绝缘子泄露电流在线监测研究现状
绝缘子泄漏电流在线监测的研究现状Research Status of Insulator Leakage
Current Online Monitoring ABSTRACT: High voltage transmission line insulators have the dual function for both of electrical insulation and mechanical support. To ensure that the transmission lines can normally operate under the condition of all kinds of overvoltage .Insulators are normal or not, to the safety and reliability of the power system plays a decisive role. Related data have shown that the high voltage transmission line insulator pollution flashover accident damages and economic losses caused by far are more than that of over-voltage and lightning overvoltage. So a new type of insulator leakage current online monitoring system is of great significance and has an important practical valueand to improve the security and stability of power system. In this paper, in order to achieve the purpose of catenary insulators' on-line monitoring,summarizing the characteristics of contaminated insulators.Based on surface discharge theory, in view of leakage current flowing through the insulators' surface contamination, an on-line monitoring scheme of catenary insulators' contamination is proposed and key issues are analyzed.
KEY WORD:Insulator；On-line monitoring；Leakage current
摘要：高压输电线路中绝缘子担负着电气绝缘和机械支撑的双重作用，要保证输电线路在过电压情下能正常运行，绝缘子的工作状态将对电力系统的安全可靠运行起着极为重要的作用。相关数据表明，高压输电线路绝缘子污闪事故的危害程度和造成的经济损失，己经远远超过了操作过电压和雷电冲击过电压对电力系统的影响。所以研究输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统具有重要的实用价值，对提高电力系统的安全可靠运行具有重大现实意义。本文以实现绝缘子污秽在线监测为目的，总结国内外污秽绝缘子运行状态表征参数的基础上，基于绝缘子的污秽沿面放电机理，针对流经污秽绝缘子表面的泄漏电流，提出了接触网绝缘子污秽在线
监测的设计方案，并就其中的关键问题进行了详细
分析。
关键词：绝缘子；在线监测；泄漏电流
1 引言
随着我国工农业的发展和人民生活水平的提高，电力工业也得到迅猛的发展，电力对人们生产生活来说已经不可或缺，那么提高电力系统运行的安全性和可靠性，也就成为了电力人所关注的重点。在电力系统中，高压电网运行的许多故障是由于绝缘不良所引起的，而高压绝缘子是高压电网绝缘的薄弱环节。绝缘子是将电位不同的导电体在机械上相互连接的重要部件，其性能的优劣对整个输电系统的安全起着非常重要的作用。尤其是对于输电线路中的绝缘子，除了应具有一的电气绝缘性能以外，还应具备耐受自然环境和污染等的侵袭，以保证安全供电的要求。据统计，由于污秽而引起的绝缘子闪络事故目前在电网总事故中已经占到第二位。为了防止污闪事故的发生，需要对绝缘子的染污状况做出及时准确的判断，以便在危险来临之前，采取必要的措施。电力部门通常采用增加绝缘子串中绝缘子的数目、采用耐污绝缘子、在绝缘子表面涂憎水涂料、采用有机合成绝缘子、对绝缘子进行定期清洗等几种防污闪措施。这些方法在绝缘子的实际运行中都起着积极的作用，但是不能实时、动态、全面的反映绝缘子的染污状态，无法做到提前预防污闪事故的发生。因此，研制适应于电力系统需求的绝缘子在线监测系统，全天候的监测高压电网绝缘子的运行状况，以便提前采取措施避免电网运行故障的发生，提高电网运行的安全性和可靠性，促进绝缘子从目前的计划检修向状态检修过渡具有重要的意义。基于上述背景，本文提出的输电线路绝缘子在线监测系统可以减少检测人员上杆塔带电检测的次数，缩短检测周期，及时消除由于绝缘子闪络造成的事故，还可以为运行部门制订合理的检修计划提供科学依据。
2 污秽和泄露电流的形成机理分析
2.1 绝缘子监测特征量的选择
为了确定绝缘子的污秽程度，定量的划分污秽水平，需要表征污秽绝缘子运行状态的特征量。在进行了大量的研究后，人们提出了很多参数，主要有以下几种:
（1）等值盐密法：
等值附盐密度是指绝缘子表面每平方厘米的面积上附着的污秽中导电物质的含量相当于的NaCL含量(mg/cm2)，由于它只与绝缘子的污秽量、成分和性质有关，所以称为污秽的静态参数。它是表征绝缘子在自然环境下积污最普遍的特征量之一，直观的反映了绝缘子的污秽程度。但是，等值盐密法也存在着一些不足:一方面，测量时需对接触网进行停电，而且测量程序繁琐，不能作为实时在线监测参数;另外，污秽物成分复杂，包括强电解质成分和弱电解质成分，而强电解质和弱电解质会因为试验和实际中污秽物湿润程度的差异，导致测量结果有较大分散性，难以准确评价绝缘子的实际污秽状态。因此，等值盐密作为污秽度特征量较多在实验室作为静态参数使用。
（2）表面污层电导率法
表面污层电导率是指污秽绝缘子表面每平方厘米的电导。该参数是在污秽绝缘子受潮和施加比运行电压低的电压下测得的，从而把特征量与污秽及电压直接联系起来，比静态参数前进了一大步。但因测试电压低，而且受污层分布不均匀的断层带影响，并不能反映污秽层在高电压下的真实变化，故称为表征污秽绝缘子运行状态的半动态参数。
（3）污闪梯度法
绝缘子的污闪电压梯度是污闪电压与绝缘子串长的比值，是表征绝缘子污秽程度最直接理想的参数，一般以绝缘子的最短耐受串长或最大污闪电压梯度来表征。此法最接近于实际运行中绝缘子的工作状态，可直接表征当地自然环境下的污秽度以用于绝缘选择。但是该法也有较大缺点:一是悬挂串数要多，因为单串绝缘子的污闪概率不高，所得结果是否代表当地的最短耐受串长，或最大污闪电压梯度，也不易做出结论;二是悬挂时间要长，由于污秽已达临界状态而引起污闪的环境条件不足或者绝缘子表面的积污速度较慢等原因，要得出一个结论可能需要数年时间。
（4）泄露电流法
泄漏电流是指在作用电压下流过电气绝缘体表面的电流。这里所指的污秽绝缘子泄漏电流是指在运行电压下污层受潮时流过绝缘子表面的电流。显然，它是污秽程度、环境条件以及运行电压三个主要因素的综合反映和最终结果，称为反映污秽绝缘子表面污秽特性的动态参数。由于泄漏电流能较全面地反映绝缘子污秽状态，对泄漏电流的检测和分析作为污秽绝缘子在线监测的一种方法近年来引起大量关注。这主要是因为绝缘子泄漏电流和污秽沿面放电的发展过程密切相关，包含了丰富的信息，可以综合反映污秽程度、受潮程度、绝缘子耐受电压以及绝缘子形状等因素的影响，而且便于连续在线监测。同时绝缘子的泄漏电流变化也可以反映污秽的积累变化过程，所以对绝缘子泄漏电流估算方法的研究对于判断污秽绝缘子的运行状态具有重要意义。
