变电站在线监测系统-flir
变电站在线监控系统
变电站在线监控系统变电站在线监控系统是现代电力系统的重要组成部分，它通过实时监控变电站内的各种设备状态，确保电力系统的稳定运行和高效管理。
该系统利用先进的传感器技术、通信技术和计算机技术，实现了对变电站内设备的全面监控，包括变压器、断路器、继电保护装置等关键设备的运行状态。
首先，变电站在线监控系统的核心是数据采集。
系统通过安装在设备上的传感器，实时收集设备的运行数据，如温度、压力、电流、电压等。
这些数据通过通信网络传输到监控中心，由监控软件进行处理和分析。
其次，系统的数据处理和分析功能是确保电力系统安全运行的关键。
监控软件能够对收集到的数据进行实时分析，及时发现设备的异常情况，如过载、过热等。
一旦发现异常，系统会自动发出警报，并提供相应的处理建议，以避免设备故障或事故的发生。
此外，变电站在线监控系统还具备远程控制功能。
在紧急情况下，操作人员可以通过系统远程控制变电站内的设备，如断开故障线路、调整变压器的运行参数等，以快速响应和处理突发事件。
系统还具有数据存储和历史分析功能。
所有收集到的数据都会被存储在数据库中，便于进行历史数据分析和趋势预测。
通过对历史数据的分析，可以发现设备的潜在问题，提前进行维护和检修，从而延长设备的使用寿命。
最后，变电站在线监控系统还支持与其他电力系统的集成，如电网调度系统、电力市场交易系统等。
通过与其他系统的集成，可以实现电力资源的优化配置和电力市场的高效运作。
综上所述，变电站在线监控系统通过实时监控、数据处理、远程控制、数据存储和系统集成等功能，为电力系统的安全、稳定和高效运行提供了有力保障。
随着技术的不断发展，未来的变电站在线监控系统将更加智能化和自动化，为电力行业的发展做出更大的贡献。
用于变电站监测 - 菲力尔FLIR红外热像仪在自动化行业的应用案例
application story故障原因与影响由于输电网基础设施老化，变电站与其他地区的电网缺少监测关键设备运行状态的自动化系统，因此停电与持续低压风险正日益增加。
例如，变压器液体泄漏或内部隔热层故障可导致设备过热，从而引发故障。
但大多数供电公司并未配备可侦测这些故障点的自动化热检测系统。
无论故障原因如何，一次重大的变电站故障可能演化为一系列并发故障。
其结 果可能导致银行设施、安防系统、制造工厂、食品冷藏、通讯网络与交通控制系统发生大规模故障。
毋庸置疑，相关供电公司可能蒙受巨大的收益损失，为恢复系统正常运转也会增加大量成本。
红外热像仪有助于节约成本热成像技术可提升变电站的可靠性与安全性。
尽管数年来供电公司一直使用便携式红外热像仪监测变电站设备，但现在不少供电公司正转而永久性安装热成像系统。
通过使用自动化红外热像仪与创新软件，FLIR与其合作伙伴联合开发了提供潜在设备故障早期报警的监测红外热像仪用于变电站监测供电公司基础设施逐渐老化，停电、持续低压的风险日益增加。
持续低压是指电力供应中的电压下降，如此命名是因为低压通常导致灯光的亮度变暗。
供电公司还面临着代价昂贵的计划外维护和成本飙升等问题。
为提高电力输送可靠性，同时降低成本，供电公司想方设法解决上述问题。
使用FLIR红外热像仪与自动化软件，无论白天黑夜均可随时检测出远程监控站中的潜在设备故障与安全隐患。
由此带来的净效应即可靠性提升，成本下降。
系统。
这些监测系统使用先进的传感和测量技术、控制方法与数字通信。
能够对故障点做出预测、检测和快速响应，从而降低维护成本、故障率，减少停电现象发生，提高生产力。
举例为证，一家大型供电公司发现变电站变压器上的连杆衬套红热，维修仅花费高压电气设备在发生故障前通常受热温度升高。
使用红外热像仪不断监测高压设备，可避免代价昂贵的故障发生。
application story热成像原理热成像的第一条原理是“很多组件在故障发生前受热，温度升高”。
变电站电力设备综合状态在线监测系统
变电站电力设备综合状态在线监测系统变电站电力设备综合状态在线监测系统一、应用范围及特点变电站电力设备综合在线监测系统主要针对110kV及以上电压等级变电站内关键电力设备（变压器、GIS、断路器、容性设备、避雷器、电力电缆等）进行在线监测，并通过对不同电力设备多种运行参量的综合分析为全面评估设备的运行状态和寿命预测提供准确的现场运行数据。
