電氣設備在線監測與狀態檢修技術分析

王 帥，劉 媛

（1.上海智英化工技術有限公司杭州分公司，浙江杭州 310000；2.浙江工程設計有限公司，浙江杭州 310000）

電力系統的維護是保障電力供應、生產穩定性、生產安全、企業生產、運營效益的根本手段，所以說電氣設備的維修是一項十分重要的工作。我國科學技術發展迅速，電氣設備機構也變得愈發復雜、種類繁多，電力系統維修技術也日新月異，對電氣設備的維修保養以及狀態檢修提出了更高的要求。

定期在線監測電容型電氣設備，如避雷器、變壓器、高壓斷路器，排查電氣故障，檢查維修電氣狀態，能夠有效保障電氣設備的安全，延長其使用壽命。傳統電氣設備檢修一般指的是設備離線之后實施維修，這種方法不僅會造成電力系統的穩定性降低，若終止設備運行，會造成經濟損失，無法保障設備檢修的精準性與有效性。此外，在定期監測過程中，電氣設備在間隔期也可能會發生故障，給監測人員帶來諸多麻煩[1]。相關人員曾針對電氣設備維修及使用情況進行了調查統計，統計結果顯示維修后的電氣設備在無法保障科學保養的情況下，其使用壽命會極大縮短。因此傳統的電氣設備檢修方法已經無法滿足當前社會發展的需求，急需采用更加先進科學的電氣監測手段進行監測和維修。

在線監測電氣設備指的是，借助監測設備，對電氣的運行狀態進行監測，整理、傳輸與采集監測到的信號，分析電氣設備帶電情況下的運行。在線監測方式從根本上改進了電氣設備傳統的監測方式，并且實現了將電氣設備的運行情況直觀真實地呈現給相應技術人員，使技術人員能夠更加準確及時地了解到電氣設備運行動態，并及時進行故障診斷和狀態檢修。當前電氣設備的在線監測技術已經能夠實現全方位監測，進而在電氣監測和檢修方面達到節約資源、提升效率等目的。

1 電力電氣設備狀態檢修技術要求

1.1 設備狀態監測技術

在電氣設備狀態檢修期間，設備狀態監測技術指的是借助相應的方法監測相關設備、電氣設備運行狀態，這類設備監測技術為信息監測處理技術，通過監測設備狀態。能夠掌握電氣設備的情況[2]?？山Y合監測信息預測設備故障發生時間、維修所需時間，降低設備損壞率，確保設備的有效利用。

1.2 設備狀態預測技術

設備狀態預測技術是結合監測設備提供的信息、設備的故障頻率，科學預測電氣設備下次出現故障的時間，可能發生故障的部位，制定合理的預防措施，可避免電氣設備的故障發生，將電氣設備故障發生率降低，降低設備維修費用，實現企業經濟效益的提升。常用設備狀態預測技術中，主要包括灰色預測、人工神經網絡、模糊預測、回歸分析、時間序列等。

1.3 設備狀態評估

電力電氣設備狀態檢修技術能夠監測設備，可預測設備的發展狀態，能夠將電氣設備故障發生率降低，提升電氣設備的穩定性、可靠性。電氣設備狀態維修技術基于設備運行狀態上，通過分析監控數據，能夠評估確定設備?；诖?，設備狀態評估指的是在狀態檢修基礎上，確保設備狀態評估精準，確保電氣狀態檢修工作的穩定、有序開展。

2 電氣設備在線監測與狀態檢修技術

2.1 電氣設備狀態的在線監測和維護

（1）工業企業在經營管理上有豐富的實踐經驗，為開展以條件為依據的維護法打下了良好的技術基礎。另外，我國的電力設施也在持續改進，維護環境也得到了很好的保障。

（2）隨著電氣系統和監測技術的發展，電氣系統的運行穩定、安全性能得到了極大的改善，所以在一定程度上促進了維護技術的發展。另外，隨著遙感、數字等技術在電力設備檢修中的應用，為電力設備的實時在線監控和狀態維護提供了各種技術方案和技術支撐。