除了上面介绍的几种特征量外，还有其他的一些特征量也可以用来表征绝缘子污秽程度，但同泄漏电流相比，也都有各自的不足之处。另用污秽的日沉降密度、污液电导率和盐浓度这些特征量来表征绝缘子的污湿特征，但这些参数所能说明的程度都很有限，同测量泄漏电流相比科学性上要差的很多。
2.2 绝缘子表面污秽的形成
绝缘子表面沉积的污秽，基本上来自于该地大气中环境的污染，也受大气条件的洗涤(例如，风吹和雨的冲洗)，还与绝缘子本身的结构、表面光洁度有着密切的关系。大气环境中充满各种气态、液态污染物和固体微粒，固体微粒中直径较大者周围运动着在重作用下垂直降落绝缘子表面污秽的积聚直径较小的微粒呈悬浮状态，也在绝缘子一方面取决于促使微粒接近绝缘子表面的力，另一方面也取决于微粒和表面接触时保持微粒的条件。污秽微粒在绝缘子表面上的沉积，受风力、重力是最重要的。
2.3 绝缘子污闪过程
目前有关染污绝缘子表面的放电机理还没有统一的认识，但许多学者都认为绝缘子的闪络现象不是一种单纯的空气击穿，而是一种与电、热、化学因素有关的污秽表面气体电
离以及局部电弧发生、发展的热动力平衡过程。
当绝缘子表面存在污秽时，绝缘子串表面的污物会吸收水分，然后污秽层中的电解质在水的作用下溶解并且电离，使污层电导逐渐增大，则绝缘子表面的泄漏电流增加。由于绝缘子构造和绝缘子表面污秽分布差异以及和潮湿水平不同等因素的综合作用，使得绝缘子串各部分的电流密度存在差异，最后干燥带在电流密度较大的区域缓慢的形成了。干燥带的出现使得绝缘子串表面的分布电压相比以前更加不均，干燥带需要承担较高的电压。所以，当场强伸到某一特定值时，沿绝缘子串表面产生辉光放电、火花放电甚至是局部电弧。此时积污绝缘子表面的放电模型等同串联了污层电阻一串。局部电弧为间歇性的放电过程，这种状态有可能立即停止也有可能持续一段时间。如果这种电弧不断产生和发展，当其达到或者超过某一临界值时，电弧会沿绝缘子串面伸展，贯穿两极，并形成闪络。
由此可见，输电线路绝缘子的污秽闪络，很大程度上取决于下面四个连续过程[4]的产生与发展。
(1)绝缘子串表面的长期积污
(2)积污绝缘子串的湿润
(3)干燥带的产生与局部电弧的形成
(4)局部电弧的延伸到贯穿绝缘子两极
所以，其沿面闪络的基本条件[5]如下:
（1）首先流通过染污绝缘子表面的泄漏电流应该有烘干潮湿的污秽层且形成一定的干燥区，当干燥区所承受的电压达到某一极限值的时刻，有局部小电弧的出现。
（2）其次要符合单位长度的电弧电阻小于单位长度污层电阻的条件，使产生持续电弧通路的极限电流小于流过染污绝缘子表面的电流，局部电弧才有伸展延长的可能，并最终直到闪络的出现。2.4 泄露电流与污秽沿面放点关系
在交流电压下，考虑试验电源、电弧电阻的影响，并增加电弧重燃条件，Alston和Zoledziourki建立了泄漏电流、电弧长度与试验电压之间的关系。他们推导并计算出闪络不会发生的临界条件:泄漏电流最大值未超过233Ec-1.31，其中Ec为闪络临界场强。通过在自然污秽状态下对绝缘子施加85kV 到231 kV(即250V/cm到750V/cm的峰值场强)电压试验发现，试验结果与理论推导结果具有良好的一致性，这在理论上表明了通过测量泄漏电流预测污秽闪络成为可能。
为了能更加深入研究污秽沿面放电机理，许多学者设计了大量的污秽试验来模拟自然环境下绝缘子的沿面放电过程。从他们的研究成果来看，研究泄漏电流对于理解绝缘子表面的放电现象和闪络过程是很有必要的。Verma指出，可以通过一个临闪前的最高峰值泄漏电流I max预估绝缘子的闪络概率，即Verma的最大值法。事实上已经表明，污秽绝缘子临闪前的最高峰值泄漏电流Imax在很大程度上是与污秽类型无关的特征参数。根据记录的闪络过程全电流，Verma 发现临闪前的最高峰值泄漏电流Imax (出现在完全闪络前大约10ms)指示了接近闪络的程度，即在任何环境条件下，泄漏电流如果达到Imax，则闪络已不可避免。一般来说，绝缘子柱体和钢帽附近较伞裙更易出现干燥带，干燥带的出现导致其场强急剧增大，而湿污层的场强随之减小。另外，干燥带数目越多，绝缘子沿面最大场强越小，即多条干带之间会削弱彼此的场强，而且伞裙下表面引起沿面场强的畸变程度比上表面严重。
最近几年，科研人员的研究工作越来越依赖于人工污秽试验。通过人工污秽试验，在恒压受潮过程中观察典型放电现象，并与测量的泄漏电流数据进行对应，如表2-1所示。结果表明，这种对应关系对实际现场具有较高的应用价值。
表1 XP-7型绝缘子放电现象与对应泄漏电流幅值Tab.1 The discharge phenomenon of XP-7 insulator and its corresponding leakage current
amplitude
泄露电流幅值/mA 放电特征
<2 无明显放电现象
5 紫色火星，淡紫色丝状放
电，微声
10-20紫色刷状放电，黄、白小火
星
50橘黄色短电弧，放电持续，
声大
70-100电弧放电频繁，电弧长度可
达1/3泄露电流
200-400电弧频次减少，明亮桔红色
主电弧，沟槽内密集小电弧400-900电弧放电强烈，但贯通几乎
整个泄露距离，仍能耐受900-1500红色电弧，随时可能发生闪
络
以人工污秽试验为依据，研究了泄漏电流与环境条件(主要是相对湿度)和污秽程度之间的关系。结果表明，流经瓷绝缘子表面的泄漏电流随着相对湿度的提高和污秽程度的加重逐步增长，存在着明显的非线性关系。当相对湿度大于55%时，泄漏电流增加更加明显。
为了在污秽沿面放电过程中针对泄漏电流波形进行研究，将高速摄影仪与人工污秽试验相结合，通过连续采集泄漏电流波形并利用高速摄影仪同步拍摄了放电过程，详细记录了绝缘子表面的局部放电现象和泄漏电流的变化情况，揭示出局部放电现象与泄漏电流波形特征之间的对应关系。结果表明，可以通过泄漏电流波形的特征判断绝缘子表面的放电程度，继而判断绝缘子的污秽程度。3 绝缘子在线监测系统
3.1 系统检测原理
图1 输电线路绝缘子泄露电流在线监测原理图
Fig.1 on line monitoring of insulator leakage
current of transmission line
整个系统检测原理如图1所示，从第二章绝缘子污闪的分析可知，绝缘子污闪从发生到发展的整个过程中，都伴随有泄漏电流幅值变化。绝缘子表面电导率越大，或加在绝缘子串两端电压越大，泄漏电流的幅值就越大，泄漏电流脉冲数目也会明显增多。随着绝缘子运行状态的恶化，泄漏电流的波形会从近似的正弦波形发展成为严重畸变的波形。泄漏电流波形的畸变表明了绝缘子绝缘水平的下降。可以根据泄漏电流的这一特征，使通过在线实时监测绝缘子泄漏电流的波形和计算泄漏电流的高频脉冲来估计绝缘子的运行状态，并预测污闪的发生成为可能。
输电线路绝缘子串在环境长期作用下会出现不良绝缘子。当绝缘子表面积累了大量污物、湿润状态达到一定水平时，泄漏电流增大，高频电流脉冲增多，。
在线监测分机主要由泄漏电流传感器、信号处理及发送模块、能源管理模块和定时启动模块等组成。
3.2 系统模块说明
该系统可分为硬件模块和软件模块。我们可以将硬件模块分成数据采集、电源电路、通讯模块和中央控制模块四个部分来讨论。
在数据采集模块中，可以通过泄露电流传感器、温湿度传感器来对泄露电流和环境温湿度进行测量评估。目前常用的泄露电流采集方式主要有电流互感器采集法、侵入式分布电位导入法及集流环式屏蔽法。电流互感器采集法由于采用了穿芯式环型互感器，因此无法做到互感器完全屏蔽，在抗干扰方而很难达到要求。此外从倒数第二片绝缘子与最后一片绝缘子之间提取信号相当于短路一片绝缘子，将影响线路安全运行。而且在安装时要将整串绝缘子取下再安装互感器，劳动强度非常大，安装十分不便，不利于推广；侵入式分布电位导入法安装能承受20KV的绝缘平台(三相都要装)，在正常的运行电压下是安全的，但在过电压，尤其大
气过电压或串内有零值绝缘子时则非常危险。而且经过一定时间的运行，当最后一片隔离绝缘子染污后，将泄漏电流分流，必然影响采集数据的准确性；集流环式屏蔽法通过加装金属引流环来收集泄漏电流信号，再经屏蔽电缆后由杆塔入地，采用穿芯式电流传感器将泄漏电流引入装置的数据处理单元。集流环材料为新型硅橡胶，其特点是防污防积水、耐高温。不会采集电容电流和杂散电流，对泄漏电流的采集准确，实测采集量大于实际流过绝缘子表面泄漏电流的95%以上，它安装于地电位端第一片绝缘子上部，不影响绝缘子串的安全运行。目前应用最多的是罗氏线圈电流传感器，罗氏线圈是将漆包线均匀绕在一个环形无磁骨架上，利用被测电流产生的磁场在线圈内干预的电压来测量电流。一般情况下，将线圈的一端引线穿过线圈内部，从另一端引出，使两端的引线分叉较小，来有效避免外磁场的干扰。对采集到的泄露电流信号利用模拟数字转换电路A/D进行模数转换，并用运算放大器进行信号放大。
