在线故障

在线故障（共12篇）

在线故障 篇1

概述

故障录波器在我们电力系统的使用愈来愈广泛, 它是系统进行故障分析、快速判断故障类型、快速确定故障位置的有效工具;它为我们系统运行的稳定、提高输电质量、缩短故障排除时间提供了有力的保证。

本文就南京银山电子有限公司制造的YS-88A型故障录波装置作一介绍, YS-88A故障录波装置是一台运行在UCDOS操作平台下, 采用工控机模式的线路、主变故障录波装置。它在我们徐州电力系统中得到了广泛的使用。从多年的使用经验来看, 使用较方便、运行较稳定、录波成功率较高。

1、装置组成及工作原理

1.1 组成

YS-88A型故障录波装置的各功能单元全部装于标准 (2260*800*600) 机柜内, 自上而下, 它由网络通信拨号单元 (TX01) 、有源变换器单元 (ATU-128) 、数据处理器单元、无源变送器单元PTU-12 (最多六个) 、电源单元、键盘和打印机组成。其中, 数据处理单元是YS-88A故障录波器的核心。

数据处理单元分工控计算机部分和A/D转换采集部分。工控计算机部分采用台湾产ECB-640E工控主板, 16M内存, 4 0 G硬盘, 3.5寸软驱。C P U的主频为133HZ, 主板具有硬盘接口、软驱接口、打印机接口、键盘接口、网络接口和专用LCD液晶显示屏接口。同时支持键盘操作和单元面板的薄膜功能按键操作。A/D转换采集部分由六块可进行12路A/D转换的前置机板, 1块负责采集128路开关量及告警等其它信号的前置机板, 1块实现工控计算机部分与A/D转换采集部分通信的P C I O板组成。

变送器单元:一个变送器单元包括12个高精度小型变送器 (分电流型变送器和电压型) , 它将二次信号 (电流和电压) 转换成统一的-10V～+10V的电压信号, 输入前置机进行A/D转换。

有源转换单元:四块具有32路输入的开关量板、一块告警板;主要是进行开关量的采集和告警信号的输出。

电源单元:交流、直流输入控制开关, 交流电源、直流电源自动转换电路板。主要对整个装置的电源管理。

通信单元:一个8端口的网络集线器 (H U B) , 一个路由器 (串—网) , 一个工业用MODEM。主要负责本装置与调度端的远传计算机及保护信息管理系统的通信。

特别要说明的是:数据处理单元、有源转换单元、通信单元内部均有各自的电源模块, 都能独立供电。

1.2、原理

模拟量:包括电流量、电压量, 高频量 (但高频量不作为录波时的启动量) 。电流、电压量经端子输入录波器PTU-12型无源转换器单元。每个PT U-12型无源转换器单元处理1 2路模拟量。PTU-12型无源转换器单元分别装有电流变送器和电压变送器。电流变送器将0A～200A电流变送为±10V电压量信号送到数据处理单元进行采集;同样, 电压变送器将0V～200V电压变送为±10V电压量信号送到数据处理单元进行采集;采集 (变送) 后的模拟量经采样保持和A/D转换, 送数据处理器进行数字信号处理。模拟量前置机采用双DSP芯片设计, 其中一片负责数据采集, 另一片负责分析判断。前置机板上的计算机系统 (DSP) 与后台机之间采用双口RAM方式进行信息通信。

高频量:采用直流量的隔离转换。高频收发信机录波口的直流量输出信号经端子输入ATU128型有源变换器单元中高频插件, 经过隔离放大, 将信号送到模拟量前置机采集。

开关量:由开关端子输入的空接点信号, 进入ATU-128型有源变换器单元中开入插件中, 经过两级光电隔离后, 将信号送到开关量前置机采集。开关量前置机采用DSP芯片设计, 可以采集128路开关量。采用固化程序和运行程序相结合的运行方式, 固化程序负责上载运行程序和自检, 运行程序负责采集并判断是否需要启动录波。DSP与后台机之间也采用双口RAM方式进行通信。

录波器启动录波后, 后台机从录波器前置机RAM中取得录波数据。前置机中用两个RAM芯片储存录波数据, 在后台机与其中一片RAM (设为RAM-A) 传输数据同时, 另外一片R A M (设为R A M-B) 存储录波数据, 数据存满后, 后台机则与RAM-B传输数据, RAM-A改为存储录波数据, 类似循环, 直至录波结束。

1.2.1启动方式

除高频信号外, 所有信号均可作为启动量, 任一路输入信号满足定值给出的启动条件, 均可启动录波。

启动方式有:

a.电压各相和零序电压突变量启动

b.电流各相和零序电流突变量启动

c.线路相电流变化越限启动

d.主变中性点电流过限启动

e.电压过限启动, 其中相电压有欠压和过压两种启动方式。

f.频率越限与变化率启动

g.负序分量启动

h.正序分量启动

i.开关量启动

j.手动启动, 由人工控制启动录波。

k.遥控启动, 由上级部门通过远传下达启动命令。

启动精度

越限启动量, 优于5%

突变启动量, 优于30%

录波数据记录方式

t=0ms系统大扰动开始时刻

1.2.2录波方式

A、第一次启动

符合任一启动条件时, 由S开始按ABCD顺序执行。

B、重复启动

在已经启动记录的过程中, 有开关量或突变量输出时, 若在B时段, 则有T时刻开始沿BCD时段重复执行;否则应由S时刻开始沿ABCD时段重复执行。

C、特殊记录方式

如果出现长期的电流、电压、频率越限或振荡, 持续录波数据量大于设定的缓冲区, 则由S时刻开始沿ABCD时段重复执行。

2. 录波故障分析

装置在线运行时屏幕上部显示时间, 是录波时间的依据。时间可通过3种方法修正:在线修改、远传校时和GPS校时等方法校正。左边为录波时间, 包括年、月、日、时、分及次数。右边在正常工作状态下显示相应信息, 如XX线XX类型故障、故障距离、启动线路、启动方式等。

2.1 故障分析实例1:

主变差动保护动作录波故障录波器波形图, 给出如下内容:录波时间、故障线路、故障相别、故障距离、故障电压电流有效值、启动通道名称、启动类型、跳闸相别、跳闸时间、重合闸时间、再次故障类型等等。

打印该报告会包含故障线路各通道的波形。此图为励磁涌流造成主变差动保护动作的故障录波器波形图:电流波形与励磁涌流特点完全吻合:电流偏向时间轴的一侧, 电流有间断角 (图2) 。

2.2 故障分析实例2:

220kv线路发生A相接地故障故障录波器波形图, 此图为线路瞬时故障, A相跳闸, 重合闸动作, 并同时重合成功 (图3) 。

602动作报告:

00ms纵联、距离零序保护启动

27ms纵联A跳出口

54ms接地距离I段动作出口故障测距7.85KM

892ms综重重合闸出口故障相电流60.717A (二次值)

5653ms纵联、距离零序保护启动

5670ms接地距离I段动作、距离重合加速动作、保护永跳出口

5679ms纵联保护永跳出口故障测距0.02KM

故障相电流82.198A (二次值)

901动作报告:

29ms纵联变化量方向A相

29ms纵联零序方向A相

5661ms工频变化量阻抗ABC相

5690ms纵联变化量方向ABC相

5690ms纵联零序方向ABC相

故障测距5.9KM

故障相电流55.90A (二次值)

故障零序电流54.17A (二次值)

3、装置故障处理

设备正常运行时, 各状态指示灯应正常, 故障告警灯不亮, 设备出现异常时, 将发出故障警告, 维护人员首先按下面板上的取消键, 清除告警继电器信号, 然后参考下述内容处理。

3.1 频繁启动

显示器提示频繁启动故障。表示在5分钟内连续启动15次, 或线路故障持续时间超过其缓冲能力, 出现该故障后, 将停止录波, 并检测前置机的工作状态。若40S内无录波启动信号, 则自动恢复正常状态。该故障一般是线路启动参数整定不当造成的, 可通过故障分析, 判断出哪一通道引起的。然后将该通道参数适当调整后, 重新传给装置即可。若装置一直处于连续录波状态, 以至无法修改定改定值, 可复位主机, 在显示“Startin g msd o s…”时, 按下键盘上的F 5键, 即可退出录波程序, 然后键入如下命令:

进入程序后, 重新设定有关参数后, 再次复位主机, 使装置进入正常工作状态。

频繁启动:

a.液晶显示频繁启动, 并指示某一通道或数个通道启动, 应检查对应通道的启动定值是否恰当, 修正开关是否设置成“N”, 修正系数是否正常, 如以上均无异常则可以判断该前置机插件异常。

b.频繁启动无文件形成或有文件形成并没有提示某一通道或某一前置机, 应检查PCIO板是否存在异常。

3.2 线路故障不能录波

1) .查看定值是否合适, 启动开关是否打开, 或者是由于修改有关参数定值等而没有传送参数造成装置拒动。

2) .查看接线端子实际有无电量输入, 手动录波, 进入波形分析查看有无波形、幅值。如有波形且幅值正常应检查前置机和PCIO板是否异常。如没有波形幅值则应查看前置机是否异常, 隔离变送器是否正常, 以及相关连接部分是否接触不好或损坏等。

3) .通道正常:手动录波后, 进行波形分析, 若波形图上该通道无正常波形, 则是该通道不正常, 原因可能是接线不好, 内部接触不良, 对应变送器损坏, 前置机损坏等。

3.3 电源故障

若整机掉电, 则应检查装置供电电源及交直流空气开关是否完好, 若只是某几路电压丢失, 导致装置电源告警, 则可能是输出该组电压的开关电源损坏, 或该组电压被短路引起电源保护, 出现此现象, 应立即关掉电源, 排除故障后, 方可恢复运行。