（3）在大力推廣配電自動化技術之后，在一定程度上促進了企業在線條件，因此維修技術也得到了很好的支撐。

2.2 維修技術的應用模式

電氣設備的狀態維護是指引入先進的控制技術，對設備的運行準備進行分析，及時發現可能出現的問題和故障，并對其進行及時的維護和介入，使電氣設備的工作穩定，降低事故的損失。

（1）管理方式。國外的電力設備狀態維護技術已經非常成熟和完善，在這一點上，西方在技術上處于領先地位。自20世紀90年代末，我國一些大型企業也逐步開始引進其他國家的技術，并且積累了一定優秀的經驗。通過對公共維護項目的管理模式進行了深入探討，得出四種結論：設備壽命預測、運行穩定分析、故障診斷、信息管理和決策。這些結論在一定程度上為企業電力系統檢測提供了一定的條件。

（2）維修理論。當前企業針對變壓器進行資源分析過程中，主要結合絕緣材料、性能為背景展開分析。而變壓器在使用過程中，非常容易受到外在因素影響，因此，要正確地判斷其工作壽命，既要根據一般的參數展開分析，又要對其歷史功能進行全面的梳理。高壓斷路作為電力系統內的關鍵組成部分，其關系著電力系統的維修。目前，我國學者已提出了一些比較成熟的變壓器維護方案，包括接觸、噴嘴破裂、電弧功率直線上升等，但因電力系統處于關閉狀態，故使用加和加權分析法對其進行壽命分析。

2.3 在線監測技術

當前，在線監控技術能夠實現對各種電力設備的在線監控，了解各個電氣設備的運行情況，以此來不斷消除故障，促進設備正常運行。比如避雷針、開關等設備已經開始使用這項技術。文章著重介紹了在變壓器中使用在線檢測的實際情況。

變壓器油、紙板等是變壓器的主要絕緣材料，但隨著時間的推移，變壓器油會慢慢地轉變為碳氫混合物，而絕緣紙板也會慢慢地轉變成植物纖維，隨著時間的推移，變壓器的絕緣性能會下降，從而導致變壓器的絕緣失效。當變壓器發生局部發熱時，可采用在線局部放電檢測技術，利用超聲脈沖對信號進行診斷，并對其進行定位；如果變壓器發生短路，則應檢查線圈是否由于該位置的電力太大而產生的畸變，由此引起失效。這兩種在線監控方式是目前變壓器控制中的一種技術手段。

在線監測變壓器，可管控局部放電。如果把高強度的電壓加到變壓器上，變壓器油就會產生局部放電，產生的放電量將達到數千伏特，多達幾十萬個皮庫，從而產生大量的電力，導致變壓器出現故障。針對變壓器在線電流檢測技術，多選擇脈沖電流，以小區域監控變壓器局部放電，但容易受到外部環境的干擾。另外，超聲波檢測技術也是一種新型的檢測手段，它可以實現對局部放電的超聲波壓力波的實時監控，但其內部的聲波在一定范圍內會被吸收并擴散，因而檢測靈敏度不高，而且易受機械振動的干擾。

在線監測和狀態監測技術的發展。①在配電網中，維護系統配電設備的監測與控制技術的開發；在電力系統中，變壓器和互感器是最主要的組成部分，其占用的空間比較大?？傮w上，這種傳感器的體積是常規變壓器的1/3，可以有效地減小配電系統的箱體體積。小型配電系統能夠與其他裝置進行更密切的聯接，有效地改善電力系統的一體化，使電力系統的節能效果得到極大地改善，同時控制功能得到極大地改善[3]。它可以從常規的電波檢測中延伸到非電信號，為電力系統在線狀態監控技術的發展奠定了堅實的技術支撐。②供電方式的改變。在新的市場環境下，電力設備的綜合利用效率得到了極大提升，新技術的應用使得電力設備的運行效率和質量得到了極大改善。從經濟性上講，電力設備維護的首要任務就是盡可能地延長其壽命，改善其運行的穩定性和安全性，這對于電力系統的網絡監測具有重大的現實意義，從而不斷促進其技術的更新與發展。③在確定電力設備維護的依據時，除了要堅持科學性原則之外，還應注重維護方法與技術的正當性，也就是說，只有在法律允許的條件下，才能進行電子設備的在線維護。