图2 程序流程图
Fig.2 program flow chart
电源电路模块主要是利用太阳能电池板和蓄电池组成的供电系统对在线监测装置持续供电，蓄电池的储能作用对保证连续供电是很重要的。在阴雨天太阳能电池发电量在不能满足装置需要时，要靠蓄电池的电能给以补足;在超过装置需要的时候，要靠蓄电池将多余的电能储存起来。此外，目前也有基于导线取能的装置，即是在导线上套装电流互感线圈，利用线圈感应导线周围变化的磁场，将导线能量转换到线圈二次侧，并经过一系列电路的处理最终输出直流稳定电压为监测终端核心电路板供电，同时给锂电池充电。
通讯模块是指前台监测系统与控制中心之间通过GSM或GPRS通讯模块，以短消息信息的方式按照一定的通讯协议实现了数据、命令、状态的交换，实现了控制中“自软件命令的下传和前台监测系统数据的互传功能。
中央控制模块中CPU是前端机系统的核心，根据系统的要求，处理器应具有较高的处理速度，同时应具有低功耗特性。此外
绝缘子在线监测系统对泄漏电流进行采集处理后，向后台控制中心传输的数据中必须包含数据记录的时间，因此系统中应该有时钟单元。
关于系统的软件部分，可以用图2说明。
4 总结与展望
本文分析讨论了绝缘子在线监测的几种方法，并着重讨论了泄露电流在在线监测中的应用，从以上的讨论中我们可以知道：通过对绝缘子泄露电流的在线检测，可以掌握污秽绝缘子的运行状态，对防止污闪有重要意义。不过，我们同时也应该注意到绝缘子在线监测的复杂性，泄露电流虽然能在一定程度上实现在线监测，不过它是安装在户外杆塔上面的，泄露电流采集困难，易受干扰，运行环境恶劣而且存在很大差异，在设计时不仅要考虑其对泄露电流的监测精度，也要考虑系统本身的工作环境是否能适应一年中气候的变化和中国南北气候的差异。我认为，可以再一定程度上根据当地气候的状况来设计适合当地情况的监测系统，不过这又会增加成本。其次，这种监测系统是对绝缘子进行实时监测，采集的数据量大，会给数据的传送和处理带来一定的难度。
通过对电气设备在线监测这本书的学习和在进行这次课程论文选题及写作的过程中，我对电气设备在线监测有了进一步的了解。目前在线监测的方法还有很多，比如现在研究很多的紫外线成像法、红外测温法、超声波检测法等这些非电量测量法，都是各有优缺点。在不考虑经济性的情况下，紫外线成像法和红外测温法，都有比较好的效果，如何经济的将这些技术应用于电力系统上也是我们需要考虑的问题。除此之外我记得上第二节可得时候，请的黄老师上课时，曾提到：现在电力系统在线监测存在的最大问题是对监测的数据处理问题，我们的电力系统上有很多监测变量，无论是在线的还是非在线的，很多情况下，监测到的各种数据是无法进行处理的，当然也就没有价值，所以对所得到的的监测数据进行合理的处理和分析也是我们要考虑的。参考文献
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Insar在变形监测中的应用研究
InSAR技术在变形监测中的应用研究 卫星合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)通过对地面同一地区进行两次或多次平行观测，得到复图象对，从复图像对中提取相位信息，作为获取地表三维信息和变化信息的信息源，用以获取DEM和监测地表面的变化。InSAR技术在地面沉降、自然灾害等地面变形监测方面已得到广泛的应用。本文就InSAR在变形监测中的应用现状、存在的问题及前景进行了探讨。 1．引言 合成孔径雷达干涉（InSAR）测量技术是在合成孔径雷达（SAR）技术基础上发展起来的雷达成像技术。它继承了SAR的全天候、全天时、大范围、有一定穿透能力等优点。在早期，InSAR技术的应用主要是地形制图，生成DEM，开展形变比较明显的地震形变、地壳形变、火山活动、冰川移动等大面积监测研究，后来随着InSAR技术的不断成熟和研究工作的不断深入，又逐渐转向地面沉降、山体滑坡等引起细微持续的地表位移[1]。InSAR 技术除了具有高探测精度(亚厘米级) ,而且具有低成本、近连续性和遥感探测的能力, 无疑将成为今后地面沉降探测技术的研究重点和发展方向。另外，星载InSAR系统有利于大范围测绘和动态过程的长期监测，特别适合危险地区和人类无法进入地区的研究工作。因此，该技术在军事、国民经济建设中，有着极其广泛的应用。 InSAR技术在应用方面还存在很多问题亟待解决。InSAR技术对大气误差、遥感卫星轨道误差、地表状况以及时态不相关等因素非常敏感, 这造成了InSAR技术应用中的困难。在干涉数据的获取方面，星载干涉SAR大部分是重复轨道获得的，由于周期比较长、两次飞行轨道存在夹角等问题使得相干性大大降低，影响了DEM提取的精度。为了获取高质量、稳定的干涉数据源，只有采用双天线的SAR系统才能得到保证，但目前还缺少双天线的星载SAR系统，这也大大限制了InSAR的发展。 InSAR技术的理论研究除了对SAR与InSAR成像技术研究以外，更多集中在InSAR技术 研究的一个新的热点研究方向。 2．合成孔径雷达干涉测量原理 合成孔径雷达干涉测量是利用卫星或飞机搭载的合成孔径雷达系统，通过两副天线同时观测(单轨模式)，或两次近平行的观测(重复轨道模式)，获取地面同一景观的复影像对。由于目标与两天线位置的几何关系，在复图像上产生了相位差，形成干涉纹图。干涉纹图中包含了斜距向上的点与两天线位置之差的精确信息。根据复雷达图像的相位差信息，利用传感器高度、雷达波长、波束视向及天线基线距之间的几何关系，通过影像处理、数据处理和几何转换等来提取地面目标地形的三维信息[3]。 下面以卫星重复轨道干涉模式为例，其成像几何示意图如图1所示: 图1：InSAR的几何关系示意图
绝缘子泄露电流在线监测研究现状
绝缘子泄露电流在线监测研究现状
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绝缘子泄漏电流在线监测的研究现状Research Status of Insulator Leakage Current Online Monitoring ABSTRACT: High voltage transmission line insulators have the dual function for both of electrical insulation and mechanical support. To ensure that the transmission lines can normally operate under the condition of all kinds of overvoltage .Insulators are normal or not, to the safety and reliability of the power system plays a decisive role. Related data have shown that the high voltage transmission line insulator pollution flashover accident damages and economic losses caused by far are more than that of over-voltage and lightning overvoltage. So a new type of insulator leakage current online monitoring system is of great significance and has an important practical value and to improve the security and stability of power system. In this paper, in order to achieve the purpose of catenary insulators' on-line monitoring,summarizing the characteristics of contaminated insulators.Based on surface discharge theory, in view of leakage current flowing through the insulators' surface contamination, an on-line monitoring scheme of catenary insulators' contamination is proposed and key issues are analyzed. KEY WORD:Insulator；On-line monitoring；Leakage current 摘要：高压输电线路中绝缘子担负着电气绝缘和机械支撑的双重作用，要保证输电线路在过电压情下能正常运行，绝缘子的工作状态将对电力系统的安全可靠运行起着极为重要的作用。