1) .交流电源投不上时, 原因可能是:

a.首先检查交直流端子的保险丝, 看是否熔断。

b.再检查电源有没有问题。

c.看一下交直流转换板的二极管和桥堆有没有问题。

d.检查交流变压器是否烧坏, 检查焊线有没有脱落。

2) .直流送不上时, 原因可能是:

a.检查保险丝是否熔断。

b.检查电源是否烧坏。

c.看交直流转换板二极管是否击穿。

3.4 主机故障

若装置出现故障告警, 运行灯不亮, 按下试验键后, 无录波现象, 则可能是主机故障, 应请有经验的维护人员处理或有厂家决定。

1) .装置不运行时:

a, 重新上电, 看主板是否检测内存, 若没有则可能内存坏, 也可能主板坏, 若有嘀嘀响声, 则多数为内存坏。

b, 内存检测通过, 停在WAIT状态, 则主板坏。

c, 前面检测通过, 出现F1提示, 则可能键盘坏或主板键盘口坏。

d, 若出现HDD ERROR则硬盘坏。

2) .盘检测不到时:

a.电源是否正常, 输出+5V、+12V是否标准。

b.看硬盘电源线、数据线是否接触完好, 有无损坏。

c.查看主板COMS设置中有无硬盘类型设置。

d.检查硬盘好坏。

3.5 远传不通时

1) .判断远方MODEM是否摘机 (如不摘机检查电话线路, MODEM是否打开) ;MODEM状态三盏灯 (TR、速率、OH) 是否正常。

2) .主站端是否设置正确, 能正常听到拨号音 (检查本端) 。

3) .等待两端MODEM正常握手后, 数据不能正常传输, 检查后台机与MODEM之间联系, 包括物理连线 (MODEM——后台机线) , 数据方面 (用命令检查:AT回车, 显示O K) 。

4) .88系列远传连接正常, 而数据不能传输, 则可能是IP地址输入不对。

3.6 录波器密码

1) 、录波器在线软件的密码忘记后, 可以通过修改录波器文件来更改密码

YS-8A只要删除C盘根目录下的YS-8A.fig文件, 重起即没有密码了。

Y S-8 8 A只要删除C盘根目录下的YS88.cfg文件, 重起即没有密码了。

2) 、88A离线软件密码忘记, 可以通过修改注册表来更改。由于密码比较重要, 需要时询问公司内技术人员。

3.7 校时方面

注意以下几点, 可以解决校时问题:

1) 、GPS天线头应安装室外, 顺天线头向上应看到360度天空。

2) 、装置初次上电后, LED显示未同步的时间信息, 同步监测灯闪亮, 同步后, 同步指示灯应熄灭, 时、分、秒 (1H、1M、1S) 脉冲分别闪亮, 如装置失去同步, 检查天线和GPS。

3) 、与录波器接口

录波器本身通过硬接点校时 (88A型可以实现软校时)

检查: (1) 用导线直接短接, 应能校时。

(2) 时间误差应在正负20S内。

(3) 只能校对秒时间, 即整分, 录波器秒归0。

(4) 检查与录波器之间连接正负极性是否正确。

(5) 检查G P S分脉冲输出。

3.8 告警信号

告警、录波、失电信号输出, 通过复位键来消除, 若信号输出与消除不正常, 则可能告警板三极管或继电器坏, 如果复归不掉, 则告警板复位键损坏, 再有可能PCIO板坏。

4、结束语

故障录波器作为一个继电保护辅助装置, 它在电力系统的重要性也显而易见。从在徐州电网运行多年的经验表明, 录波成功率高, 准确快捷, 操作简捷, 运行安全可靠, 为电力系统供电稳定高效起到极大的作用。

参考文献

[1]YS-88型微机故障录波测距装置使用说明书.南京银燕电子有限公司.1998年

[2]故障录波测距装置 (讲义) .2006年

在线故障 篇2

2.1在线监测系统设备

综合考虑监测系统和研究对象的工作环境，对在线监测系统进行了完善，建立了集成式的井下设备监测站，使得在线监测系统更加良好的满足监测要求和监测设备的运行环境。（1）显示屏与控制器。如图3（a）所示，建立的集成式井下设备监测站将控制器与显示屏连接起来，安设数据输入和输出接口，箱体为可移动箱体，显示屏安装在箱体上部，控制器安装在箱体中部前方，主机箱安装在箱体后发，传感器和信号接收器放置在箱体的下部。（2）振动传感器。振动传感器如图3（b）所示，安装方式选用磁吸方式，其头部具有磁性，可以紧密的吸附在监测点处。如图3所示，为显示屏与控制器和振动传感器的结构图。

2.2在线监测系统的应用

在线监测系统对不同型号的刮板输送机进行故障信息采集，采集系统使用网络平台研发的应用软件，该软件适用于Windows各操作系统，并支持SQLSERVER，ORACLE等多种关系数据库。对采集所得数据进行结果分析时，利用混沌理论学及小波理论学的原理，可以检测提取刮板输送机故障早期发出的微弱信号，通过系统的消噪功能进行设备运转噪音处理，提取到较为准确的故障信号。如图4所示，为在线监测设备的布置及应用情况图。

3在线监测系统的应用效益

（1）经济效益。由于刮板输送机在煤矿中的使用环境十分恶劣，且长时间的运行，导致其极易发生设备故障。因此，矿方需要花费大量的人力和物力，去对刮板输送机进行定时的检查和定期的维修。如果使用在线监测系统对刮板输送机进行实时监测，不仅可以减少设备发生故障的概率，保障煤矿生产的安全平稳进行，延长设备的使用寿命，而且可以减少煤矿在设备维修方面的人力和物力投入。同时，可以避免传统设备维修时，维修人员无法判断设备故障部件，而对全部部件更换的情况，监测系统可以准确的判断故障部件，减少维修成本。（2）安全效应。由于煤矿井下工作环境的恶劣性，当刮板输送机设备发生故障，维修人员对设备进行抢修时，长时间处于该环境中，极易发生安全事故问题。而当使用在线监测系统对刮板输送机进行故障诊断时，可以提前观测到设备的故障原因，在极短的时间内解决设备故障问题，保证工作面生产的顺利进行，保障维修人员的生命安全。

4结语

电缆线路故障在线监测系统的研究 篇3

摘要：随着配电网的发展，电力电缆因为其特有的美化环境、不占用线路走廊、故障率低、供电可靠等优点而得到了广泛的应用，但它发生故障时，查线困难，故障恢复时间长，影响面将远大于架空线路。因此，为了保证电力电缆安全可靠供电，对电缆进行在线故障诊断与检测意义重大。

关键词：电缆线路故障；在线监测；电力电缆

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）29-0104-02

电力电缆是电力系统主干线中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，常用于城市地下电缆、发电站引出线路、过江过海水下输电线等，按电压等级可分为中低压电力电缆、高压电缆、超高压电缆，配电网中用的是中低压电缆。随着配电网的发展，电力电缆的应用越来越广泛，其故障影响面也越来越大。虽然电缆线路日常维护成本少，但是相比架空线，电缆线路故障定位和修复相对难、修复时间长、维修费用高得多。据介绍，在美国城市地区地下电缆的维护费约为架空线的4倍。因此，研究出电缆预测维修和故障定位对提高电缆供电可靠性意义重大。

1 研究背景及意义

截止2012年底，平阳公司10kV线路229条，1957.578公里。其中架空线路203条，1557.850公里；电缆线路26条，399.728公里。近年来电缆线路每年以13%的速度增长。

目前平阳电缆线路主要应用在城镇，基本上免维护，维护费用少，但是一旦发生故障，其维护成本也大大超出架空线路。2011年7月，昆阳10kV人北513线安置小区支线电缆故障，损失负荷2000kW；2013年3月，昆阳10kV镇二662线电缆故障，损失负荷8000kW。随着电缆线路的增加，电缆故障影响面将不断扩大。

本项目通过建立一套电缆线路故障在线监测系统，实时在线监测线路运行负荷、温度及故障电流；快速定位线路故障位置，避免事故扩大，缩短停电时间；减轻工作人员的劳动强度，节省人力物力；提高供电可靠性、电缆线路自动化管理水平，为今后电缆大面积使用后，电缆安全可靠运行提供保障。

2 实施方案

2.1 研究要点

本项目针对安装、供电方式、通信方式、数据处理等多方面研究，确定最佳实施方案。故障检测终端采用开口穿心式安装及拆卸。电缆线路短路、接地故障检测终端供电方式采用感应取电；大功耗通信主机采用双路感应取电装置或AC220V供电；两个感应取电装置装在不同线路上保证通信主机在某一线路发生故障后有备用电源。利用突变电流量和零序电流量法提高电缆线路故障检测准确度。利用单片机内核把计算速度提高到每秒500万次，同时进行10位数字采样；所有测量均采用数字方式，减少干扰，提高精度。通信主机与系统主站间用无线GPRS加无线射频网络通信；使用大功率射频传输技术和无线传输终端中继方式，解决无GPRS网络的通信问题。系统主站负责接收故障检测终端上传负荷及报警信息并进行数据处理、报警转

发等。

为保证终端长期稳定运行，装置每天进行一次自检，检查自身的通讯及供电等情况，将相关信息发送到系统主站。主站若持续24小时未接收到相应终端的自检信息则发出提示信息，提醒工作人员加以处理。

2.2 检测方法的确定

现在检测方法主要有四种：

2.2.1 “首半波”检测法。“首半波”原理假设接地故障发生在相电压接近最大值瞬间，利用线路故障后暂态零序电流每一个周期首半波与非故障线路相反的特点实现保护，缺点是不能反映相电压较低时的接地故障，受接地过渡电阻影响较大且存在工作死区。

2.2.2 “谐波方向”原理检测。利用5次或7次谐波电流的大小或方向形成选择性接地保护，缺点是其零序电压动作值往往很高、灵敏度较低，在接地点存在一定过渡电阻情况下容易出现拒动现象。

2.2.3 “信号注入法”。利用单相接地时原边被短接暂时处于不工作状态的接地相PT，人为地向系统注入一个特殊信号电流，利用只反映注入信号而不反映工频及其谐波成分的信号电流探测器，跟踪注入电流，对单相接地故障进行定位。

