流互感饱和故障

当电流互感器的额定电流出现异常变化时, 表明电力系统设备终端发生了短路故障。如果电流达到或接近电流互感器额定电流的近百倍, 说明短路故障应该发生在靠近终端设备区的位置;电流互感器因为时限过流保护装置出现阻止动作时, 多是由于一般的线路短路致使电流感应饱和而引起的;当出现整个配电系统断电问题时, 应该是由于出现口线发生了故障, 致使出现配电所进口线保护动作。

1.3 电网运行故障

电网运行故障的是电力继电保护中最容易出现的故障, 其具体表现有多种。比如, 电路局部温度过高导致继电保护装置失灵;电压互感器的二次电力回路故障;主变差动保护开关拒合的误动等。

1.4 电力设备故障

电力设备故障多是由于其生产质量没有完全达到相应的国家标准, 造成在实际使用中影响继电保护装置的效果。如果常见的机电型、电磁型继电保护装置的整体性能较差, 就会增加设备故障出现的可能;继电保护装置中晶体管的性能和质量较差, 会造成电网运行不协调, 甚至导致误动或据动等故障。

2 电力继电保护的维修

2.1 元件替换法

在电力继电保护的维修中, 如果通过故障分析判断出其内元件或插件出现问题时, 一般采用更新元件的方法来代替检查。如果替换元件进行检测之后, 故障消失, 证明故障确实是由于元件问题引起的;如果故障依然存在, 则需要在其他地方继续替换元件或进行检测。使用这种方法需要注意用于替换的元件或插件内的程序、跳线是与系统内元件或插件完全一致的。比如, 微机保护的运行指示灯出现故障, 且不打印故障报告, 可以通过取用备用间隔的插件相应对换, 来进行故障的检测。

2.2 参数比较法

当判断故障是由于接线错误引起的, 在对其进行定值校验过程中, 出现测试值与预测值差距较大且无法对其原因进行判断时, 多采用参数比较的方法。通过非正常设备与正常设备的技术参数比较, 来判断故障发生的来源。比如, 在进行继电保护装置带负荷试验后, 可以根据同类运行设备上的数据与试验数据进行对比, 通过微机保护液晶显示屏、指示灯情况等的对比进行逐项排除, 来缩小故障的范围。

2.3 线路短接法

线路短接法多用于电流回路开路、切换继电器不动作、电磁锁失灵等电力继电保护故障, 其方法是通过人为的将线路回路某一段用短接线进行短接, 来判断故障是否在短接线回路范围内, 进而逐步缩小故障范围的方法。

2.4 直观检查法

直观检查法适用于无法利用专业的电子仪器进行故障检测或无法替换元件的电力继电保护故障。直观检查法通用的办法是将故障处元件进行拆解, 观察其内外部构造是否发生了物理特征的改变, 通过直观的判断来寻找故障。比如在10KV开关柜拒合故障处理中, 下达操作命令后, 发现跳闸线圈能够动作, 证明电线回路是正常的, 故障应发生在继电器内部, 进而在对内部元件进行检测, 便可快速的确认故障并进行维修。

2.5 逐项拆除法

逐项拆除适用于电线回路故障的检测, 其操作方法是将并联在一起的二次回路拆开, 然后按原来顺序逐个接回, 在接回过程中, 一旦出现故障, 则证明故障发生于刚接回的那段线路, 再对此段线路进行仔细分析, 确定电器故障点后便可以对故障进行维修。

3 结语

随着社会不断的进步与发展, 电力系统对于人们生活的作用会越来越大。电力继电保护装置作为保护电力系统稳定可靠运行的重要手段, 加强对其故障的检测能力, 提高对其维修效率, 能够有效保证电力继电保护装置的可靠性, 进而实现维持电网平稳运行的目的。

参考文献

[1]陈延福.电力继电保护的故障维修分析[J].企业技术开发 (下半月) , 2014 (04) :104-105.

[2]胡炜.论电力继电保护的故障及维修技术[J].电源技术应用, 2014 (03) :107.