相关数据表明，高压输电线路绝缘子污闪事故的危害程度和造成的经济损失，己经远远超过了操作过电压和雷电冲击过电压对电力系统的影响。所以研究输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统具有重要的实用价值，对提高电力系统的安全可靠运行具有重大现实意义。本文以实现绝缘子污秽在线监测为目的，总结国内外污秽绝缘子运行状态表征参数的基础上，基于绝缘子的污秽沿面放电机理，针对流经污秽绝缘子表面的泄漏电流，提出了接触网绝缘子污秽在线监测的设计方案，并就其中的关键问题进行了详细分析。 关键词：绝缘子；在线监测；泄漏电流 1 引言 随着我国工农业的发展和人民生活水平的提高，电力工业也得到迅猛的发展，电力对人们生产生活来说已经不可或缺，那么提高电力系统运行的安全性和可靠性，也就成为了电力人所关注的重点。在电力系统中，高压电网运行的许多故障是由于绝缘不良所引起的，而高压绝缘子是高压电网绝缘的薄弱环节。绝缘子是将电位不同的导电体在机械上相互连接的重要部件，其性能的优劣对整个输电系统的安全起着非常重要的作用。尤其是对于输电线路中的绝缘子，除了应具有一的电气绝缘性能以外，还应具备耐受自然环境和污染等的侵袭，以保证安全供电的要求。据统计，由于污秽而引起的绝缘子闪络事故目前在电网总事故中已经占到第二位。为了防止污闪事故的发生，需要对绝缘子的染污状况做出及时准确的判断，以便在危险来临之前，采取必要的措施。电力部门通常采用增加绝缘子串中绝缘子的数目、采用耐污绝缘子、在绝缘子表面涂憎水涂料、采用有机合成绝缘子、对绝缘子进行定期清洗等几种防污闪措施。这些方法在绝缘子的实际运行中都起着积极的作用，但是不能实时、动态、全面的反映绝缘子的染污状态，无法做到提前预防污闪事故的发生。因此，研制适应于电力系统需求的绝缘子在线监测系统，全天候的监测高压电网绝缘子的运行状况，以便提前采取措施避免电网运行故障的发生，提高电网运行的安全性和可靠性，促进绝缘子从目前的计划检修向状态检修过渡具有重要的意义。基于上述背景，本文提出的输电线路绝缘子在线监测系统可以减少检测人员上杆塔带电检测的次数，缩短检测周期，及时消除由于绝缘子闪络造成的事故，还可以为运行部门制订合理的检修计划提供科学依据。
变压器铁芯接地电流在线监测装置技术规范
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 中国南方电网有限责任公司发布
Q/ CSG XXXXX.X-2013 目次 前言...................................................................................................................................................................... II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 技术要求 (1) 5 试验项目及要求 (2) 6 检验规则 (3) 7 标志、包装、运输、储存 (4) I
Q/ CSG XXXXX.X-2013 II 前言 为规范输变电设备在线监测系统的规划、设计、建设和运行管理，统一技术标准，促进在线监测 技术的应用，提高电网的运行可靠性，特制定本标准。 本标准由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。 本标准起草单位：广东电网公司电力科学研究院。 本标准主要起草人： 本标准由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。 本标准自XXXX年XX月XX日起实施。 执行中的问题和意见，请及时反馈给南方电网公司生产技术部。
Q/ CSG XXXXX.X-2013 变压器铁芯接地电流在线监测装置技术规范 1范围 本标准规定了变压器铁芯接地电流在线监测装置的范围、术语、使用条件、技术要求、试验、备品备件、标志、包装、运输、贮存要求等，可作为产品的研制、生产、检验和现场测试的依据。 本标准适用于110kV及以上电压等级的变压器铁芯接地电流在线监测装置的生产、检测、使用和维修。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 191 包装储运图示标志 GB/T 2423 电工电子产品环境试验 GB/T 16927.1 高电压试验技术第一部分：一般试验要求 GB/T 16927.2 高电压试验技术第二部分：测量系统 GB/T 17626.1 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论 DL 393-2010 输变电设备状态检修试验规程 Q/CSG XXXX 变电设备在线监测系统通用技术规范 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1变压器铁芯接地电流在线监测装置 安装在高压设备附近，用于变压器铁芯接地电流特征量连续实时监测的装置。一般由传感器、数据采集和处理模块、通讯控制模块等组成。 4技术要求 4.1通用技术要求 变压器铁芯接地电流在线监测装置的基本功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求应满足《变电设备在线监测装置通用技术规范》。 4.2接入安全性要求 1
变形监测方法
巷道变形监测 一、监测内容 监测工作通常用在不良岩体和受采动影响的巷道中进行。 监测项目分为必测项目、选测项目和增测项目。 必测项目尽可能经济而有效地判断围岩的稳定程度，以指导设计与施工。为适应井下的恶劣条件（包括温度、湿度和很差的操作条件）下工作，故要求仪器简便、坚固耐用、可靠性高。一般为收敛量测、位移变形量测等。 选测项目是对有特殊意义和有代表性的巷道进行补充量测，以求更加深入地掌握围岩与支护的动态，具体指导未开挖区的设计与施工。根据巷道用途、服务年限、断面尺寸、施工方法来选择监测项目，一般实用意义较大的是围岩位移、围岩压力、支护压力的量测。 增测项目用于特殊工程和重大工程项目要求增加补充量测项目，如底鼓量测、地表沉陷量测等。 量测内容及要求见表1。 表1 量测内容及要求 二、巷道监测的要求 （一）掌握设计意图，把巷道监测作为地下工程总体设计的一部分，详细安排进度，使监测结果用于现行工程，用实测结果调整设计。
（二）监测设计之前，应预估巷道的变形与压力值，预估在那一个数量级的范围内，根据围岩类别、工程跨度、工程性质、经费多少明确量测目的，选择量测方法，确定观测计划。 （三）现场观测计划应编入井巷施工计划中，应仔细检查施工对观测的干扰，避免埋设地点难以靠近、埋设仪器遭受破坏，甚至仪器埋设过迟，而达不到监测目的。 （四）监测计划可能延续几年或更长。选择仪器和安设地点时，要考虑长期性和可靠性，应使系统监测方法能互相校验。 （五）培训专业人员，确保仪器埋设准确，掌握仪器性能，能识别仪器的不稳定征兆，才能发现问题并及时处理。 （六）观测人员与资料分析人员不要脱节。 三、监测方法与布点设计 巷道的监测方法和布点参考表2。 表2 巷道监测方法与布点要求