2.2.4 零序电流检测法。当零序电流值超过设定值时判为接地故障。电缆线路故障时零序电流量比架空线路的要大很多，容易检测与运算分析。

通过比较，本项目对于短路故障采用突变电流量来判定；对于接地故障采用准确度高的零序电流法检测，提高故障检测准确度，减少误报情况的发生。

2.3 电缆线路在线故障检测系统确定

该系统主要由7部分组成：电缆线路短路故障检测终端、电缆线路接地故障检测终端、面板指示器、电缆型通信主机、通信交换机、服务器、系统软件，结构图如图1

所示：

挂在线路上的电缆线路检测终端采集线路上的负荷温度信息、短路、接地故障信息等，通过无线射频把它们传输到电缆型通信主机，电缆型通信主机通过GPRS网络将信息传输到通信交换机进入服务器，服务器相关软件在运算处理后进行信息的显示、报警、报警短信转发等。当出现故障时，配电检修人员根据通信交换机转发的报警短信迅速到达故障现场予以处理，避免事故扩大，减少用电损失，减轻工作人员劳动强度，提高电缆线路现代化管理

水平。

3 应用情况及成效

3.1 应用情况

本项目硬软件组成：10组故障检测终端、10台通信主机、1套电缆线路故障监测系统。平阳公司对10条10kV电缆线路进行在线监测，主要实现以下功能：

3.1.1 进行短路和接地故障的准确判断和快速定位；实时监测和定时上传负荷电流、导线温度、故障电流和异常温度。

3.1.2 通过声光、短信、面板指示报警通报短路故障、接地故障、电缆温度越限等，同时指出故障时间、位置及类型。

3.1.3 支持各终端接收主站系统时钟对时；故障检测终端每天定时进行自检，自检信息包括自检信息特征码、通信主机的组号、未收到自检信息的终端编号等，确保终端正常运作。

3.1.4 支持数据统计、信息查询、扩展功能等，提供历史数据分类统计、分时统计和多种条件组合查询；可以与其他子系统（如馈线自动化系统）综合运用，使线路故障判断更加准确、故障查找和排除更加迅速。

3.2 实施成效

3.2.1 利用突变电流、零序电流检测等方法，提高电缆线路故障检测准确度。

3.2.2 系统具有“二遥”功能，能够感应取电，具有无线通信、光纤通信、电缆通信功能，就地显示报警功能，能抗电磁干扰及励磁涌流影响，提高平阳公司电缆自动化运行水平。

3.2.3 系统在线监测电力电缆运行情况，将监测到的报警信息送至相关责任人手机上，减轻工作人员的劳动强度，减少电缆故障停电时间，提高工作效率。

3.2.4 本系统能直观显示数据，具有报警、报警短信转发、数据分析、报表生成等功能。

3.2.5 本系统支持与其他运行管理系统互联，可与调度自动化系统、配电自动化系统、GIS系统等软件集成，允许更多的部门使用故障监测数据；同时电缆故障在线监测系统的研究，为电缆广泛应用后的自动化管理提供经验。

4 结语与展望

随着电缆线路的广泛应用，其运行性能对配电网供电安全影响越来越大，对电缆线路现代化管理提出更高的要求，因此，开展各类研究提高电缆运行水平意义重大。比如：研究电缆运行中出现的各类电气障碍、安全隐患、防范措施，研究电缆表层测量技术、研究电力电缆仿真模型、研究电缆局部放电量的测量方法、研究系统在线监测技术等。

参考文献

[1] 傅俪.美国配电网架空线入地改造成本效益分析及对

我国的启示[J].电力与电工，2009，（3）.

[2] 杭州圣道电气有限公司.电缆线路故障在线监测系统

在线状态检测与故障诊断技术 篇4

从设备的设计、制造到安装、运行、维修等诸多环节, 如果其中的任何环节出现了偏差, 都有可能会导致设备性能的恶化或是引发故障。在设备运行过程中, 其内部往往会受到力热、摩擦等多种物理及化学作用, 使其性能出现变化, 从而引发设备故障, 带来巨大的损失, 所以对设备在线状态监测和故障诊断技术相关内容进行详细的、深入的分析研究具有十分重要的意义。

2 状态检测与故障诊断技术概述

①状态检测:在设备运行过程中, 对特定的特征信号进行检测、变换、记录与分析处理, 并显示记录情况, 这是设备故障诊断工作顺利开展的基础条件。②诊断分析:一般情况下, 诊断分析主要涉及信号分析处理与故障诊断两方面内容。其中, 信号分析处理是指对所获得的信息以一定的方式进行变换处理, 并且以不同的角度提取最直观的、最敏感、最有用的特征信息。故障诊断是在状态检测与信号分析处理基础上进行的一项工作, 主要是对故障性质、危险程度、产生的原因或者是发生的部位进行诊断, 然后以此为基础, 对设备性能与故障进一步发展情况进行相应的预测。③治理预防:治理预防主要是指对已经诊断出设备异常情况发生的原因、部位及危险程度进行相应的研究, 并且采取相关治理措施与预防的方法。

3 状态检测与故障诊断技术系统结构特点

3.1 离线检测与诊断系统

所谓离线检测与诊断, 即为对设备运行情况进行定期的检测与诊断, 一般先在实验室或者是计算机房中以计算机对数据采集器设置巡检路径组态, 之后再单独将数据采集器带至项目现场进行数据的采集与存储工作。当完成了数据的采集操作之后, 将数据采集器带回实验室与计算机联机, 然后将采集器中的数据上载至计算机中, 最后将其存入计算机数据库中进行集中的管理与相应的分析处理。离线检测与诊断系统较为简单, 一般由传感器、动态数据采集器与卫星计算机构成, 也可称其为T-C-PC机械故障巡检系统。其中, 微型计算机主要涉及检测、通讯、分析与诊断软件。此外, 对于动态数据采集器与微型计算机的连接, 主要采用RS-232C接口或其他专用接口进行, 以形成可分离的联机系统。

3.2 在线检测与诊断系统

在线检测与诊断系统即为在测点上永久性的安装传感器, 并且以处理设备与传输设备或者是Internet网络将传感器所采集到的信号直接传输至计算机或是专用分析与诊断仪器中, 能够实时显示所测设备的技术状态, 同时还能够对其进行相应的分析诊断的技术。此外, 其还能够将分析诊断结果接入设备电器控制部分, 在此过程中, 一旦发现故障或者是所测得的参数超过了报警范围, 计算机就会发出指令, 使得电器控制部分作出停机操作, 以此来对设备进行良好的保护。在线检测与诊断系统基本构成如图1所示。

4 在线设备状态检测与故障诊断技术

4.1 在线设备状态检测技术

4.1.1 在线检测技术

从目前的在线检测技术来看, GPS检测技术是一种新型的设备状态安全检测技术, 通过GPS检测技术可以对故障进行自动检测。GPS检测技术主要包括有监视控制系统和SCADA系统。GPS检测技术主要是根据电磁暂态的记录, 对故障进行合理的分析, 以此实现对的运行状态进行有效的监督控制。GPS检测技术与其他故障录波仪器相比, 在检测过程中不会出现数据沉冗问题, 因此在很大程度上提高了数据的有效性。同时, 将GPS检测技术与通信技术进行有效的融合, 可实现数据的同步传输, 进而确保检修质量和效率。在数据传输以后, 还能够自动产生检测记录, 为故障发生原因的分析提供参考依据。GPS检测技术的运用能够提高的可靠性, 保障电力系统的稳定运行。GPS检测技术同步方法是通过钳形传感器触发外同步, 获得同步信号。在软件方面, 可以通过四个特征对的放电情况进行有效的判断, 为故障判断提供了参考资料。

4.1.2 红外检测技术

热与有着十分紧密的联系, 一旦出现故障, 都会提高设备的温度, 导致设备发热, 从而容易损坏。红外检测技术是一种新型的在线检测技术之一, 具有较高的安全性, 检测效率好, 甚至可以检测出设备温度的些微变化, 以此确定故障的情况。红外检测技术是一种理想的在线检测技术, 将其运用在发热故障中的检测中, 可以充分发挥极大的作用。将红外检测技术运用于设备的状态监测, 可以检测出冷却装置控制键元件、各个部位接头的温度, 并且还能检测出变压器的潜伏性故障。

4.2 故障诊断技术

4.2.1 简易诊断法

简易诊断法是指采用便携式的简易诊断仪器, 例如测振仪、声级计、工业内窥镜、红外点温仪对设备进行人工巡回监测, 其能够依据设定的标准或人的经验进行相应的分析, 以了解设备是否处于正常状态, 如果发现异常, 可通过对监测数据分析进一步了解其发展的趋势。由此可知, 简易诊断法可解决状态监测和一般的趋势预报问题。

4.2.2 精密诊断法

精密诊断法指对已产生异常状态的原因采用精密诊断仪器和各种分析手段 (包括计算机辅助分析方法、诊断专家系统等) 进行综合分析, 以期了解故障的类型、程度、部位和产生的原因及故障发展的趋势等问题。精密诊断法主要解决的问题是分析故障部位、程度、原因和较准确地确定发展趋势。

4.2.3 振动噪声测定法

机械设备在运动状态下 (包括正常和异常状态) 都会产生振动和噪声。通过相关研究可知, 振动和噪声的强弱及其包含的主要频率成分和故障的类型、程度、部位和原因等有着密切的联系。大多数设备是定速运转设备, 各零部件的运动规律决定了它的振动频率。由于是定速运转, 其振动频率即为该零件的特征频率, 观测特征频率的振动幅值变化, 可以了解该零部件的运动状态和劣化程度。因此利用这种信息进行故障诊断是比较有效的方法, 也是目前发展比较成熟的方法。尤其是振动法, 由于不受背景噪声干扰的影响, 使信号处理比较容易, 因此应用更加普遍。

4.2.4 无损检验

无损检验是一种从材料和产品的无损检验技术中发展起来的方法, 其是在不破坏材料表面及内部结构的情况下检验机械零部件缺陷的方法。其使用的手段包括超声、红外、x射线、γ射线、声发射、掺透染色等。这一套方法目前已发展成一个独立的分支, 在检验由裂纹、砂眼、缩孔等缺陷造成的设备故障时比较有效。其局限性主要是其某些方法如超声、射线检测等不便于在动态下进行。

5 结语

综上所述, 相比于离线检测, 在线检测与诊断系统的成功相对较高, 但在设备运行过程中, 通过在线状态检测与故障诊断技术的合理应用, 能够对设备故障发生原因的分析与诊断等工作的顺利进行提供先进的技术支持, 从而及时解决设备运行过程中存在的问题, 提升企业的经济效益与社会效益。

摘要：通过在线状态检测与故障诊断技术的合理运用, 能够有效了解并掌握设备运行过程中的实际状态, 从而对设备的可靠性进行相应的评价与预测, 更好地识别设备故障原因与危险程度等情况, 预测发展趋势, 及时处理。此背景下, 本文首先分析了状态检测与故障诊断技术, 其次对状态检测与故障诊断技术系统结构特点进行了一定的研究, 最后探讨了在线设备状态检测与故障诊断技术的应用, 以供参考。

关键词：设备,在线状态检测,故障诊断技术

参考文献

[1]姚家松.高压电动机在线状态监测与故障诊断技术探讨[J].煤矿机电, 2012 (03) :52~55.

