试论电力设备故障及监测诊断技术
目前电力设备的故障检测维修采用“一刀切”的方式，容易造成浪费、重复等现象。本文对电力设备故障监测与技术的发展以及内容进行了阐释。
一、电力设备监测与诊断技术的发展阶段
电力设备监测与诊断技术大致经历了以下三个阶段：
(一)停电实验阶段
这个阶段大概开始于20世纪50年代，主要是采用一些普遍的预防性方法，这些实验方法都对电力设备的安全运行有着积的作用。
(二)带电测试阶段
这一阶段约开始于20世纪70年代。当时人们仅仅是为了在不停电的情况下对电力设备进行直接测量，主要是对泄漏电流以及介质耗损的因数进行测量。因此测量的项目少，应用范围也比较窄，还没能得到广泛的运用。
(三)在线检测阶段
这一阶段大致开始于20世纪90年代，随着现代科技的发展，在国外诊断技术的基础上，在线监测技术也发展起来了。尤其是随着现代计算机技术和数字波采集技术的发展，在线监测更是向更高层次发展起来了。
二、电力设备故障监测与诊断技术的新发展
电力设备故障监测与诊断技术的新发展主要体现在以下几方面：
(1)电力设备故障诊断的专家系统的研发。这是电力设备故障监测与诊断技术中显著的成果，因为人们关于故障诊断和维修的知识要远远落后于专家的经验及实践，这就为专家系统的发展提供了广阔的空间；
(2)虚拟仪器的发展。虚拟仪器主要是由接口电路、计算机资源以及数据分析、用户界面等软件合成的。因为虚拟仪器具有高度的灵活性与有效性，并且能够用图形与表格准确快速地表示出结果，这是传统仪器所无法比拟的；
(3)智能仪器技术。智能仪器已经成为了当今仪器发展的主要方向。智能仪器能够进行自动采集、辨识、选择等，能根据实际变化选择的工作方式，获得令人满意的效果。
三、电力设备常见故障及其分布
电力设备的结构复杂，运行条件也较苛刻，因此在系统中出现故障的机率比较大。曾有人对世界范围内的所有电力设备可靠性进行了初步的调查，而后发现，机械所引起的故障占MF与mf故障的70％左右。所谓MF是指主要故障，即导致电力设备出现一种以及一种以上的基本功能故障。mf是指次要故障，即除了主要故障意外的其他故障。在针对63kV以上的电力设备的第二次调查中发现，在所有的主要故障中，因机械操作引起的故障就占了其中的44％；在所有次要故障中，因机械操作所引起的故障占其中的39.4％。由此可见，机械故障是其中的主要部分。在前人的两次调查中还发现，仅仅只有4.7％的主要故障及25.1％的次要故障能在例行检查中被提前发现；另外有8.1％的主要故障与4.5％的次要故障是因为不适当的修理而造成的。由此可知，在电力设备的定期维修中还存在很大的问题与不足。
目前，我国电力设备的故障主要表现在：异常震动、腐蚀、疲劳、磨损、蠕变、塑性断裂、脆性及绝缘劣化等。
四、电力设备故障的产生原因及诊断
电力设备故障出现原因主要有以下几种常见的：击穿短路；负载量下降；严重超载；电缆绝缘下降；误动作；元器件误动；破损老化；控制电源骤降；保护失准；性能下降；控制线路受潮等。在所有事故状态中，控制回路要准确快速地使断路器跳闸并切断电源，这样就能避免事故的殃及面扩大，避免持续时间延长。检测与维修人员也能在跳闸后对事故的部位、类型快速做出判断，采取适宜的维修措施。判断的事故的顺序应是：(1)依据信号灯以及信号，继电器显示确定出是事故跳闸还是误动作跳闸；(2)依据各种继电器动作标识来确定是什么原因引起的跳闸；(3)拉开隔离等有关开关，检查跳闸后各设备是否有损坏，用兆欧表对开关、电缆绝缘值等进行检测；(4)检查回路元件动作及断路器有没有失常；(5)依据检查和测试的结果，诊断出现的故障的类型以及故障所引起的设备的损坏程度，同时向用户报告事故的具体情况，依照所规定的职责进行维修或更换设备。
在对电力设备故障检测和诊断上，我国已经开展与应用的判断技术有多种：(1)用声发射技术及绝缘油气相色谱等对局部放电量进行测定；(2)能够在空载工况下分辨出发电机转子匝的技术也得到了广泛应用；(3)氢冷、空冷发电机绝缘超温过热的检测技术；(4)利用红外线成像对电器过热点进行检测；(5)采用声发射测量炉管泄漏以及汽包焊缝质量并得到了初步成果；(6)在水电厂用激光对大坝位移进行测试；(7)采用微波吸收的原理对水塔空气中的水滴量以及飞灰中的含碳量进行测定并己获得成功。
五、电力设备监测的方式
对电力设备的监测方式主要有离线监测与在线监测两种。
(一)离线监测
离线监测是指在电力设备停止工作的状态下对其进行检查的方式。
离线监测的方式简单，配置的费用低，监测仪器通用，其检查的判断依据与要求都有统一的标准，操作性强。但是离线监测不能将电力设备故障的发生率降到零，不能完全防止电力设备故障的出现。在电力设备的运行中，设备出现突发事故或者外界引起突发状况也都是无法预知的。因此采用离线监测方式监测电力设备的时间死区大。在这个时间死区中，电力设备无法得到很好的监测与控制。因此我们并不能只是单一的采用离线监测。目前采用离线监测主要是为了能够更好地对设备的状态进行判断并决定是否将设备维修作为项目内容，同时它还可以对部分慢性发展的设备缺陷做到预知。
(二)在线监测
1.在线监测的形式。
在线监测是在设备不停电的状态下实行的监测，相对离线监测而言，在线监测可以避免给企业和用电用户带来不必要的损失，尤其是在经济方面。依据周期形式可以将在线监测分为以下两种：(1)非定期或定期的间隔性测试，这是在离线监测基础上的一种改进。将测试的条件变为了利用己运行的电压进行，这样就不会影响设备的正常工作，即通常所说的带电测试。带电测试的特点就是有一定的时间间隔，不能过于频繁地或是连续地对设备进行监测。(2)准时或实时地对设备进行监视与测验。这种形式的特点就是设备在带电的情况下能够对设备的某种或是某几种化学量或物理量进行连续地自动测试。并且该种形式能够根据被测试对象的性质，可以对一些没有突变性质的被测试对象采用一定时间间隔来进行实时准确的测试。它同带电测试的不同之处就是具有连续性与自动性。
2.在线监测的要求。
在线监测的要求主要有：(1)要对数据去伪存真。所谓去伪存真就是将因环境或是装置本身等原因所干扰的无用信息以及仪器本身所带来的虚假信息剔除掉；(2)对监测数据的校正。在线监测能够对因工作环境的湿度、温度所带来的误差，电压变化、设备的负载变化等所引起的误差等起到自动校正的作用；(3)在线监测要能够对监测信息的变化速率进行计算并画出相应的变化曲线，根据这些以及变化速率了解数据的发展趋势；(4)在线监测要能够对反映设备状态的数据进行进一步的分析与判断，以确保设备各部分是否有异常。
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