绝缘子污秽度的在线监测共10页word资料
绝缘子污秽度的在线监测 电力设备外绝缘污闪，是阻碍电力系统安全运行的难题之一。合成绝缘子和玻璃绝缘子的应用，并未从根本上改变防止污闪课题在电力系统中的重要性。涂、擦、爬、仍然是运行设备防污闪的基本措施。及时掌握外绝缘污秽度，是适时采取防止污闪措施的科学基础。 （一）绝缘子表面污秽度参数量的选择与测量 绝缘子的污秽度，指的是绝缘子所处一定的地理区域的污秽程度。国际大电网会议第33学术委员会042工作组，推荐了五种常用的绝缘子污秽的测量方法，即 1）等值盐密法 2）表面电导法 3）污闪梯度法 4）最大泄漏电流法 5）电流脉冲计数法 盐密、电导、梯度和泄漏电流是4个表征污秽度的参量。 （1）等值盐密法 等值盐密法主要是测量外绝缘的单位表面积上等值附盐量。以每平方厘米多少克Nacl来等值于绝缘子表面上的实际污密。此等值Nacl量与实际污层分别溶于相同容积和相同温度的蒸馏水中具有相同的电导率。此盐量称为等值盐密。 等值盐密是国内人工污秽试验中常用的污秽度参量，被作为利用人工污秽试验来确定某处绝缘子行为的基础。 等值盐密的测量，应在实际运行的绝缘子上进行。可以测得绝缘子表面的污物分布。但这种方法只测量了污物有效分量的等值量，而没有考虑湿润、电弧发展过程等影响。同时，测量污秽等值盐量时，使用水量的多少，影响测定值的准确度，有时可以相差几倍。 此方法简单易行，对测量的技术要求不高，在我国电力系统已应用多年。现执行的污区划分标准就是根据等值盐密确定的，但此参量难于实现实时自动化监测。
盐密是一个平均的概念，时效性差。又因污物成分的不同。测量的结果可能会导致很大的差异。 （2）表面电导法 表面电导实际上是流经污秽绝缘子的工频电流与施加电压之比。绝缘子电导是决定绝缘子性能的表面综合状态（污层的污秽量和湿润度等），所以被认为是确定污秽度的合适方法。 此法反映污闪过程中积污和潮湿两个阶段。 为了测量污层表面电导，应在污层饱和受潮的条件下，在绝缘子上加适当高的工频交流电压U ，测其泄漏电流I ，表面电导 G ＝I / U 绝缘子的污层表面电导率 ))(/,/(?===X D dx f f k G fG πσ （1） 这样求得的是整体绝缘子的平均表面表面电导率。 表面电导法测量比较麻烦，测量的分散性也较大，同时还受污秽分布不均匀的影响。又由于绝缘子的结构形式，金属附件部位污层间断等因素对表面电导率测量值的影响（如脚、帽的存在），对测量电压和作用时间都有要求。即需要容量较大、内阻足够小的电源来完成。因此，此方法的应用受到一定的限制。 局部表面电导率的测量方法，可以克服整体平均与积分表面电导率存在的问题。但是由于测量方法不同，测量结果也不同。这两个参数有一定的联系，但并不等价。 （3）绝缘子闪络梯度法 绝缘子闪络梯度是单位泄漏距离污闪电压。即工频污闪电压除以绝缘子泄漏距离的总长度。此法反映污闪全部过程。 污闪电压梯度和污闪电压的本质是一样的。它们是表征绝缘子性能的最直接的污秽参量。测量现场闪络的方法如下。安装各种型式及不同长度的绝缘子串。采用自动重合型式断路器，操作接通或断开恒压电源： 1）采用不同长度的绝缘子串分别和熔丝串联与电源接连。最短绝缘子串闪络后，利用熔丝动作，使闪络串被辨别出来，并防止进一步的闪络，或者使绝缘子串完全隔离开来。
铁心接地电流装置说明书
铁心接地电流监测装置 说 明 书 哈尔滨国力电气有限公司
1.产品简介 正常运行的变压器铁心一点接地，铁心接地电流在0-100mA之内，如果有两点或者两点以上同时接地，则铁心与大地之间将形成电流回路，最大电流可达到几十安培，将会造成铁心局部过热甚至烧毁，造成一定的经济损失。引发变压器故障的原因有多种，并且变压器的故障类型也有多种，据有关统计资料表明，因铁心绝缘问题造成的故障比例占变压器各类故障的第三位。 我们公司根据各种铁心接地故障，借鉴国外先进监测技术，结合国内具体情况，有针对性的研究开发了ECM-701系列产品。 ECM-701型产品采用穿心式电流变送器，在不断开接地铜排的条件下，在线监测铁心接地电流，既可以就地显示接地电流数据，也可以通过RS485、61850等通讯规约实现数据远传。 2.产品特点 （1）安装方便，无需打断铜排安装； （2）既可以就地显示监测数据，又可以通过RS485和61850通讯规约与远方通讯：（3）可带报警功能，报警值可根据用户要求设定； （4）对外可输出4-20mA模拟量信号，供仪表及其他监测单元使用。 3.系统组成及工作原理 ECM-701铁心接地电流监测装置主要由传感器、信号传输电缆及监测处理单元三部分组成。 工作原理：铁心传感器（电流变送器）将监测的电流以4-20mA信号形式通过传输电缆传到监测单元，监测单元对信号进行处理、显示，并可以通过RS485和61850规约与远方进行数据通讯。
工作环境温度：-25℃-50℃ 供电要求：AC220V 50HZ 通讯要求：RS485或61850通 讯规约 量程：0-1A 分辨率：1mA 传感器电源：DC24V （监测单元提供） 5. 安装说明 铁心接地电流在线监测装置安装方便，只需要在铁心接地铜排合适位置预留安装支架即可。 现场安装时，从铜排连接处，将传感器固定在安装支架上，并保证铜排从中穿过而无接触。 6.注意事项 在调试、运行过程中发现异常问题，请及时联系厂家。
大坝安全监测的作用及发展
大坝安全监测的作用及发展 摘要：本文对大坝为主的水工建筑物安全监测的内容作了简单的概括，着重分析了其对于水工建筑的作用及意义，并对安全监测技术的发展作出了分析和展望。 关键词：大坝监测；数据观测；技术展望 大坝安全监测是人们了解大坝运行状态和安全状况的有效手段和方法。它的目的主要是了解大坝安全状况及其发展态势 , 是一个包括由获取各种环境、水文、结构、安全信息到经过识别、计算、判断等步骤 , 最终给出一个大坝安全程度的全过程。此过程包括 : 通过各种信息的获取、整理和分析 , 给出大坝安全评价 , 控制大坝安全运行 ; 校核计算参数的准确性和计算方法的实用性 ; 反馈施工方法的正确性 , 改进施工方法和施工控制指标 ; 为科学研究提供现场资料 , 检验各种理论、校正各种模型和参数 , 协助找出实测规律和辅助成因分析等。 1 大坝的监测内容 1.1 检查观测 检查监测是利用人员本身通过观察、手摸或者利用一些简单的工具对建筑物进行简单的观测。使用仪器观测虽然可以得到更为准确的信息，但一个建筑物的仪器安设点数是有限的，太多的仪器设备不
利于经济方面的考虑，另外水工建筑物裂缝、渗水等缺陷部位也不一定反生在仪器设备的观测点上，所以人员的检查观测具有相当重要的地位。有利于及时的弥补仪器的不足，及时的发现异常情况的发生。检查观察主要检测建筑物有无裂缝，在坝脚、迎水坡部位有无塌陷、流土和沼泽化的现象，在伸缩缝部位是否有渗漏，混凝土表面有没有松软、侵蚀的危害，有泄水作用的部位检查有无磨损、剥落金属部位的焊缝、铆钉等是否生锈变形。 1 . 2 仪器的量测 仪器量测既是在相应的建筑部位预设仪器设备，通过规律性的采 集数据，来判定建筑物的工作状态。 （1）变形观测 变形观测是原型观测中较为重要的一部分，要对土工、混凝土、土坝等建筑物观测水平位移和垂直位移、地基的固结沉降情况、伸缩缝的变形等。 （2）渗透观测 对于土坝类的渗透观测，浸润线的位置变化情况可以通过孔隙水 压力仪来确定，根据结构形式、工程等级以及施工方法和地质情况等定出观测断面，观测断面要能够反应出主要的渗流情况和问题可能发生的地点，根据断面的大小确定测量点数。其他还包括渗流量的观测、绕坝渗流观测、坝基渗压观测、土坝孔隙水压力观测以及渗水透明度观测。对混凝土建筑物的渗透观测还要包括坝基场压力观测和混凝土内部渗透渗透压观测。
状态监测技术国内外研究现状调查报告
状态监测技术国内外研究现状调查报告
目录 1 检修的定义与检修体制的发展历程 (1) 2 状态监测国内外研究现状 (2) 2.1状态检修业务流程 (2) 2.2状态监测技术的分类与发展 (3) 2.2.1变压器在线监测技术 (3) 2.2.2电容型设备在线监测技术 (5) 2.2.3金属氧化物避雷器在线监测技术 (6) 2.2.4断路器和GIS设备在线监测技术 (6) 2.2.5交联聚乙烯电缆在线监测技术 (7) 2.2.6输电线路在线监测技术 (7) 2.2.7带电检测技术 (7) 2.3在线监测及带电检测技术在中国的应用现状 (8) 3 状态监测技术存在的问题 (8) 参考文献 (10) 附录A (12)