[2]邰世福.浅析在线监测及故障诊断技术在继电保护状态检修的运用[J].中国新技术新产品, 2010 (20) :17~18.

在线故障 篇5

本文研究了文献[1]介绍的叶片裂纹故障声学多普勒在线监测技术的监测原理;提出了一种新的基于裂纹叶片振动响应波形不对称性的监测方法;编制了这两种方法的`计算及信号处理程序.仿真计算证明这些程序是可行的,同时表明,本文建立的新的监测方法在监测有效性、可靠性方面具有优势.

作 者：杨海燕 刘启洲 Yang Hangyan Liu Zhouqi  作者单位：西北工业大学 刊 名：航空动力学报  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF AEROSPACE POWER 年，卷(期)： 14(1) 分类号：V232.4 关键词：叶片   裂纹   故障   声学测量   监测   仿真  

变压器的常见故障及在线监测技术 篇6

【关键词】电力变压器；故障；诊断；在线监测

0.引言

变压器是输配电系统的核心，处于一个十分重要的位置，为各行各业提供动力的来源，是企业中最重要的关键设备之一，为企业的用电设备提供能量的支持，为国民经济的发展起到了十分重要的作用，企业变电所中的变压器都是直接为用电设备供电的配电变压器，保证企业用电设备的能量供应，一旦变压器发生故障，则会导致用电设备在无动力支持下停止运转，给企业带来巨大的经济损失，甚至人员的伤亡。

1.常见故障及其诊断措施

1.1 变压器渗油

变压器渗漏油是较为常见的故障之一，渗漏油过程中加大了油量的消耗，给企业增加了经济损失，渗漏油时还会给周围的环境造成污染，给变压器的正常运行埋下隐患，严重时可能会导致变压器停运甚至损坏，给企业带来严重的损失，因此，对于变压器渗漏油的故障要予以重视。

油箱焊缝渗油。针对油箱的不同渗漏点采取不同的方法进行焊接补漏，平面可以直接焊接，拐角或是加强筋连接处可以采用炙手可热进行补焊。

高压套管升高座或进人孔法兰渗油。针对于这些部位的渗漏油情况，可施胶进行封诸，一般情况下可以起到很好的防渗漏的效果。

低压侧套管渗漏。这种情况是由于引线偏短引起的，可以加长引线的长度，或是加密封胶、抽象铜质压帽等办法来进行防渗漏。

防爆管渗油。防爆管在变压器运行过程中容易受到振动破裂，如果不能对破裂的玻璃膜进行及时的更换，则会导致绝缘层受潮，影响变压器的绝缘水平，直接威胁到变压器的安全，因此应该把防爆管换成压力释放阀。

1.2 铁心多点接地

变压器的铁心发生多点接地故障时，会直接影响到铁心的正常运行，如果不能及时的进行处理，会导致变压器烧毁，因此当变压器发生两点及两点以上接地故障时，要及时进行处理。

直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲击3～5次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。

开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。

夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。

因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。

清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进行真空干燥处理，清除水分。

1.3 接头过热

载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分，接头连接不好，将引起发热甚至烧断，严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此，接头过热问题一定要及时解决。

铜铝连接。变压器的引出端头都是铜制的，在屋外和潮湿的场所中，不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分，即电解液时，在电耦的作用下，会产生电解反应，铝被强烈电腐蚀。结果，触头很快遭到破坏，以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象，在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时，采用一头为铝，另一头为铜的特殊过渡触头。

普通连接。在变压器上普通连接很多，这些部位都是出现过热现象的重点部位，因此在这些普通连接处，要注意连接面的清洁，无毛刺、无杂质，有条件的情况下可以涂上导电膏以保证其连接点的接触良好。

油浸电容式套管过热。处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管，先拆开将军帽，若将军帽、引线接头丝扣有烧损，应用牙攻进行修理，确保丝扣配合良好，然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片，重新安装将军帽，使将军帽在拧紧情况下，正好可以固定在套管顶部法兰上。

1.4 短路损坏和绝缘变乱

变压器在运行中蒙受的各种短路变乱，如单相对地、两相间或两相对地、三相之间的短路，其中以出口处短路最为严重。变压器的绝缘损坏变乱约占总变乱的70%～80%，有受机械力或过热导致绝缘损坏，也有出厂时绝缘强度达不到要求或者绝缘受到了损害使强度降低不能满足承受能力的要求。主要由变压器进水受潮和雷击所导致。

2.变压器在线监测技术

变压器在线监测的目的，就是通过对变压器特征信号的采集和分析，判别出变压器的状态，以期检测出变压器的初期故障，并监测故障状态的发展趋势。目前，电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一，提出了很多不同的方法。

油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体，因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比，就可达到对变压器绝缘诊断的目的。

局部放电在线监测技术。根据变压器在运行过程中局部场强的变化所产生的放电来对故障进行判断及分析，局部放电水平及增长速率的变化，可以指示出变压器内部正在发生的变化。

振动分析法。主要是通过变压器在运行过程中的振动信号的变化来分析故障存在，这种方法运用较为普遍，已成为对变压器状态监测的主要分析法。

红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。

频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。

3.结语

随着经济的快速增长，工农业在经济的带动下有了较大的发展，特别是企业的发展进程有了较明显的提高，变压器在企业当中的作用越来越重要，因此，企业应深入的研究变压器的故障诊断及在线监测技术，从而提高变压器运行中的稳定性，为企业的安全生产提供能源的支持。

【参考文献】

[1]高嵩，谢志梅，黎亮明.变压器常见故障及其在线检测技术的探讨.价值工程，2012，（34）.

[2]刘恒.电厂变压器常见故障诊断及在线监测技术.中国新技术新产品，2010，（15）.

[3]张永记，陈德兴，池善活，郑国顺.变压器局部放电在线监测和故障诊断.重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集.2010.

配电网在线监测的故障定位方法 篇7

1 在线故障监测的总体方案

对中性点不接地系统进行单相接地故障分析[7],可得如下特征:

a.发生单相接地故障时,全系统都将出现零序电压;

b.在非故障分支线路上有零序电流,其数值等于本身的对地电容电流,电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路;

c.在故障分支线路上,始端零序电流为全系统非故障线路对地电容电流的总和,数值一般较大,电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。

根据线路单相接地故障情形下的特征信息,采用分布式探测器在线监测接地故障时,可以采用如下判据判断故障[8]:采用监测零序电流的方法,当母线上出线较多、网络规模较大时,母线至故障点的区段零序电流值基本相等,而且远大于其他区段的零序电流值,这一特点可作为故障定位判据。

具体实现方案为:在各分布式监测点安装在线监测探测器,各个探测器具备零序电流测量、数据处理和GPRS通信功能;在监控中心设置计算机主机,主机系统包括GPRS通信、信息处理和地理信息管理软件。配电网正常运行时每个探测器都处于待机状态,当发生接地故障时,主机系统根据监测到的零序电压确定故障的发生,通过通信系统启动各个探测器测量零序电流,测量结果通过GPRS反馈给主机,管理软件根据网络结构和各分支的零序电流大小进行综合分析,实现故障区间的定位。分析结果以短消息的方式发送给相关负责人。总体方案示意如图1所示。

在方案实施中,在线监测探测器是技术的核心。由于配电网节点众多,且多数节点不具备室内测量条件,作为远方监测终端,除具备零序电流测量、数据处理、通信功能外,设备必须满足成本低、体积小、功耗低的要求,并能适应苛刻的户外运行条件。

2 分布式探测器

2.1 结构

零序电流的测量是分布式探测器的主要功能,传统的电流互感器体积大、成本高,不适于在变电站外的架空线路上使用,传统的零序电流测量方法是在电流互感器二次侧将三相电流信号相加,但是在变电站外的架空线路上由于高压绝缘问题,无法直接相加三相电流信号,因此设计了分布式电流互感器。分布式电流互感器采用了目前广泛应用于数据采集领域的射频(RF)通信技术。射频连接技术解决了配电网中测量电压、电流中的绝缘问题。分布式探测器分别在每一相安装电流测量单元,以无线射频的方式输出测量结果给一个中转设备,该中转设备接收并处理三相电流测量单元的测量值,得到零序电流值。分布式探测器具体结构可参见图1(b)。电流测量单元的原理框图如图2所示。