系统主要特点：采用分层次监测的系统结构，将电力局管辖区域内的多个变电站内的多种电力设备在线监测作为一个整体进行规划和设计，在统一的硬件平台、统一的软件平台和统一的数据库上实现变电站多种电力设备、多个状态参量的集成监测，避免了在线监测简单拼凑带来的弊端，使监测系统具有良好的兼容性、可扩展性和可维护性。
采用目前国际上最先进的数据采集硬件和PXI测控总线结构，不同设备和数据中间之间的通讯采用IEC61850标准，能够保证监测数据的准确性和可靠性。
超高频局部放电监测采用外置的微带天线传感器（带宽：3000MHz）进行测量，并对采集到的单次放电波形进行多种分析，从真正意义上实现了超高频局部放电的在线监测。
所有传感器的安装不改变变压器的本体结构，不影响设备的正常运行。
现场前置机机柜、智能采集单元和所有外置传感器的结构设计均符合高海拔、大温差户外长期使用的要求，系统具备定期自检和故障自恢复功能，能在规定的工作条件下长期可靠工作。
远程数据监控中心采用双机热备+磁盘阵列的结构保证数据长期存储的可靠性，采用电力局区域互联网通信的方式，通过浏览器方式可以远程监控管理终端和监控中心连接，实现电力局办公桌面查看现场数据，并提供无线接入方式。
系统软件采用模块化结构设计和图元设计，同时具备自动监测和手动监测功能，具有良好人机界面，易操作，易升级。
二、技术参数1. 电容性设备：介质损耗角正切分辨率达1‰。
长期检测稳定性小于5‰。
检测单元测量误差小于5‰智能监测单元电磁兼容满足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；2．避雷器电流测量精度小于2%（现场干扰条件下测量）；能够对测量结果进行温湿度修正；长期监测稳定性小于1%；电磁兼容应足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；3．断路器：a) 电寿命诊断分合闸过程电流波形正常工作和分合闸过程电流幅值电弧持续时间（准确性≤±10%）分合闸动作次数、时间及日期主触头累计电磨损（以I2T 或IT 表征）（受燃弧时间判断的影响，测量精度≤±15%）b) 机械系统诊断线圈分合闸时间分合闸线圈电流波形断路器分/合状态c) 控制回路状态监测辅助触点动作时间d) 储能机构状态监测储能电机工作电流波形储能电机启动次数4 变压器：a）射频局部放电监测单元传感器频带：100kHz~15MHz实时采样带宽：15MHz相位分析窗口数：4000放电统计参量分析功能，包括：基本放电参量：最大放电量、平均放电量、放电次数二次统计参量：偏斜度、峭度二维谱图显示：最大放电量相位分布Hqmax(φ)、平均放电量相位分布Hqn(φ)、放电次数相位分布Hn(φ)二维放电谱图三维放电谱图：放电次数－放电量－相位b）超高频局部放电监测单元传感器频带：10MHz~3000MHz实时采样带宽：300MHz实时采样速率：2000MS/s等效采样速率：2000MS/s纳秒单次放电分析功能，包括：时域指纹分析、频域指纹分析、联合时频分析、基于小波提取的分形分析c）油中气体色谱在线监测最小分析周期: ≤4小时；工作环境温度：-30℃～45℃；安装接口位置：油路循环范围内；测量精度：气体组分灵敏度测量范围检测精度H2 ≤1μL/L 1－2000μL/L ≤10％CO ≤1μL/L 1－5000μL/L ≤10％CH4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H6 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H2 ≤1μL/L 0.1－500μL/L ≤10％总烃≤1μL/L 1－8000μL/L ≤10％d）套管介质损耗角正切在线监测（可选）介质损耗角正切分辨率达10-3长期检测稳定性小于5×10-3检测单元测量误差小于±1%读数+0.0005e）油中温度在线监测温度检测范围：-30℃～+125℃温度测量精度：0.5℃f) 铁芯接地故障在线监测最小电流分辨率1mA最大可测量电流范围应达到100A5 环境参数监测：环境参数环境温度 -50～80℃ ±0.5% 环境湿度 0～98%RH ±2%三、系统构成采用分层次在线监测的方式，将需要在线监测的电力设备按照区域划分为多个单元（通常将一回出线上的所有电力设备划分为一个单元）。
