4.3断路器设备

针对真空断路器、少油断路器、SF6断路器的在线监测比较特殊的是其电寿命监测部分与机械状态监测部分，断路器触头的电寿命以及其传动机构和储能机构的机械寿命是电气设备中两种比较特殊的参数，其触头、传动机构和储能机构的优良直接影响到断路器设备的性能及其电网稳定，一旦出现损坏或老化将造成断路器不能正常分(合)或断路器合闸触头发热高温产生爆炸等危险。针对两种参数一般采用监测开断次数配合计算公式推倒出其优良情况。

a 电寿命监测;对电寿命监测是建立杂触头累计磨损量模型基础上的。根据I—N曲线拟和的计算公式，按单次开断电流累计触头磨损量。

b 机械状态的监测;机械状态的监测主要监测其传动机构和储能机构。

储能机构监测的是储能电机的日储能次数，单次储能时间的长短，通过对这两个数据的采集和分析，可以说明储能系统是否出现泄漏或储能不够等。传动机构则是采用对合、分闸线圈电流波形，机械振动波形以及开关辅助接点波形的综合判断方法，具体如下：首先录下断路器正常状态下的机械振动“指波纹”，如果传动机构出现裂纹、卡涩等问题，其震动频率会发生改变。由于正常情况下分、合闸线圈电流波形与异常时有很大的差别，如波形畸变，得电持续时间长等，因此通过对以上波形综合分析，就可以判断开关是否有机械隐患。对于断路器设备监测其电寿命和机械状态可以及早发现平时通过预防性试验所不能发现的缺陷，对断路器的安全稳定运行起到了相应的补充作用。

5 在线监测与状态检修

电力系统传统的运行维护工作，传统的做法是实行“计划检修”。“计划检修”就是按照高压电气设备预防性试验规程所规定的试验周期，到期必对电气设备进行停电检修。而状态检修则是基于设备的实际工况，根据其在运行电压下的绝缘特性参数的变化，通过分析比较来确定电气设备是否需要检修，以及需要检修的项目和内容，具有及强的针对性和实时性。因此，可以说“状态检修”就是“应修既修，修必修好”。

5.1计划检修的特点：

(1)周期性。计划检修是按照预防性试验规程所规定的试验周期，到期必修，具有很强的周期性。优点是便于工作计划的安排。缺点是它不管设备的实际状况，具有很大的盲目性和强制性，易造成设备的“过度检修”，浪费了大量的人力物力，同时各种耐压试验又有可能对设备绝缘造成新的损伤，等等。

(2)短暂性。定期预防性试验只能检测某一时间设备的绝缘状态，不能适时检测设备的绝缘状态，无法确定设备何时出现绝缘缺陷，无法检测缺陷的发展状况，特别是设备内部发展速度快、易造成重大绝缘事故的缺陷，更是无法检测到。

(3)试验电压低。定期预防性试验的试验电压一般低于设备运行电压，所以定期预防性试验无法准确地检测出设备运行电压下的缺陷。

(4)降低了电网的供电可靠性。由于计划检修的定期预防性试验需要在设备停电下进行试验检测，增加了设备停电时间，必然影响电网的供电可靠性，同时供电部门也造成少供电量的损失。

5.2在线监测指导下状态检修的特点：

(1)实时性。高压设备在线监测技术对设备绝缘状态实时监测，不受设备运行情况和时间的限制，可以随时检测设备的绝缘状态，一旦设备出现缺陷，能及时发现并跟踪检测、处理，对保证电网安全更具意义。 (2)真实性。由于在线监测技术在设备运行电压和状态下的绝缘参数进行检测，检测结果符合实际情况，更加真实和全面。

(3)针对性更强。可根据绝缘缺陷的发展和变化来确定检修项目、内容和时间，检修目的明确，针对性更强。

(4)提高了设备供电可靠性。由于实行状态检修，减少了设备停电次数和时间，提高了设备供电可靠性，避免少供电损失，同时也提高了电力部门全员劳动生产率。

5.3在线监测技术指导下的状态检修与定期预防性试验技术指导下计划检修的比较与发展：

随着电力设备的大容量化、高电压化、结构多样化及密封化，对常规停电预防性试验而言，传统的简易诊断方法已显得不太适应，主要表现在：

1、随着供电可靠需求不断提高，定期将电气设备停电进行预防性试验变得越来越困难，特别是重要的变电站常常出现超期试验的情况，这对保证电气设备安全稳定的运行留下了一定的隐患；

2、南方电网下发的新规程和标准的实施将预防性试验的周期做了很大的调整，延长了试验周期，这对我们高压预防性试验提出了一个新的要求，是不是采用现有的试验项目和方法可以保证在只一个周期内不发生故障；