电流测量单元一直处于待机休眠状态,当射频电路接收到中转设备发送的同步测量信号时,通过中断唤醒微处理器,启动电流测量程序,采集一定周期的电流值后再通过射频电路传输给中转设备。A/D转换器选用12位Maxim1066。射频元件选用NRF24L01。NRF24L01是真正的单芯片GFSK射频收发器,只需十来个外围元件就能够实现射频收发功能。它工作在2.4～2.5 GHz的ISM波段,拥有125个工作频道,通过可达10 MHz传输频率的SPI接口与微处理器交换数据,无线数据传输频率可达2 MHz,内嵌地址匹配和CRC校验电路。

2.2 零序电流计算

在三相电路中,任意一组不对称的三相相量可以分解为正序、负序和零序分量[9]。零序电流等于三相零序电流之和,按式(1)计算可得零序电流。但是由于3个电流测量单元增益的一致性难以保证,取3个电流测量单元的瞬时测量值直接相加,所得零序电流瞬时值的计算精度并不理想。用神经网络和3个电流测量单元构造智能传感器则能够较精确地测量出零序电流。

本智能传感器选用的前向多层神经网络的反向传播(BP)学习理论采用有教师学习算法,擅长于函数逼近,有很强的计算能力和自学习自适应能力。如果3层神经网络的隐层采用Sigmoid函数,输出层采用Purelin函数,各层采用有限个神经元,就能以任意精度充分逼近任意复杂的非线性关系[10]。因此,采用神经网络结构进行反复的离线训练能建立各相电流测量值与零序电流的对应关系。然后,用训练好的神经网络对3个电流测量单元响应得到的网络输出即为零序电流值,从而实现对零序电流的在线监测。算法采用的BP网络见图3,网络结构共有3层,即输入层Xi、隐层Fj、输出层Zk,输入层为电流测量单元检测到的Ia Ib和Ic的测量值,输出层为零序电流值,隐层节点数为3[11]。

3 通信方案

目前移动通信覆盖范围广,费用低廉,GPRS的高速数据传输服务成为本方案的首选。

SIM300是支持GSM/GPRS 900/1 800/1 900MHz3种频率的低功耗模块,可以提供高质量语音通信服务和GPRS Class 10的高速数据传输服务。

当使用TCP向远端Server传输数据时,先要建立一个TCP连接。分布式探测器中的SIM300模块作为Client向远程的Server发起一个TCP连接,要成功建立连接需要Server端为连接到Internet的一台计算机,而且该计算机的IP地址是公网的IP地址(可以用拨号的方式获得,如在计算机局域网内部则无法建立连接),该计算机运行相应程序,分布式探测器中的SIM300模块就可以用AT命令与Server建立TCP连接,连接成功后会返回CONNECT OK。然后就可以用AT+CIPSEND发送数据到Server[12]。

通信协议采用一主机对多从机的点对点方式。当主机要读取某分布式探测器的数据时,与相应的分布式探测器建立TCP连接,分布式探测器收到数据串后上传数据给主机。

4 监控主机

当发生接地短路故障,主机监测到零序电压的变化时启动通信程序,各分机收到请求后,将故障后电流测量值作为结果上传给主机。配电网正常运行时的零序电流值作为参考存储在计算机中,可以消除三相负荷不平衡引起的零序电流测量值的偏差。

本系统的监控主站由计算机和通信模块组成,利用通信模块的RS-232口和计算机连接在一起,构成一个可利用标准AT命令集驱动控制的,具有无线收发功能的GPRS信息终端。主站的计算机通过通信模块接入GSM网络后,就可以用短消息业务和数据业务按照一定的规约格式给分布式探测器发送命令信息。

计算机上安装由VC编写的监控软件。该软件主要包括3部分:应用软件、工具软件、数据库管理软件。这3部分结合在一起共同实现与终端设备的通信和对原始数据的各种处理。用户可以使用工具软件在线制作配电网馈线图,在线输入和修改各终端设备的原始数据,并形成数据库;数据库管理软件对各种数据进行管理;应用软件是主体部分。正常时计算机处于主菜单状态,用户可以根据需要选择显示网络结构图或是地理信息图作为背景图。

5 结论

a.提出了在配电网加装探测器在线监测接地故障的方法,通过综合分析探测器的零序电流测量信息,可实现故障分支或故障区段的准确定位。

b.给出了分布式探测器的具体研制方案,其中分布式电流测量单元和GPRS通信环节的研制使装置满足了配电网的实际要求,实验装置的测试证明该方案是可行的。

c.提出的方案和具体的实现技术可应用于当前的配电网自动化改造项目中。

参考文献

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[11]陈祥光，裴旭东．人工神经网络技术及应用[M]．北京：中国电力出版社，2003．

数字电路在线故障检测技术分析 篇8

关键词：数字电路,故障,检测

1 前言

当前, 以数字技术为主导的高科技产品已经渗入到日常生活的每个角落, 我国的数字电路已经得到大力生产和发展。然而, 在数字电路生产和开发阶段, 相关人员常常忽视对数字电路的故障检测, 由于数字电路的输出和输入口多, 电路门和极易元件被密封安装在芯片内, 检测人员无法对数字电路中的元件进行故障检测, 造成数字电路故障检测的效率很低。因此, 数字电路在线故障检测技术显得尤为重要。

2 数字电路的工作原理及故障特点

2.1 数字电路的工作原理

数字信号主要是指在时间上和数值上都离散的信号, 数字电路就是专门处理离散的数字信号的电路。数字电路的工作原理就是通过两个状态的电路元器件来表示离散信号, 它的基本电路单元相对比较简单。

2.2 数字电路的故障特点

数字电路故障具有复杂性的特点, 因此, 在数字电路的检测和诊断中, 必须要严格依照数字电路规定的顺序进行电路施加测试, 根据测试对数字电路进行逐个观察, 检查电路是否正常。由于数字电路的测试对象繁多, 测试电路的输入和输出变量的数据时可能存在一定程度的偏差, 因此需要对数字电路进行逐个检查。

数字电路存在一定的物理缺陷, 由于集成电路门和记忆元件是密封安装在芯片里的, 导致检测人员无法直接通过肉眼观察数字电路的输入和输出波形, 无法检测到电路门和记忆元件的逻辑电平, 从而使得检测人员无法迅速检测出数字电路的故障所在。

3 数字电路故障原因

3.1 数字电路老化

数字电路在使用的过程中, 由于发生碰撞或摩擦, 会在一定程度上使数字电路的元器件受到损坏。数字电路的元器件大部分由金属材料构成, 经过长期、反复的使用, 会出现一部分元器件老化以及元器件参数性能降低的情况。另外, 在高温或者极其严寒的恶劣天气下, 一部分数字电路元器件也会发生参数值改变的情况。

3.2 数字电路接触不良

数字电路发生故障的原因有很多, 但因数字电路接触不良引起的电路故障所占比重很大。日常生活中的许多保管不善或使用不当的行为, 都有可能造成电器的外观被破坏, 导致数字电路元件直接暴露在空气中, 甚至出现让电器进水的情况, 在这种情况下, 电器内部的元器件和芯片容易被氧化, 最终造成数字电路的电路板发生故障。同时, 在数字电路安装时, 若出现断线、漏线以及插错电路元器件等事故, 这些事故都会造成数字电路产生故障。

3.3 电路受工作环境影响

电路的正常运行离不开良好的运行环境, 但由于受到人力和财力方面的制约, 有一部分的电路运行环境相对较差, 当运行环境的温度、湿度以及电磁场发生改变时, 就会导致数字电路发生故障, 进一步影响设备的正常工作。

3.4 数字电路元器件过了有效期

数字电路元器件均具有使用期限, 只有在规定的使用期限内使用才能保证元器件的正常运行。当电路元器件过了使用的有效期后, 元器件无法负荷电路运转, 最终会出现元器件性能指标降低、参数发生改变的情况。所以, 当数字电路元器件超过使用的有效期限后, 数字电路发生故障的频率也会有所提高。

3.5 元器件设计存在缺陷

按道理来说, 普通的与非门输出的低电压可以带不超过10个的同类门电路, 然而在现实的生活中, 普通的与非门所带的同类门个数远远超过了10个。在这种情况下, 数字电路输出的低电压将会迅速升高, 从而破坏数字电路原有的性能;当电路输出高电平也同样会破坏电路原有的性能。这些问题最终都会导致电路系统无法正常运行。

4 传统的数字电路故障检测方法

4.1 观察检测法

观察检测法适用于有丰富电路故障检测经验的维修人员, 主要就是利用肉眼直接观察电路故障的部位, 根据电路故障出现的现象判断数字电路发生故障的主要原因。观察检测法在一定程度上为检测提供了便利, 节省了维修人员和客户的时间。例如, 在日常生活中, 家里的电视机突然出现黑屏的现象, 维修人员可以通过观察电视机的外观是否损坏、用手触摸电视机外壳的温度、查看电视机插头是否断开、闻闻电视机后盖是否存在异味等, 利用这些方法判断电视机的故障部位, 最后针对故障部位进行检测, 整个故障检测过程方便快捷。

值得注意的是, 观察检测法只适用于经验丰富的维修人员, 对一些经验不足的维修人员来说, 建议不要轻易使用, 否则可能会把时间浪费在寻找故障部位上而影响故障的及时维修。

4.2 顺序检测法

顺序检测法在检测数字电路故障时通常可以分为两种检测方法。第一种方法是在电路输入端加上信号, 以输入级为起点向输出级方向进行检测, 若出现信号中断或出现信号异常的现象时, 即电路的故障部位所在。第二种方法是在电路输入级与输出级之间加上信号, 若出现信号异常的现象, 则以此为节点进行下一段电路的故障检测。当故障被电路节点中隔离出来后, 维修人员就可以对故障进行观察, 通过利用逻辑探头、逻辑脉冲发生器及电流跟踪器等设备进行检测, 从而进一步确定电路故障的具体部位。

顺序检测法具有准确性高的特点, 但这种方法在检测时需要花费较多时间, 因此已经逐渐被社会淘汰。

4.3 对比检测法

对比检测法是检测数字电路故障时常用的一种检测方法。维修人员若想迅速检测数字电路的故障具体部位, 通常会对各个电路的关键节点进行测试, 从而得出具体的测试参数, 根据相同且能正常运行的电器的各个关键节点, 测试其具体参数, 再与之前测试的故障电路的参数进行对比, 若在对比时出现参数不一样的情况, 则出现不一样的部位就是数字电视的故障点所在。