1 检修的定义与检修体制的发展历程 正常运行的设备可能会发生故障，要求对设备进行检修，日本工业标准JIS 对检修做了如下定义：“所谓检修，是指把产品保持在使用及运用状态以及为排除故障和缺陷所进行的一切处置及活动”。有效的检修应该能够降低设备故障的频率，减小设备故障的影响，延长设备使用寿命，对于电网企业来说，输变电设备的有效检修还可以提高供电可靠性，保证良好的供电质量，减少停电造成的经济损失，提升企业的社会影响与形象。因此，确保经济、合理、有效的设备检修方式对电网企业的发展意义深远。 工业发展从手工作坊到机械化和电气化，各个时期的设备管理与检修方式有很大的变化，一般来说可以概括为四个阶段，各阶段特点见表A-1。第一次产业革命时期对设备实行事后维修，运行人员兼做维修工作。第二次产业革命时期开始实行预防性计划检修，检修从生产中分离出来，形成相对独立的专业工作，产生了检修人员，有了专业性检修队伍。第三次产业革命时期推行考虑经济目标的检修，开始应用设备寿命周期费用概念进行设备管理。第四次产业革命时期正逐渐实施以设备状态监测和故障诊断为基础的状态检修，即基于设备状态的检修。从该表可以清楚地看到，设备检修体制是随着生产力的发展、科学技术的进步而不断演变的。它在很大程度上反映出生产力发展水平和技术管理水平的高低。在检修体制演变的过程中，根据不同的行业特点、不同的设备管理要求，出现了各种追求不同具体目标的检修方式。 事后维修(Corrective Maintenance)是当设备发生故障或其它失效时进行的非计划性维修。在现代管理设备要求下，事后维修仅用于对生产影响极小的非重点设备、有冗余配置的设备或采用其它检修方式不经济的设备。这种检修方式又称为故障维修。 预防性计划检修(Preventive Maintenance)是一种以时间为基础的预防检修方式，也称计划检修。它是根据设备磨损的统计规律或经验，事先确定检修类别、检修周期、设备检修内容、检修备件及材料等的检修方式。定期检修适合于已知设备磨损规律的设备，以及难以随时停机进行检修的流程工业、自动生产线设备。 状态检修(Condition Based Maintenance)是从预防性检修发展而来的更高层次的检修体制，是一种以设备状态为基础、以预测设备状态发展趋势为依据的检修方式。它根据设备的巡检、例行试验、在线监测、诊断性试验等方式提供的信息、经过分析处理，判断设备的健康和性能劣化状况及其发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不允许极限前有计划地安排检修。 根据以上的定义可以看出，状态检修与事故检修均着眼于设备故障发生的时
大坝安全监测中存在的问题及对策
大坝安全监测中存在的问题及对策 发表时间：2019-07-16T09:24:32.633Z 来源：《工程管理前沿》2019年第08期作者：王杨 [导读] 针对大坝安全监测存在的问题，需要有关单位立足于多方面、全过程，制定解决方法、引进先进技术从而协调监测问题，保证大坝的安全、稳定运行。 黑龙江省松花江航运枢纽建设管理中心黑龙江省150026 【摘要】：大坝安全监测是工作人员掌握大坝运行状态、稳定性的主要途径。针对大坝安全监测存在的问题，需要有关单位立足于多方面、全过程，制定解决方法、引进先进技术从而协调监测问题，保证大坝的安全、稳定运行。 【关键词】：大坝安全监测；问题；对策 引言 大坝安全监测设施重在加强保护和管理，这样才能保证设施的完好率和资料的连续可靠性。要重视计算机在水工管理中的运用，使观测资料的计算、整理整编和分析实现微机管理，以提高工作效率。 1、大坝安全监测过程中存在的问题 1.1监侧设施陈旧 由于各个地方的地域性会有差异，所以每一个地方的大坝也就存在着不同的检侧规则以及具体方案。时代在不停的进步和发展，有些方案还是停留在很久以前，跟不上科技的日新月异。所以目前很多大坝的安全检侧存在很大的问题，有待于我们去解决。这些问题主要有：①监侧设施不够先进，无法使用；②没有考虑地域性差异监测项目不够完善。 1.2大坝监侧依靠人工 由于科技的普及需要时间，现在很多的水库大坝还是依靠人工来采集数据，但是人本身对于大自然就存在很多不可抗拒的因素，所以依靠人工是无法得到准确有效的数据。当然也有很多地区已经用上了机器化的监侧系统，不仅处理信息高效，而且速度也特更快，得到了很多地方的青睐。但是每一个地区的具体大坝情况都是不一样的同样的机器放在这个地区可以运行的很好，但是一旦转移了地区，机器就会出现各种各样我们预想不到的问题，如果经常的出现意外，就会影响我们的观测数据的准确性。 1.3监侧数据分析浮于表面 通过前面一系列的人工和机器进行监侧，我们会得到很多数据。整理分析数据主要是包括日、月以及年度综合分析。数据整理出来之后还是远远不够的，我们需要对此进行深层次的挖掘，找出真正影响的因素是什么。目前的分析大多数都是浮于表面，而缺乏深度，使得即使拥有了观侧数据，却依然得不到真实的答案。 我们都知道，只有真实的监侧数据才能放映出真实的情况。如果监侧出的数据都不够真实，那么我们再努力的研究和分析都是无济于事的。大坝安全监侧是一个大工程，监侧数据的不真实所带来的后果是不堪想象的。不仅整个工程会收到影响，分析出来的数据会被很多部门使用，将导致大范围的影响。不过由于监侧数据的过程是复杂而又艰辛的，所以需要工作人员具有吃苦耐劳的精神、专业的知识积累和丰富的实战经历。 1.4数据采集不够及时 （1）由于不精通监侧设备，采集数据时容易漏掉许多关键的数据。每个基地的监侧设备都不尽相同，只有具有长期实战经验的技术人员才能够胜任这些工作。（2）数据采集结束后，没有及时的进行专业分析。数据采集后，应该及时的进行分析，与历史数据对比，找出问题所在。（3）监侧设备运行出现间歇性故障时，没有及时的发现，会严重导致采集的数据过于片面。 2、大坝安全监测对策 2.1稳步推进大坝安全监侧系统自动化建设 科技的快速发展使得监侧系统自动化也成为了现在主流的监侧方式，单纯依靠人工会产生太多的误差。具体落实方案，应注意下面这些：①机器自动化的成本不低，不适合大面积的开展，应先选择几个地方，慢慢进行试验；②虽然机器监侧和人工监侧相比较有很多的优点，但是我们也不能一味的相信机器，机器也有出现故障的时候；③监侧系统自动化看起来简单，面对不同的地区也会产生难以实现的问题，在研究的过程中要充分的结合地域因素和不可抗力因素。 2.2加深大坝安全监测实施强度 大坝安全监测系统价值很高，一般会长时间放置于相同的地方，但是在一定时间段内监测的数据可能是非常稳定的，时间久了，这些稳定的数据也就失去了存在的价值。所以要在严肃的分析和探讨之后，并且要经过上级部门的批准，对我们监测数据的机器进行全方位的整修。有必要的项目就留下，没有使用价值的项目就丢弃，对于我们在后期的整体、分析监测数据中会减少很大一部分的压力和工作强度，而且这样经过改善后得到的数据也更加的具有代表性。 每一个进行监测监测机器一般是放置于露天环境中，很容易遭到人为的破坏，进而影响我们获取数据和进行后续的工作。首先要做好公共宣传工作，通过当地的政府和有关部门来加大宣传力度和公信力，并且对于破坏机器的行为进行一定的处罚。可以让当地的居民清楚的明白监测机器的责任重大，自己的行为也是影响巨大。可以通过设立相关宣传栏、走进居民家中进行实地访谈等措施来提高居民保护机器的意识。 的机器设备都是付出了很多的心血，价格一般也很高。不仅要学会如何正确使用相关仪器，还要知道如何进行保管，监测设备的如果出现质量问题会对我们获取数据产生很多阻碍，对于监测仪器要建立严苛的保护制度。首先应该创建适合机器本身工作的一个外部环境，找到可靠的人员进行保护，要不定时的对所监管的机器进行抽查、维护，出现问题可以及时的解决，使得监测设备一直保持正常，以备不时之需。 在平时的大坝监测工作中，会找专门的人来负责，相关负责人员不要产生太大的调动，对于数据记录以及整理都会产生不利的影响。要保证监测数据可靠完整，在每一次的监测结束之后就开始记录，这样出现问题也可以及时的解决。 2.3强化监侧资料的分析 （1）在以前的监侧工程中，有很大一部分是人为因素的影响，使用了自动化系统之后，我们得到的监侧数据以及分析的结果都比以往