3、现阶段高电压等级的电气设备和新型的电气设备在不断的投入运行，然而我们所采用的预防性试验方法是采用一个较低的电压模拟高电压下电气设备的各种运行情况，达不到一个真实性，不能正确反映出电气设备的优良情况;针对近年来投入广泛应用的干式穿墙套管在试验中所采集的数据基本上完全不能正确的反映其优良情况；另外由于近期对主变的试验中将主变套管的油化验试验取消了，然而高压试验又只能在一个较长的试验周期中对其进行试验，对主变套管这种设备的有效检测达不到一个必要的要求。高电压设备绝缘在线监测技术的应用，是实现状态检修的有效手段之一。在线检测是在运行电压下对设备的绝缘状态进行检测，真实反应设备绝缘水平。

现阶段部分供电系统均采用在线监测技术来作为常规停电预防性试验的补充，取得了很好的成效，有效的将常规停电预防性试验的周期进行了延长。在线监测技术通过自动连续检测状态下，依据大量的数据和曲线分析设备绝缘状态的变化趋势，从变化趋势中寻找危险征兆，从多项检测结果来综合判断运行设备状况，其分析结果和数据可直接传输至上级主管部门，真正做到设备“该修则修，修必修好”，避免不必要的人力，物力浪费。在线监测技术的应用有利于从“定期维修”制(计划维修)过渡到 “状态维修”制(预知维修)。利用绝缘在线监测技术实现状态维修可以实现：

(1)有效避免周期性计划检修带来的弊端，合理安排生产和检修，做到该修必修，从而节约大量的设备维修资金和停电检修时间，使现有的运行设备创造更大的安全和经济效益。

(2)减少设备停电试验和维修的盲目性，减少了设备因检修而引发故障的可能性, 延长了设备运行寿命，使设备维护更加科学。

(3)大大减少停电时间和开关操作量,提高电力系统的供电可靠性、经济性和安全性。

(4)持续、准确反映设备在运行电压下的绝缘性能和健康水平,能够及时发现设备运行中的发展性绝缘缺陷，防止突发性绝缘事故发生，有效提高设备运行水平和可靠性，降低设备事故率，显著减少突发性事故。

(5)在定期维修朝状态维修发展的进程中,绝缘在线监测技术可作为弥补定期预防性试验不足的有效手段。将在线监测和预试结合起来，根据在线监测的结果合理安排预试，延长预试大修周期，是逐渐推行状态维修的有效途径。

现阶段特别是针对电容型设备的在线监测技术得到了广泛的应用，从技术手段上来说已经完全可以取代常规停电预防性试验。状态检修的基础是要实时掌握和了解设备在带电工况下的绝缘参数，在线监测技术则是获得设备在带电工况下的绝缘参数的唯一途径。通过在运行电压下实时监测绝缘的各种状态参量并对这些量的变化量进行分析比较，来确定是否对设备进行检修。近几年来高电压设备的制造质量和水平有了很大提高，也为状态检修提供了更好条件，状态检修的优势也更加明显。

6 问题讨论电气设备绝缘在线监测技术的推广应用，对电气设备的安全运行起到了积极作用，供电部门积极推行状态检修，减轻了设备检修工作量，提高了电网运行的可靠性。但是，由于技术的复杂性和电气设备的多样性，尚有一些问题值得研究和商鹤。

(1)传感器的特性和质量是在线监测的关键。目前常用线圈式传感器，易受温度、压力、冲击等外界环境的影响，是影响测试精度和稳定性的重要因素。所以研制高精度、高稳定的传感器仍是在线监测的一个研究课题。

(2)干扰问题。由于高压电气设备处在强电场环境中，使微量信号的采集难度增大。

(3)对设备制造厂家提出在线监测技术要求。目前的高压电气设备均未考虑在线监测问题，都是在线监测设备厂家针对运行站内设备情况进行设计并安装。运行设备有的可以安装和抽取信号，有的则不能。

(4)积累运行经验，完善专家系统，制定监测标准。高压电气设备绝缘在线监测的绝缘参数往往与停电测试结果有一个“偏差”，但这个“偏差”往往存在一定规律，只要积累数据，加以分析就不难发现，并可以此为依据对照预防性试验标准设定报警值，当设备绝缘参数超越报警值时，系统自动报警。完善专家系统，建立数据库，强化分析功能，制定监测标准仍是目前亟待解决的问题。

(5)积极推行状态检修。在积累运行经验的基础上，实施状态检修，提高电网可靠性，减少检修工作量，又反过来推动在线监测技术的发展。

7 结论

高压电气设备绝缘在线监测技术能够及时发现和检测出设备内部绝缘状态的变化，对设备绝缘故障及时处理，保证电网的安全运行。在线监测技术是供电单位实行状态检修的基础和唯一技术手段。应当进一步推广使用绝缘在线监测技术，积累运行经验，积极推行电气设备状态检修。现阶段无线通讯技术、计算机技术、传感器技术的发展为高压电气设备绝缘在线监测技术的发展提供了有力的保证，为实施超高压电力线路绝缘子等以前没有研究与开展的在线监测技术提供了条件。我局也在此良机下大力开展在线监测技术，通过逐步试点到最后的推广，最终达到全局变电站都能采用在线监测技术，解决定期停电预防性试验的种种缺点，保证电网能在最好的状态下安全、稳定的运行。