对比检测法虽然在检测数字电路故障时比较常用, 但在时间效率方面却相对比较低, 由于大部分数字电路发生故障的地方比较细小, 维修人员能够快速检测出数字电路故障部位的情况很少。厂家在生产数字电路的过程中, 通常会对数字电路的电路板相对细小的部位进行多次加工以保证电路板的质量, 而在不容易发生故障的部位则没有进行加固, 在这种情况下, 维修人员很难判断数字电路发生故障的部位是否在电路板的关键节点上, 因此必须进行逐一对比检测, 检测的效率就降低了。

4.4 替代检测法

当出现电路比较复杂的情况, 维修人员在使用观察检测法、顺序检测法和对比检测法后, 依然无法找到故障的具体部位, 这时可以考虑使用替代检测法进行数字电路故障检测。替代检测法通常是指将数字电路中的电子元器件用同等类型、同等质量的电子元器件代替, 从而达到检测电路故障具体部位的目的。

维修人员只需要把同等类型、同等质量的电子元器件安转到原电路板中, 打开电源开关, 观察电路板是否可以正常运行。如果电路板可以正常运行, 则说明是电子元器件出现故障, 数字电路的故障部位很快就能找出;反之, 则说明是电路板出现故障, 找出电路板故障后, 还要对电路板的各个部位进行检查, 对故障再做进一步处理。替代检测法与其他检测方法一样, 需要花费大量的时间和精力。

5 新型的数字电路在线检测技术

随着电子技术的发展, 数字电路的使用性能得到大幅提高。在这样的背景下, 导致数字电路抵抗外部环境干扰的能力降低, 进一步增加了数字电路发生故障的频率。因此, 为了增强数字电路的可靠性, 快速检测数字电路中存在的故障, 建议使用新型的数字电路在线检测技术。

所谓的“数字电路的在线检测”, 主要是指在数字电路正常运行时对电路进行非并发测试和并发测试。非并发测试是在整个电路系统处于正常运行中但其中的子系统并非都处于运行状态下进行的。检测人员通过选择一个离线的子系统, 在具有充足时间的情况下对其进行测试。然而非并发性测试无法检测数字电路的瞬态故障及间歇性故障。并发测试是在被测部位与电路系统正常运行的情况下同时进行的, 从而完成电路故障检测。

5.1 在线内建自测技术

在数字电路在线故障检测技术方法中, 在线内建自检测技术对昂贵的外部设备依赖程度低、故障检测覆盖率高等特点, 因此一直备受国内外学者青睐。在线内建自测技术主要用于数字电路的非并发测试, 是在数字电路的工作间隙完成对电路的检测的, 和传统的只能在离线状态下对电路进行测试的检测方法不同, 在线内建自测试可以在电路正常运行时完成对数字电路的故障检测。值得注意的是, 使用在线内建自测技术对数字电路进行测试, 必须要在电路正常运行的前提下进行。

在线内建自测技术的基本结构如图一所示。当选择器出现的输入是上一级电路的输出响应时, 则不进行电路检测。当被测电路处于运转间隙的阶段时, 被测电路的输入来源于测试向量发生器, 随后对被测电路的输出响应和被测电路的期望值进行对比。若被测电路的输出响应和电路的期望值一样, 则说明被测电路无故障存在;反之, 则说明被测电路有故障存在。

传统的内建自测技术只能在离线状态下对数字电路进行故障检测, 而在线内建自测技术与传统的技术相比, 能在数字电路正常工作的情况下进行故障检测, 并且能减少数字电路对昂贵的外部设备的依赖, 为客户解决I/O端口数量有限的问题, 还能降低故障测试时对数字电路造成的损耗。

5.2 全自检在线检测技术

全自检在线测试技术主要由全自检功能模块和全自检检验器两部分组成。全自检功能模块就是被测数字电路, 并且要求被测电路中只允许发生单向故障。单向故障主要指数字电路内部的故障导致电路的个别输出由零变为一, 或由一变为零的情况, 但这两种情况不允许同时发生。在数字电路故障中, 单向故障发生的概率较高。在数字电路正常运行时, 全自检功能模块接上一级电路的输出响应, 对电路的输出进行编码, 与此同时, 全自检功能模块以自身输出响应电路系统。

全自检检验器主要是根据编码特性对数字电路的编码输出进行检测的。所谓“编码特性”, 就是将全自检检验器的编码与数字电路使用的编码对应。比较常见的做法是检测全自检功能模块的编码输出是否存在双尾码。若数字电路输出的是双尾码且只包括{0, 1}或{1, 0}的编码, 则说明数字电路无故障;若数字电路输出的编码包含{0, 0}或{1, 1}的其中一组, 则说明数字电路存在故障。

使用全自检在线检测技术检测数字电路的故障问题, 不仅能快速检测出数字电路存在的故障, 还能对自身的电路进行故障检测。在全自检在线检测技术电路自身无故障的情况下, 数据栏中的电路输出f和g保持双尾码构成形式, 因此说明全自检电路无故障。而当校验位补码生成器中出现固定0型故障时, 利用全自检技术可以对自身电路进行检测, 若数据栏中的电路输出f和g出现了非双尾码的情况, 此时说明全自检技术自身出现故障。由于全自检在线检测技术同时具有检测数字电路和检测自身电路故障的优势, 因此被运用到航空领域和医疗领域等对可靠性要求极高的场合。全自检在线检测技术的运行原理如图二所示。

5.3 扫描设计在线检测技术

在数字电路的日常应用中, 时序电路出现比重相对较大, 且一直呈上升趋势, 而扫描设计在线检测技术在时序电路故障测试中能快速检测故障, 因此扫描设计在线检测技术是当前数字电路设计领域中被广泛运用的具有较高可测性的检测技术。扫描设计的在线检测技术的大体思路是把时序电路分成组合电路与寄存器两个部分, 随后使用扫描设计的寄存器替换原有的寄存器, 从而形成一个或多个长的移位寄存器链, 使时序电路的内部关键节点能够被检测人员观察和控制。

扫描设计在线检测技术主要分为全扫描和部分扫描两大部分。全扫描是指把数字电路中全部的寄存器连接成移位寄存器链;部分扫描是指把数字电路中部分寄存器连接成寄存器链。扫描设计在线检测技术在检测时, 通常运用带多路选择器的D型触发器, 把时序电路内部的寄存器连接成移位寄存器链, 换言之就是将寄存器连接成内部扫描链。

扫描设计在线检测技术的有效运用, 能够很好的完成数字电路的非并发测试。在数字电路进行工作运行前, 先要对各个扫描单元进行自检测。当控制信号显示为11时, 把每个扫描单元的功能DFF串联起来进行测试。测试数据将从SI端口输入, 先后经过选择器B—功能DFF—选择器C, 最终从SO端口输出。如果从SI端口输入的数据与从SO端口输出的数据一致, 就说明数字电路各个单元相关的功能DFF不存在故障。当控制信号显示为00时, 把每个扫描单元的功能DFF串联起来进行测试。测试数据将从SI端口输入, 先后经过选择器A—测试DFF—选择器C—SO端口输出。如果从SI端口输入的数据与从SO端口输出的数据一致, 就说明数字电路各个单元相关的测试DFF不存在故障。测试DFF的测试过程与扫描移入或移出的控制信号一致, 并且能够与数字电路正常运行同时进行, 从而实现非并发测试。

本文选用ISCAS’89集中的s298进行非并发在线测试, 具体测试情况如表一、表二所示。s298中有三个输入端口, 六个输出端口以及十四个D型触发器。本次非并发在线测试于s298运行三个周期后进行测试, 测试完成后继续运行两个周期。把测试电路的输出情况与在同等初始状态下的直接运行四个周期的数字电路进行对比。表格中的“运行一”代表第一个运行周期, “测试一”表示第一个测试周期。“测试DFF”代表电路各个单元的测试DFF运行情况, 把各个DFF的数据写在一起, 转化成十六进制。

经过测试发现, 表二中s298进行测试时的运行情况与表一中s298无测试时的运行情况基本吻合, 数字电路的运行情况没有因非并发测试而改变, 因此证明扫描设计在线检测技术在对数字电路进行非并发测试是可行的。

6 结语

综上所述, 随着我国科学技术的高速发展, 数字电路已经被广泛运用到人们的日常生活中, 而对数字电路的故障检测也变得尤为重要。在传统的数字电路检测方法无法满足社会需要的背景下, 可以使用在线内建自测技术、全自检在线检测技术、扫描设计在线检测技术等新型的数字电路在线维修技术, 及时解决已经出现或可能出现的电路故障, 对提高数字电路检测和维修的效率具有重要意义。因此, 数字电路的故障检测技术必须要不断完善, 才能更好的适应社会发展的需求, 为人们的日常生活提供便利条件。

参考文献

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[3]沈艳猛.试述数字电路的故障及其诊断[J].黑龙江科技信息, 2011, 10 (04) :186-187.

[4]魏冲, 祝益芳, 王海军.浅议数字电路故障的特点及诊断技术[J].信息与电脑 (理论版) , 2010, 6 (08) :198-199.