论GPS变形监测技术的现状与发展趋势_胡友健
第31卷第5期 2006年9月 测绘科学 Sc i ence o f Survey ing and M app i ng V o l 131N o 15 Sep 作者简介:胡友健(1960O ),男,工学博士,教授,现主要从事GPS 技术在工程与灾害监测中的应用研究;近3年内主编《全球定位系统(GPS )原理与应用》,发表论文10余篇。E O m a i:l huyouji an @cug 1edu 1cn 收稿日期:2005O 11O 16 基金项目:中国地质大学留学回国人员科研基金项目资助(CUGLX0505082) 论GPS 变形监测技术的现状与发展趋势 胡友健① ,梁新美① ,许成功 ② (①中国地质大学工程学院,武汉 430074;②郑州经济管理干部学院,郑州 450000) 【摘 要】全球定位系统GPS ,以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,在变形监测中的应用越来越广泛。然而,目前GPS 在变形监测方面的应用也存在不足和局限性。本文首先对常规大地测量技术、特殊变形测量手段、摄影测量技术和GPS 技术用于变形监测的现状及其特点进行总结,然后对目前GPS 用于变形监测的模式、数据处理方法及其存在的问题作一介绍和分析,最后探讨G PS 变形监测技术的发展趋势。【关键词】GPS ;变形监测;应用现状;发展趋势【中图分类号】P228;P258 【文献标识码】A 【文章编号】1009O 2307(2006)05O 0155O 03 1 引言 现实世界中许多灾害的发生与变形有着极为密切的联系,例如地震、溃坝、滑坡以及桥梁的垮塌等等,都是典型的变形破坏现象。因而,变形监测研究在国内外受到了广泛的重视。随着各种大型建筑的大量涌现以及滑坡等地质灾害的频繁发生,变形监测研究的重要性更加突出,推动着变形监测理论和技术方法的迅速发展。目前,变形监测正向多门学科交叉联合的边缘学科方向发展,成为相关学科的研究人员合作研究的领域。已有的研究工作涉及地壳形变、滑坡、大坝、桥梁、隧道、高层建筑、结构工程及矿区地面变形等。 随着科学技术的进步和对变形监测要求的不断提高,变形监测技术也在不断地向前发展。全球定位系统G PS 作为20世纪的一项高新技术,由于具有定位速度快、全天候、自动化、测站之间无需通视、可同时测定点的三位坐标及精度高等特点,对经典大地测量以及地球动力学研究的诸多方面产生了极其深刻的影响,在工程及灾害监测中的应用也越来越广泛。然而,目前G PS 在变形监测方面的应用也存在不足和局限性。本文首先对常规大地测量技术、特殊变形测量手段、摄影测量技术和GPS 技术用于变形监测的现状及其特点进行总结,然后对目前GPS 用于变形监测的模式、数据处理方法及其存在的问题作一介绍和分析,并探讨其发展趋势。 2 变形监测技术概述 变形监测技术包括常规大地测量技术、特殊变形测量技术、摄影测量技术和GPS 技术。在20世纪80年代以前,变形监测主要是采用常规大地测量和某些特殊测量技术。常规大地测量,是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值,其优点是:①能够提供变形体整体的变形状态;②适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的监测环境;③可以提供绝对变形信息。但外业工作量大,布点受地形条件影响,不易实现自动化监测。特殊测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量,它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变 形、容易实现自动化监测等优点,但通常只能提供局部的和相对的变形信息。 摄影测量技术包括地面摄影测量技术和航空摄影测量技术。近10余年来,近景摄影测量在隧道、桥梁、大坝、滑坡、结构工程及高层建筑变形监测等方面得到了应用,其监测精度可达到mm 级[1,2]。与其他变形监测技术相比较,近景摄影测量的优点是:①可在瞬间精确记录下被摄物体的信息及点位关系;②可用于规则、不规则或不可接触物体的变形监测;③相片上的信息丰富、客观而又可长期保存,有利于进行变形的对比分析;④监测工作简便、快速、安全。近几年发展起来的数字摄影测量技术,也在建筑物及滑坡等变形监测中得到了成功的应用[3,4],并显示出良好的应用前景。此外,空中摄影测量技术亦在较大范围的地面变形监测中得到了应用[5]。但由于摄影距离不能过远,且大多数的测量部门不具备摄影测量所需的仪器设备,摄影测量技术在变形监测中的应用尚不普及。 G PS 技术的应用给测量技术带来了一场深刻的革命。据资料介绍,国外从20世纪80年代开始用GPS 进行变形监测[6]。从90年代以来,世界上许多国家纷纷布设地壳运动G PS 监测网,为地球动力学研究和地震与火山喷发预报服务。例如,日本国土地理院从1993年开始了GPS 连续观测网的筹建工作,到1994年日本列岛已建立由210个GPS 连续观测站组成的连续监测系统(CO S MO S),目前的观测站总数已发展到1000多个[7]。该系统于1994年10月1日正式起用,10月4日就监测到北海道东部近海811级大地震,并清晰地记录了地震前后的地壳形变。此后,又成功地捕捉到三陆远海地震及兵库县南部地震的地壳形变。1995年1月17日,在日本阪神712级大地震后,该系统在进行快速、准确、精细地监测与分析地壳运动方面起到了很大的作用。 G PS 技术是监测地壳形变和板块运动的有效手段。我国在利用G PS 进行地壳形变监测方面起步较早。从1990年开始,先后建立了多个全国性的GPS 监测网(包括中国地壳运动观测网络、国家GPS A 级网等)和主要活动带的区域性G PS 监测网(包括青藏和喜马拉雅山地区、川滇地区、河西和阿尔金地区、新疆和塔里木地区、华北地区和福建沿海地区的G PS 监测网等),进行了多期的复测和连续观测,并利用这些资料首次建立了定量的中国大陆及其周围地区地壳运动的速度场,给出了中国大陆地壳水平运动的基本特征,得到了中国地壳水平运动呈现明显的非均匀性,西强东弱,西部地区的地壳运动受印度板块强烈冲击呈现南北向缩短、东西向伸展、有明显块体特点等重要结论[8O 11]。 在大坝外观变形监测方面,已成功地建立G PS 自动化监测系统。我国在青江隔河岩大坝建立的GPS 自动化变形监测系统,由数据采集、数据传输、数据处理与分析3大部分组成[12]。数据传输部分及时准确地传输观测资料及有关信息(观测值、卫星星历)到控制中心,也能在总控室中对各接收机进行遥控(譬如:开机、关机、改时段长度、设置采样率、截止高度角等参数)。数据处理及管理部分主要
输油管道泄漏检测及定位技术综述
本文由tonyxiong77992贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 ｉｌｔｔ信■ ｏ科教前沿ｏ ２００８年第３５搠 输油管道泄漏检测及定位技术综述 朱志千王兮璐Ｉ西安科技大学陕西西安７１００５４） 【摘要】输油管道的泄露，不仅会造成巨大的经济损失，还会带来极大的危险，而且套造成对环境的严重污染。对此，本文系统介绍了近年来国内，Ｆ，ＩＩ油管线泄满检测及定位技术，并对比了各种方法的优缺点。【关键词】输油管绒；泄露；检测；定位０．引‘言管道运输具有平稳连续，安全性好，运输量大，质量易保证，物料损失小以及占地少，运赞低等特点，已经成为石油运输的首选方式。然而．由于管道服役时间不断增长而逐渐老化，或受到各种介质的腐蚀以及人为破坏等因素，会引起管道泄漏，严重威胁着输油管线的安全，及周围的自然环境，同时带来不可估量的经济损失。目前，国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括基于硬件的检测方法，如人工巡线、“管道猪”、声发射技术等；基于软件的检测方法，如负压波法、压力梯度法等。 时性较强，对泄漏点的定位较为精确。但是，声发射信号在输油管道上传播的距离极为有限，不利于长距离检测。闭基于硬件检测的方法还有很多。