电子产品测试解决方案 - 适用于实验室的最佳工具 FLIR菲力尔
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对于需要测量极高或极低温度的工件，Extech拥有合适的接触式测量工具。
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FLIR红外热像仪可及时探测并定位自然煤 - 菲力尔FLIR红外热像仪在自动化行业的应用案例
FLIR红外热像仪可及时探测并定位自燃煤FLIR A310f和E6红外热像仪坚固耐用，完美适合24/7全天候监测煤温当您大量储存和装载煤炭时，需要时刻警惕煤的自燃。
荷兰大宗散货码头装卸公司OBA每天都要处理这样的风险。
为了确保煤炭储存和装卸码头的安全并保障其投资，公司采用FLIR红外热像仪监控煤温，并及时察觉潜在的自燃风险。
FLIR A310f是一款高灵敏度的高速红外热像仪，配备有保护性外壳。
煤的自燃是煤炭堆场普遍关注的问题。
OBA是荷兰ARA地区(阿姆斯特丹、鹿特丹、安特卫普)领先的大宗散货码头装卸公司之一。
公司运营阿姆斯特丹港的两个码头，负责多种商品的转运，包括：煤炭、农业大宗散货、矿物和生物能源货物等。
OBA在北海和荷兰内陆地区拥有广泛的铁路和水路网络，提供各种物流形态，包括远洋巨轮、顶推驳船、火车和卡车等。
沿着阿姆斯特丹码头区域驾车前往OBA 码头，您会发现一座座令人惊叹的巨型煤堆。
煤的储存和处理占据了OBA 约80%的业务，大量的煤从这里源源不断地运往德国、法国东北部、英国和荷兰各地，昼夜不息。
对于OBA 而言，煤炭可是贵重货物，需要24/7全天候悉心保护。
为什么要如此高度警惕呢？主要还是因为煤的自燃。
煤的自燃是煤炭堆场普遍关注的问题。
如果接触氧气中，煤会与之发生反应，并产生热，当温度上升到一定程度时，煤便会自发点燃。
沿着阿姆斯特丹码头区域驾车前往OBA 码头，您会发现一座座令人惊叹的巨型煤堆。
煤的储存和处理占据了OBA 约80%的业务，大量的煤从这里源源不断地运往德国、法国东北部、英国和荷兰各地，昼夜不息。
对于OBA 而言，煤炭可是贵重货物，需要24/7全天候悉心保护。
为什么要如此高度警惕呢？主要还是因为煤的自燃。
煤的自燃是煤炭堆场普遍关注的问题。
如果接触氧气中，煤会与之发生反应，并产生热，当温度上升到一定程度时，煤便会自发点燃。
对于有些煤种，是否发生自燃并不重要， 重要的是什么时候发生。
智能变电站在线监测解决方案
智能变电站在线监测解决方案 变电站在线监测系统实现了休息共享平台化、系统框架网络化、设备状态可视化、监测 目标全景化、全站信息数字化、通讯协议标准化、监测功能构件化、信息展现一体化、实时 采集站内设备的状态数据、进行综合的诊断分析和全寿命评估。
一方面，变电站在线监测系 统内部是一个独立的内部互联配变设备网络， 另一方面又是远方主站的一个节点， 向主站发 送变电站内部设备的监测诊断系统和自身状态信息。
变电站在线监测需求>> > 设备符合电力 IEC61850 规约，兼容变电站各种 IED 设备 > 设备须适应变电站恶劣环境 > 光纤资源有限，布线困难，要求通信设备接口灵活 形式多变，组网方式灵活 方案优势>> > 设计符合 IEC61850 规约，能兼容变电站任何智能 IED 或其他设备 > -40～75℃工作温度，优于 IEC61850-3 标准的 EMI 抗性 > 灵活的组网方式，可以根据现场组建各种复杂网络 <<关键产品>>◎支持接口类型可根据需要搭配 ◎支持 SW-Ring 环网冗余专利技术，网络故障自愈时间＜20ms ◎支持 802.1X、密码管理、端口镜像、端口汇聚 ◎支持支持 DC110~220V 或 AC100~240V 三位端子电源输入 ◎无风扇设计,工业级设计，-25~70℃温度工作范围 ◎IP30 防护等级，19 寸标准机架安装方式 IES5024 系列 （3onedata） ◎支持 10Base-T/100Base-TX ， 100BaseFX（SC 或 ST 接口， 单模或多模） ◎支持 12~48VDC 四位端子的电源输入，电源支持无极性 ◎双电源输入，1 路继电器输出告警 ◎无风扇、低功耗设计 ◎IP40 等级防护，波纹式高强度金属外壳，DIN 导轨式安装 ◎工作温度-40～75℃，存储温度-40～85℃ IES318 系列 （3onedata）。
FLIR B365红外热像仪 用于电力行业
在电力行业，很早就将FLIR B365红外热像仪运用于设备的安全检修上，通过其对电气设备和线路的热缺陷进行探测，如变压器、套管、断路器、刀闸、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、组合电器、绝缘子串、低压电器以及具有电流、电压致热效应或其他致热效应的设备的二次回路等，这对于及时发现、处理、预防重大事故的发生可以起到非常关键而有效的作用。
所谓电气设备热缺陷，通常是指通过一定手段检测得到，由于其内在或外在原因所造成的的发热现象。
根据缺陷所产生的原因不同，我们通常归纳为3 种：一种是长期暴露在空气中的部件，由于温度湿度的影响，或表面结垢而引起的接触不良，或由于外力作用所引起的部件损伤，因而使得的导电截面积减少而产生的发热。
如接头连接不良，螺栓，垫圈未压紧;长期运行腐蚀氧化;大气中的活性气体、灰尘引起的腐蚀;元器件材质不良，加工安装工艺不好造成导体损伤;机械振动等各种原因所造成的导体实际截面降低;负荷电流不稳或超标等。
另一类是由于电器内部本身故障，如内部连接部件接触不良导致的电阻过大;绝缘材料老化、开裂、脱落;内部元件受潮，元气件损耗增大;冷却介质管路阻塞等等。
对于那些可以直接观察到的设备及元气件，FLIR B365红外热像仪都能够发现所有连接点的热隐患。
对于那些由于被遮挡而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传递到外面部件上的情况加以分析，从而得出结论。
由于现场的实际情况千变万化，即便你通过热像仪得到了一张有热点的图片，要想作出一个精确的判断，可能会受许多因素的影响。
如当前的温度，风量，负荷等情况。
我们可以根据不同的特点，作相关的分析，作出相应的判断如：为保证电力生产安全高效运行，对电力设备状态检修提出了更高的要求。
由于状态检修主要依赖于对运行中设备的状态检测以及在线监测手段，所以，电力设备运行状态检测和在线监测在电力安全生产中始终起着重要的作用。
红外成像技术作为一门新技术，在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性。
变电站在线监测系统浅析
１变压器在线监测
变 压器 的状 态监测方法 主要有 ：变压 器油气色 谱分析 、 局部放 电、绝缘监测等 。
纵向、横 向的比较进行 判断；铁 心接地在线监测装置 能及 时 监视主变压器铁心接地的情况 。
２断路器在线监测
高压断路器作为 电力系统 中重要 的开关设备之一 ，担负 着控制和保护的双重任务 ，它的可靠 性直接影 响整个 电力系 统的安全运行和供 电质量 。高压 断路器在 线状 态监测系统用 于变 电站、开闭所、电厂高压断路器的机械性能、电气 绝缘 性能 、触 头 电寿命及操作 回路工作状态 的监测 ，通过综合分 析在线监测 的数据和相关历史数据 ，诊断出高压断路器当前 的工作状态 ，为 电气设备状态检修提供决策依据 。在线监测 主 要 包 括 机 械 性 在 线 监 测 、触 头 电寿 命 监 测 等 ，监 测 内容 有 泄漏 电流监测 、气体密度监测 、开断次数监测 、开断 电流监 测 、振动波形监测 、分合 闸线圈 电流波形监测 、断路器红外 成像监测和操作机构油压监测等 。
４其他状态监测 变电站其他设 备在线监测