屏蔽泵在线监测与故障判断处理 篇9

屏蔽泵是离心泵与三相交流电动机相结合的一种新型环保型泵类。由于该类泵没有动密封 (即机械密封) 因而实现了输送介质的零泄漏, 是实现安全、环保又无泄漏的理想用泵。在此, 笔者主要介绍该类泵的运转状态指示表TRG监测系统在线监测与判断故障的原理。

1 屏蔽泵简介

屏蔽泵主要由泵头、屏蔽电机、转子组件、轴承体及滑动轴承等部件构成, 其结构和工作原理如图1所示。屏蔽泵的驱动电机与泵被密封在一个压力容器腔内构成了一个整体, 并由屏蔽套将驱动电机定子和转子隔开, 使定子绕组和转子铁芯与输送液体完全隔离, 防止介质进入电机的定子绕组和转子铁心浸蚀屏蔽泵的A、B线圈而导致短路。

2 屏蔽泵TRG的原理

屏蔽泵运转时, 转子与检测圈相互作用产生基波感应电压, 经信号转换器传入屏蔽泵运转状态指示表TRG。根据TRG表的绿、黄、红3个区域的指针显示, 确定屏蔽泵在运行中轴承的磨损状况 (TRG表可以监视轴承半径的磨损状况) , 运转初始值在+0.3以下, 如图2所示。由于TRG表内置有相序检测器, 可以检测屏蔽泵的旋转方向是否正确。

3 屏蔽泵TRG监测装置

3.1 信号检测部分

信号检测部分监测装置结构在空间相对180°的定子两个齿上绕制了一对完全对称的线圈——TRG A、B线圈 (图3) 。当转子旋转时, 监测装置便感应出相位差180°的电势。

3.2 轴承磨损监测部分

轴承正常工作时, 当轴承与轴套之间两个对称点的间隙量a≈b时, 两绕组的基波大小相同而方向相反, 所以由接线盒输出至检测仪表的信号只显示谐波之差, 指针在绿色区。当轴承磨损量增加, a>b时, A、B线圈间的谐波和基波差显著增加, 如图4所示。

3.3 TRG表部分

转子与检测圈相互作用产生基波感应电压, 经信号转换器传至TRG表, 此时指针从绿色区域偏向黄色或红色区域 (图5) , 提示操作者采取措施。除此之外, TRG表还能监视屏蔽泵的转动方向。

4 屏蔽套磨损后果

由图4可知, 轴承磨损可使轴承与轴套的间隙过大, 间隙过大会使屏蔽泵产生以下后果:

a. 产生振动和异常响声;

b. 转子在旋转中产生径向跳动, 轴向不平衡, 造成泵轴弯曲;

c. 叶轮在旋转中产生跳动的同时与泵壳产生摩擦, 叶轮与泵壳产生磨损和撞击, 造成叶轮和泵壳断裂甚至损坏;

d. TRG表指示过大;

e. 转子在旋转中处于轴承磨损后的最低点, 使转子屏蔽套与定子屏蔽套产生摩擦, 液体由磨损处进入定子组件中损坏主线圈致其断路。

5 故障的判断与处理

屏蔽泵TRG监测装置可以选择在现场或计算机远程监控两种安装形式。屏蔽泵出现异常现象或故障时, TRG监测装置立即报警并自动停车, 防止烧泵等设备事故发生。常见TRG表状态显示的故障现象与处理见表1。

6 结束语

介绍了屏蔽泵TGR装置在线监测与判断泵故障的具体方法及其应用措施, 但涉及到的数据不能完全照搬应用, 应根据实际情况斟别。

浅析电气设备在线监测及故障诊断 篇10

机、变压器、输电线路、电力电容器、避雷针、绝缘子构成电力系统的主要电气设备

电气设备一旦发生故障, 将会出现大面积停电停产、造成巨大的经济损失。国内外的大量资料和统计结果表明, 导致设备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化。例如:2003年8月14日的北美电力系统大停电的分析报告就指出:造成停电的主要原因是俄亥俄州的地区电力局计算机失效和几条关键的345千伏输电线对生长过速的树木放电而引起的对地短路事故。绝缘老化因子可分为热、电、环境和机械因子四种。

2 在线监测与状态维修的必要性及意义为了保证电力设备质量,

在设备投入运行前都要进行严格的质量检查, 基本消除了由于质量而引发的事故

而为了发挥电气设备的最大生产能力, 常常需要进行日常的科学管理和维护。

2.1 预防性维修阶段

早期阶段:对设备使用直到发生故障, 然后维修。其后, 发展成定期试验和维修, 即预防性维修。现在, 定期预防性试验和维修已在电力部门形成制度, 对减少和防止事故的发生起到了很好的作用。缺陷:离线进行试验带来一些不足。

1) 离线试验需停电进行, 而不少重要电力设备轻易不能停止运行。

2) 停电后设备状态 (如作用电压、温度等) 和运行中不符, 影响判断准确度。

3) 由于是周期性定期检查, 而不是连续地随时监测, 设备仍可能在试验间隔期间发生故障, 即造成维修不足。

4) 由于是定期检查和维修, 设备状态即使良好时, 按计划仍需进行试验和维修, 造成人力物力浪费, 甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏, 即造成所谓维修过度。例如某条高压电缆出厂计划寿命为10年, 工作10年后必须更换。计划寿命是一个估算数字, 并且留有一定的安全裕度, 极少数可能工作作寿命不足10年。大多数运行寿命能超过10年, 或在15年以上。实行计划寿命一刀切的方法是不合时宜的。

2.2 状态维修

目前正在发展以状态监测 (通常是在线监测) 和故障诊断为基础的状态维修。采用状态监测与故障诊断技术后, 可以使预防性维修向预知性维修即状态维修过渡, 从“到期必修”过渡到“该修则修”。

状态维修步骤:

1) 在线监测:获得能反应故障的信号;

2) 分析诊断:进行信号分析处理做出诊断;

3) 预防性维修:根据诊断结果有的放矢维修。

在线监测预诊断的优点是:

1) 被监测设备全过程受控, 没有死区;

2) 适时维修可避免过剩维修, 节约维修资金;

3) 适时维修可避免维修不足, 可避免设备带病工作。减少事故的发生, 减少经济损失;

4) 预诊断出设备较精确的剩余寿命, 合理使用设备, 避免设备浪费。现代企业设备 (特别是大型关键的电气设备) 装备在线故障监测诊断装置, 应用新的故障监测技术巳成必然的趋势, 是提高企业经济效益的有效手段之一。

3 状态监测与故障诊断技术的发展概况

国外对电气设备状态监测与故障诊断技术的研究, 始于20世纪60年代。各发达国家都很重视, 但直到70~80年代, 随着传感器、计算机、光纤等高新技术的发展与应用, 设备在线诊断技术才真正得到迅速发展。

我国对电气设备状态监测与故障诊断技术的重要性也早已认识。60年代就提出过不少带电试验的方法, 但由于操作复杂, 测量结果分散性大, 没有得到推广。80年代以来, 随着高新技术的发展与应用, 我国的电气设备在线诊断技术也得到了迅猛发展。由于我国工业发展迅速, 用电一直紧张, 加之部分设备故障率较高, 因此, 对于推行在线诊断技术以提高电力系统的运行可靠性更为迫切。

4 在线监测的发展趋势由于状态监测与故障诊断技术的难度, 不论是国内, 还是国外, 目前多数监测系统的功能还比较单一

今后发展趋势为:

1) 多功能多参数的综合监测和诊断, 即同时监测能反映某电气设备的绝缘状态的多个特征参数。

2) 对电站或变电站的整个电气设备实行集中监测和诊断, 形成一套完整的分布式在线监测系统。

3) 不断提高监测系统的可靠性和灵敏度。

4) 在不断积累监测数据和诊断经验的基础上, 发展人工智能技术, 建立人工神经网络和专家系统, 实现绝缘诊断的自动化。

5 在线监测系统的技术要求

1) 系统的投入和使用不应改变和影响一次设备的正常运行;2) 能自动地连续进行监测、数据处理和存储;

3) 具有自检和报警功能;

4) 具有较好地抗干扰能力和合理的监测灵敏度;

5) 监测结果应有较好的可靠性和重复性, 以及合理的准确度;6) 具有在线标定其监测灵敏度的功能;

7) 具有对电气设备故障诊断功能包括故障定位、故障性质、故障程度的判断和绝缘寿命的预测等。

参考文献

[1]王昌长等.电力设备的在线监测与故障诊断.北京:清华大学出版社, 2006.

[2]朱德恒, 严璋, 谈克雄等.电气设备状态监测与故障诊断技术.北京:中国电力出版社, 2009.

在线故障 篇11

【关键词】电力通信；ADSS光缆；电腐蚀；光纤光栅传感器

ADSS光缆是在电力通信中广泛应用于35kV及以上电压等级的架空线路杆塔上的全介质自承式的架空光缆，凭借其外径尺寸小、质量轻的优点，经常在通信线路改造时被安装在原有的输电杆塔上。但当杆塔强度、空间电位强度、与地面或交越物的间距关系失配，ADSS光缆就很容易出现各类故障，其中最主要的是电腐蚀故障，不仅阻碍着电力通信网的正常运行，同时也威胁着电力系统的安全与稳定。

1、电腐蚀故障的常见形式

电腐蚀故障主要三种常见形式为击穿、电痕和腐蚀。击穿指ADSS光缆表面发生巨能电弧并伴随大量热量，熔化护套边缘并造成穿孔，烧断纺纶使光缆强度急剧下降。电痕是指电弧在护套表面形成放射状碳化通道，然后不断加深，在张力的作用下开裂并露出纺纶。腐蚀故障指护套表面泄漏电流所产生的热量，减弱聚合物的结合力，从而使护套表面粗糙、减薄。当电腐蚀故障发生时，护套的聚合力会随之减弱，一旦当减弱至不足以维张力时便会发生严重的断缆事故，阻碍通信网络的安全稳定运行。

2、光纤Sagnac环的应变效应

Sagnac干涉效应的原理为将光源发出的光经分光器变成两束，使其分别沿顺、逆时针在干涉仪中传播，并汇聚至耦合器处发生干涉。光缆受到应力后会影响护套内的光纤，使其发生细微的变化，从而改变受干扰位置处纤芯的折射率、长度、散射效应等物理特性。造成传播在其中的光波相位差发生变化，并改变干涉后的接收光波功率，通过监测相位、功率的变化可以实现对外部应力的监测。Sagnac干涉仪的结构示意图为：