比如管内智能爬机系统（即“管道猪”）、光线检测、电缆检测及ＧＰＳ检测等。 ３．软件检测方法 基于软件的检测方法是指根据计算机数据采集系统（如ＳＣＡＤＡ系统）实时采集管道的流量、压力．温度及其他数据，利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理，通过计算对泄漏进行检测和定位。３．１负压波检测法当管道发生突然泄漏时，由泄漏部位会产生一个向管道上游或管道下游传播的减压波，称之为负压波。在管道两端设置压力传感器，当传感器检测到负压波。就可以削断泄漏并对泄漏进行定位。应用负压渡检测法的关键问题是如何区分正常操作与泄漏带来的负压波。负压波检测法灵敏准确。可以迅速地检测出大的泄漏，但是对于比较小的泄漏或已经发生的泄漏效果则／ｆｉ明显。‘３１３．２压力梯度法当输油管道内原油流动平稳时．压力沿管道是线性变化的，也就是说．压力呈斜直线分布。在管道的上、下游分别设置两个压力传感器．通过上、下游的压力信号可分别讣算出管道的压力梯度。当管道发生泄漏时，泄漏点前的流量变大，压力梯度变陡；泄漏点后的流量变小，压力梯度变平，其折点就是泄漏点。由此可以计算出泄漏点的位置。在实际运行中，由于沿管道压力梯度是非线性分布，因此压力梯度法的定位精度较差，并且仪表测量的精度和安装位置都对定位结果有较大的影响。３．３小波分析法小波分析是２０世纪８０年代中期发展起来新的数学理论和方法，是一种良好的时频分析工具。利用小波分析可以检测信号的突变、去嗓、提取系统波形特征、提取故障特征进行故障分类和识别等。因此，可以利用小波变换检测泄漏引发的压力突降点并对其进行消噪，以此检测泄漏并提高检测的精度。小波变换法的优点是不需要管线的数学模型。对输入信号的要求较低，计算量也不大，可以进行在线实时泄漏检测。克服噪声能力强，但是，此方法对由工况变化及泄漏引起的压力突降难以识别．易产生误报。３．４瞬变模型法瞬变模型法是建立管道内流体流动的数学模型，在一定边界条件下求解管道内流场。然后将计算值与管道端的实测值相比较。当实测值与计算值的偏差大于一定范围时，即认为发生了泄漏。在泄漏定位中使用稳态模型。根据管道内的压力梯度变化可以确定泄漏点的位置。瞬变模型法的报警门限值与测量仪器误差、流动模型误差、数值方法误差以及要求的报警时间均密切关。如果采用较小门限值来检测更小的泄漏。那么由于以上原因导致的不确定性就会产生更多的
JBTA变压器铁芯接地电流在线监测系统
JBTA变压器铁芯接地电流在线监测系统 (固定安装型)使用说明书 1 概述 变压器运行时，经常出现因铁芯绝缘不良造成的故障，铁芯绝缘不良或多点接地时，形成金属性短路接地，会产生较大的放电脉冲，可由高频信号局放监测发现。有时也会出现不稳定短路接地，但绝缘两点接地故障时，便形成工频短路电流。因此利用检测接地电流工频分量来判断铁芯绝缘是否正常相当有效。注：DL/T 596-1996《电力设备预防性试验导则》中规定：铁芯绝缘正常时，接地电流不大于0.1A。 上述情况也可用在线监测铁芯接地电流量的方法，来判断其内部绝缘的劣化，可起到故障早期预报的作用。JBTA变压器铁芯接地电流在线测量系统就是采用此原理，采用电测法，在不改变原设备接线的情况下，将信号取样点选择在变压器铁芯接地引出线处，使用特制的线圈制作的高灵敏度传感器。直接测量，并显示变压器运行状态下，接地电流值。 该产品应用本公司专利技术：高压电流传感器专利号：ZL02224998.2 2 主要技术指标 2.1 测量内容：运行变压器铁芯或夹件接地电流值（A）。 2.2 仪器组成：信号采集器、智能集中器（铁芯和夹件采集数据显示， 历史数据查询、通讯（RS232）数据上传、光示信号节点控制）。 2.3 测量范围：0～1.999A、精度1级。 2.4 使用条件①户内、户外、在线测量 ②环境温度-20～60℃ ③环境湿度< 80% 2.5 测量传感器内窗：700×15 2.6 稳定工作时间3分钟 2.7 工作电源：220V AC；50Hz；功耗：10W 2.8 外型：见机箱图；重量1.9 Kg ；
2.9 安装：见安装图 3 箱内面板布置说明： （1）RS232插座。（2）电源开关。（3）液晶显示。（4）触摸键盘。 4 以上接线端子定义见7.2集中器接线说明： 主视图 箱体内面板
大坝安全监测的作用及建议
大坝监测的作用及建议 【提要】从分析影响大坝安全的各种因素入手，在时空两个方面拓宽了大坝安全监测的概念，即大坝安全监测应在时空上将影响大坝安全的因素考虑在内。在此基础上，提出：(1)大坝安全监测要有明显的针对性；(2)重视对溃坝的分析；(3)大坝安全监测应和设计及大坝安全定检结合起来，以方便资料分析和相互校核；(4)加强对大坝安全监测(包括监测系统)，特别是自动化系统的效益评估，要求大坝安全监测系统成为水库运行调度的依据，真正为提高水库效益服务；(5)通过网络技术，实现大坝安全监测的网络化，以方便经验交流，提高监测技术。 【关键词】大坝安全监测；时空；运行管理；网络 众所周知，大坝是一种特殊建筑物，其特殊性主要表现在如下3个方面：①投资及效益的巨大和失事后造成灾难的严重性；②结构、边界条件及运行环境的复杂性；③设计、施工、运行维护的经验性、不确定性和涉及内容的广泛性。以上特殊性说明了要准确了解大坝工作性态，只能通过大坝安全监测来实现，同时也说明了大坝安全监测的重要性。事实上，大坝安全监测已受到人们的广泛重视，我国已先后颁布了差阻式仪器标准及监测仪器系列型谱、《水电站大坝安全检查实施细则》、《混凝大坝安全监测技术规范》、《水库大坝安全管理条例》、《土石坝安全监测技术规范》等，同时，国际大坝会议也多次讨论过大坝安全问题［1］。 大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段。随着科学技术的发展、管理水平的提高及人们观念的转变，大坝安全监测的内涵也进一步加深。为此，笔者从分析影响大坝安全的因素入手，对大坝安全监测的若干问题进行探讨。 1影响大坝安全的因素 影响大坝安全的因素很多，据国际大坝会议“关于水坝和水库恶化”小组委员会记录的1100座大坝失事实例，从1950年至1975年大坝失事的概率和成因分析中得出大坝失事的频率和成因分别为：30%是由于设计洪水位偏低和泄洪设备失灵引起洪水漫顶而失事；27%是由于地质条件复杂，基础失稳和意外结构事故；20%是由于地下渗漏引起扬压力过高、渗流量增大、渗透坡降过大引起；11%是由于大坝老化、建筑材料变质(开裂、侵蚀和风化)以及施工质量等原因；12%是不同的特有原因所致。 通过上面的数值可以作如下分析：大坝失事的原因很多、涉及范围也很广，但大致可以分成3类。第一类是由设计、施工和自然因素引起，它没有一个从量变到质变的过程，而是一旦大坝建成就已确定了的，如设计洪水位偏低、混凝土标号过低、未考虑地震荷载等；第二类是在运行、管理过程中逐步形成的，有一个从量变到质变的发展过程，如冲刷、浸蚀、混凝土的老化、金属结构的锈蚀等；第三类是上述两种混合情况，即设计、施工中的不完善在运行中得不到改正，或者说随着时间的推移和运行管理的不力使设计、施工中的隐患发展为破坏。就目前而言，大坝安全监测主要是针对后两种情况。下面将从设计、施工、运行维护3个阶段来讨论，着重强调目前大坝安全监测容易忽视的一些方面。 1.1设计阶段 众所周知，在设计阶段，坝址的确定决定了地形、地质、地震发生频率及水文条件等；枢纽的总体布置、坝型及结构、材料选择和分区、水文资料的收集及洪水演算、地质勘探等都将影响大坝的安全。1980年6月19日，乌江渡水库泄洪水雾引起开关站出现相间短路跳闸、引出线烧断、工地停电，类似情况1980年6月23日在黄龙滩、1986年9月3日在白山等也曾发生。以上事故的发生引起工地停电和泄洪闸门不能开启的严重后果，均是由于整体布置不合理，对泄洪水雾飘移危害认识不够所致。喀什一级大坝位于高地震烈度区，粘土斜墙坝的抗震性能差，而设计又将防渗膜放在斜墙下游侧，形成潜在的最薄弱滑裂面，因而在1985年大地震时，迎水面滑落库中，其原因是坝体结构设计不合理。综上所述，大坝的许多安全隐患是由设计阶段留下的，特别是水文计算及地质勘探和处理两个方面，如纪村坝基红层问题，前期勘探工作不够是重要原因之一［2］。 1.2施工阶段 施工阶段能否贯彻设计意图、确保施工质量，特别是有效解决施工中发现的新问题是确保大坝