2.4 電力設備狀態檢修方法探討

2.4.1 完善崗位技能培訓

在開展員工培訓之前，需要注重接管業務、技術兩者的聯系，針對檢修難度較大的項目，如蓄電池管理、呼吸器檢查等，需要詳細講解。一般情況下，要經歷3個月的培訓期，在培訓結束之后實施考核，若電力單位有條件，則邀請專家解答疑惑，鼓勵學員加強與專家的技術交底，確保培訓效果。借助深入教學指導，結合培訓人員的工作經驗，可將檢修人員的技術水平提升，將人為因素減少，避免影響電力設備檢修結果，避免誤差產生。電力部門需要加強各個部門的交流、學習，組織單位管理層、技術部門、檢修人員定期開展會議，探討分析電力設備狀態檢修內存在的問題，提出有效、科學、合理的解決方案[4]。

2.4.2 無人機常態化巡視

既往電力設備檢修期間，工作人員需要到現場開展設備檢修，這會增加從業人員的工作強度、工作壓力，從業風險較高，檢修效率較低。這類傳統檢修，很難實施動態化管理，工作人員在現場維修期間，涉及較多的費用支出，會導致設備檢修人本、作業成本較高[5]。無人機常態化巡視可將電力設備巡檢效率提升4～8倍，一般情況下人工1 h 的工作量，巡檢無人機15 min 就可完成，地勢陡峭區域，無人機的應用優勢較為明顯。

2.4.3 加強運維一體化管控

在開展電力設備狀態檢修作業期間，實施前需要確保從業人員的人身安全，檢修人員要具備較強的專業技術，制定相應的防護措施，確保維修、檢修作業安全。電力單位還需要實施一體化管控，加強運維管理，樹立良好的檢測防護意識，貫徹“預防為主，安全第一”的原則，單位發展以管控安全為基礎，建設規范化的作業系統，加強設備檢修現場的安全管理，確保作業人員的人身安全[6]。

此外，還需要結合維修人員的技能特點，強化從業人員管理，科學分工，加強專業技能培訓，確保檢修小組工作質量提升。電力單位要加強改革、創新，加大運維一體化管控，將原本缺陷與落后的管理模式轉變，結合現狀、人員水平、工作效率及作業協調，實施相應的改革。實際作業期間，要遵循先易后難的原則，加強檢修，控制風險，協助從業人員轉變工作理念，朝著運維一體化轉變。電力單位需要明確規劃工作人員安全職責，細化施工步驟，加強安排，確保從業人員的操作按照標準實施。

針對危險和隱患的問題，居民和相關部門工作人員應該齊心協力，一同將危險和隱患排除在外，工作人員可大力宣傳和普及安全用電知識，向居民講解安全用電的重要性[7]。

2.4.4 多發事故點控制措施

（1）在設計電力系統期間，需要注意用電現場情況的調查，安排專人到施工現場考察，結合環境、地理位置，開展電力系統設計。確保電力設備品牌與用電系統安全使用契合，杜絕施工單位為節約成本，選擇與系統質量、設計理念不符合的設備品牌。有效控制項目設計施工階段事故多發區域，系統施工結束，驗收階段針對與要求不契合的設備，或事故多發地點，需要嚴格依據施工單位的要求，加強整改，確保與設計圖紙要求符合[8]。

（2）結合區域實際用電情況，不同用電場合，選擇科學合理的設備。從業人員需要了解設備的用電需求、設備的運行特點、設備的運行性能。據事故多發地，需要加強電力設備參數的詳細檢測，針對核心部位零件，盡可能選擇行業內知名品牌產品，確保部件與要求標準契合，保障系統使用壽命。在電力設備檢修期間，需要加強事故多發地設備參數檢測，及時反饋設備異常情況，確?？稍诘谝粫r間處理故障，維修人員能夠確保設備的安全、穩定運行。

3 結束語

狀態檢修是電力設備維護的重要趨勢，是提高設備使用壽命，節約維護費用，提高系統運行穩定性的重要手段。對電力設備狀態在線監控和維修技術的理論、應用現狀及今后的發展趨勢進行了深入的分析，以期對改善電力系統的運行狀況。