耦合器的两个端口分别连接一段ADSS光缆的其中两芯，并在远端将这两芯环接起来就构成了一个Sagnac环。L1和L2为干涉仪的两个传感臂，耦合器负责聚合及分解光束。激光器发出的光源经耦合器被分解后，分别沿顺时针及逆时针方向传播至耦合器处，再次汇合发生干涉。当ADSS光缆未受到应力干扰时，沿着顺、逆时针传播的光波干涉后相差恒定。

当ADSS光缆处发生电腐蚀故障时，伴随而来的应力以及高温灼烧作为一种干扰源，会透过护套改变光纤的长度、折射率、散射效应，从而改变光波的相位，从而使得光波带有干扰源的位置信息。当受影响的光波与未受影响的光波在耦合器处再次发生干涉，并经光电探测仪接收后，便可解调受干扰源的光波从而获得电腐蚀故障所发生的位置。

3、电腐蚀故障定位原理

已知光缆长度为L假设在光纤中传播的信号遭受电腐蚀故障后发生的相位调制为，采用的耦合器。A和为扰动引起的相位信号的幅度及角频率，则Sagnac环中沿顺、逆时针传播的信号可以表达为：

4、电腐蚀故障的在线监测

传统的光时域反射仪（OTDR）是通过一个脉冲光源向连接被测光纤，在光脉冲的传播过程中，有部分光会因为光纤长度、折射率等细微的变化而发生向四周的散射，散射光向着光源方向反向传播，便形成了后向散射光，后向散射光在耦合器处被光电检测器捕捉并分析。利用光纤上的每一处位置都能由对应的一个后向散射光表示，于是便可以通过信号处理器分析后向散射光的时延信息来确定光纤上干扰源的位置。值得注意的是，光脉冲所产生后向散射光光强极低，依靠OTDR能探测出光缆上发生例如断缆或弯曲超过光纤极限的破坏性性故障，而检测出光缆护套破坏但纤芯未受损的故障。

而Sagnac干涉仪通过分析干涉光波的时延便可获得护套故障的位置信息，因此选择Sagnac光纤干涉仪作为主要监测工具，再利用能够分析时延获得护套故障点的光纤探测器来搭建电腐蚀故障的在线监测装置。图2为在线式光腐蚀故障监测系统的基本框架，环形器的主要作用是隔离反射光的干扰，为消除由于风摆的干扰造成的噪声以及温漂干扰，增加一个具有较强性能的运算放大器组成一个负反馈电路，来将输出对放大电路进行偏置。

5、结论

本文首先介绍了ADSS光缆常见的集中电腐蚀故障形式及其危害，接着介绍了光纤Sagnac干涉环的应变效应原理，在此基础上分析并给出了电腐蚀故障定位原理的理论表达式。在贝塞尔函数展开的基础上利用互相关算法求得两路干涉信号的时延，从而得到故障距离的具体表达式。通过以上提供了一种ADSS光缆电腐蚀故障的在线监测方法，一旦监测到干涉信号的强度及时延变化，便可利用所得表达式定位故障位置，提对对光缆进行维护，避免断缆所造成的损失。

参考文献

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避雷器的故障检修与在线监测 篇12

避雷器与被保护设备并联,装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电高电压时,避雷器的火花间隙就被击穿,或由高电阻变为低电阻,使高电压对大地放电,起到保护设备绝缘的作用。然而在雷雨季节,避雷器的维修或更换也给维修人员带来巨大工作量,因此引入在线监测避雷器技术就显得很有必要。

1 避雷器的故障检修

1.1 阀型避雷器的故障检修

(1)瓷套表面有裂纹或密封不良时,应进行解体检查,更换老化耐油橡胶垫。裂纹程度轻微时,可用环氧树脂等高分子胶进行粘补修复;裂纹程度严重时必须更换。

(2)瓷套表面有轻微碰伤时,需做泄漏、工频耐压试验,试验数据符合《电气设备预防性试验规程》(简称《预试》)规定,方能投运。

(3)瓷套表面有严重污秽时,必须用棉纱蘸上汽油(或渗透力强的清洗剂)清洗。

(4)瓷套与水泥结合处有裂纹,法兰盘和橡胶垫脱落时,重新浇注水泥,更换法兰盘和橡胶垫。

(5)避雷器动作指示器内部烧焦或烧毁,以及接地引下线连接点上有烧痕或烧断现象时,可能存在阀片电阻失效、火花间隙灭弧特性变坏等内部缺陷,应及时对避雷器作电气试验或解体检查。

(6)泄漏电流、工频放电电压预试值不符合规定时,应进行检修。

(7)应定期检查绝缘电阻。用2 500V摇表进行测量,测得的数值首先要符合《预试》规定,随后再与前次测量结果作比较,若无明显变化则可继续投运。绝缘电阻显著下降主要由受潮或火花间隙短路引起,因此当测量结果低于《预试》规定值时,应做特性试验;绝缘电阻显著升高主要由内部并联电阻接触不良或断裂、弹簧松弛和内部元件分离等引起。

(8)为了能及时发现避雷器内部隐性缺陷,应在每年雷雨季前进行一次预防性试验,其项目与试验要求应严格按照《预试》规定执行。

1.2 管型避雷器的故障检修

(1)内部间隙电极烧伤轻微时,可用钢锉将其锉平,并用细砂纸进一步打磨修平;若烧伤严重,则应更换。

(2)产气管表面绝缘漆有起皱、脱落、裂纹情况时,应将虚覆在表面的漆层清理干净,重新刷漆,使其恢复绝缘性能。

(3)雷雨前预防性试验及绝缘电阻测试与阀型避雷器的故障检修相同。

1.3 氧化锌避雷器的故障检修

(1)避雷器密封结构不良、密封不严使得其内部构件和阀片受潮,会导致运行中的避雷器的泄漏电流增加,因而使电流中的阻性分量急剧增加,阀片温度上升发生热崩溃,严重时避雷器甚至会发生爆炸。

(2)避雷器阀片(电阻片)因长期承受工频电压而老化,在雷击时就对设备起不到保护作用,因此在雷雨季前必须对避雷器做绝缘电阻和《预试》中规定的试验,并及时更换已老化无效的避雷器。

2 避雷器在线监测

氧化锌避雷器具有无续流、动作负载轻、耐重复动作能力强、通流容量大等优越的保护性能,且性能稳定、抗老化能力强、能适应重污染和高海拔地区以及满足GIS特殊需要,适于大批量生产。因此氧化锌避雷器已广泛应用于电力系统及GIS等领域,并成为避雷器发展方向。

电力系统是通过监测氧化锌避雷器的阻性电流来诊断其绝缘状况的,因此要实现氧化锌避雷器的在线监测,首先需要解决从以容性电流为主的总电流中分离出微弱的阻性电流的问题。

2.1 补偿法测量阻性电流

补偿法测量阻性电流的基本原理是消除泄漏电流中的容性电流分量,以获取阻性电流分量。日本的LCD-4型泄漏电流监测仪原理如图1所示。

用同相TV监测到的电压信号Es经差分移相电路向前移相90°变为Esφ,与总电流Ix中的容性分量Ic同相。Esφ经仪器自动调节到与Ic大小相等时,差动放大器DFA输出Ix-GoEsφ=Ix-Ic=IR。乘法器M1将Esφ和DFA的输出相乘用以调整GCA的增益,使Ix中的Ic被完全抵消。M2则用来计算由电阻分量引起的功率Px。

此装置可同时监测总电流Ix、阻性电流IR及功率损耗Px,但实测数据严重不平衡,易导致对氧化锌避雷器绝缘状况的误判。用补偿法测得的某500kV变电站三相避雷器的数据见表1。

2.2 3次谐波法测量阻性电流

上海电动工具研究所研制开发的SD-8901型氧化锌避雷器泄漏电流测试仪采用了3次谐波法原理,原理图如图2所示。电流传感器在MOA的地线上直接监测总电流;前置放大器由增益可调的低噪声放大器组成,以适应不同量程的监测要求;通过指示仪表可读取总电流值;通过频率为150Hz的带通滤波器、峰值检波器和指示电流表监测阻性电流的3次谐波分量,经修正可使电流表直接指示阻性电流;通过射极跟随器、外接示波器可直接观察总电流的波形,以便进一步分析。

此装置结构简单(与补偿法相比无需引入电压信号),但易受电网谐波影响,导致监测到的阻性电流偏大。

2.3 谐波分析法监测阻性电流

谐波分析法监测阻性电流是利用数字测量技术和谐波分析技术从总泄漏电流中分离出基波分量,同时计算出相间杂散电容的耦合,得出2个边相避雷器底部泄漏电流相位发生变化的相移角,以便进行修正。

谐波分析法的原理图如图3所示。电流互感器TA1、TA2、TA3用以获取各相待测避雷器的总泄漏电流IA、IB、IC;电压互感器TV1、TV2、TV3用以获取电压信号UA、UB、UC。这6个信号分别经放大器放大后,由A/D转换成数字信号送微机进行处理,计算出各相待测避雷器总泄漏电流中的阻性电流IRA、IRB、IRC。

谐波分析法与常规的补偿法相比,总的泄漏电流、基波阻性电流的测量值是一致的,但当电压中含有高次谐波时,谐波分析法能更准确灵敏地反映阻性电流中的高次谐波分量。表2是用谐波分析法测得的某500kV变电站一组500kV氧化锌避雷器数据,Ix、IRM、IRIM、φ0、φIU1、φIU1,AC分别为总电流有效值、阻性电流峰值、阻性电流峰值基波分量、移相角、电压与电流基波分量的相位差角、AC相电压与电流基波分量的相位差角。

从表2中可知,φ0经校正后的和为零。由此可知,谐波分析法能够准确地监测出避雷器泄漏电流中阻性电流有效值、峰值。

3 结束语

三种实用避雷器阻性电流监测方法各有优缺点,因此只有将三种方法结合应用,才能更精确地监测出避雷器阻性电流,更准确地判断出避雷器的故障类型,更迅速地排除故障。

摘要：阐述避雷器故障检修方法,并论证三种避雷器在线监测方法的优缺点。