（ １ ）对容 性设备实现介质 损耗 因数 、电容量 以及 三相 不平衡 电流 的在线监测功 能。 （ ２ ）对 电力 电缆 实现局 部放 电、介质 损耗 因数 、直 流分量 的在线监测功 能。 （ ３ ）对变 电站母线过 电压 在线监测 ，通 过过 电压在 线 监 测 可 实 时 在 线 监 测 系 统 过 电压 ，记 录 过 电 压 发 生 的 时 间 和 相别 ，达到分析 、预 防事故发生 的作用 。
１ ． １变压器油气色谱 分析
变压器在发 生突发 性事故之前 ，绝缘 的劣化 及潜 伏性故 障 在 运 行 电压 下 将 产 生 光 、 电 、 声 、 热 、 化 学 变 化 等 一 系 列 效应及信息 。对于大型 电力变 压器 ， 目前 几乎都 是用油来绝 缘和散热 ，变压 器油与油 中的固体有机 绝缘材料在 运行 电压 下 因 电 、 热 、氧 化 和 局 部 电 弧等 多 种 因素 作 用 会 逐 渐 变 质 ， 裂解成低分 子气 体；变压器 内部存在 的潜伏 性过热或放 电故 障 又 会 加 快 产 气 的 速 率 。随着 故 障 的 缓 慢 发 展 ，裂 解 出 来 的 气体形成泡 在油中经过对流 、扩散作用，就会不断地溶解在 油 中。同一类性 质的故障，其产 生的气 体的组分和含量在一 定程度上反 映出变压器绝缘老化或故 障的程度 ，可 以作为反 映 电气设备 异常的特征量 。油 中故障气 体是反映油浸式大型 变压器故 障的主 要因素 。高温运 转会加 速变压器的老化与一 氧化碳及 二氧化碳的产生 ，加速老 化中所产生的一氧化碳标 示 出了内部 绝缘 材质劣化的速率 、其他 故障因素及变压器寿 命 的缩减 。油色谱在线监测是通过 色谱柱中的固定相对不 同 气体 组分 的亲和 力不 同，在 载气推动 下，经过充分 的交换 ， 不 同组分得 到了分离 ，经分离 后的气体 通过检测转换成 电信 号 ，经 Ａ ／ Ｄ采集 后获得气体组分的色谱 出峰 图。根据组分峰 高 或 面 积 进 行浓 度 定 量 分 析 。
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软件构架图
软件构架
• 主要目的是把采集到的温度数据定时发给后台接 收程序，主要是通过SOCKET通讯实现的，红外视 频监控系统通过网络把数据定时发给与接收端应 用系统同在一台机器上的服务器端，服务器端用 来接收SOCKET数据，然后把接收到的数据写到指 定内存区域，通过设置标志位，后台接收端应该 系统可以及时拿到温度数据，进行后继开发处理。
• 详细配置见下页
名称 红外探测器 可见摄像机 云台 室外防护罩 电调红外镜头 光端机 品牌计算机 网络视频服务器 防水配电箱 支架 光纤 尾纤 美国FLIR 320*240
型号/规格
数量 4-6个 4-6个 4-6个 4-6个 4-6个 4-6套 1套 1台 2个 2套 若干 8只
三星SDZ320一体化摄像机 YP3060,内置解码器 YA4829 带风扇,加热 焦距75MM 2路视频+1路485双向 联想T4900V扩展 天敏,4路视频输入 定制 定制 单模4-复合视频及网口数据流
10/29/2014
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A-cameras
关键参数指标
• 100 Mbit Ethernet • 内置数据分析及报警功能 • PoE 以太网供电 • 支持EthernetIP 和 Modbus TCP field bus protocol • ftp ，SMTP 客户端, Analyse 及Alarm • MPEG-4 数据流 • 内建 Web server • 通用数据I/O接口 • Composite Video output • Multi-camera Utility software: IP Config Utility and IR Monitor included • 16-bit 320×240 images radiometric
在软件界面选择报表，依次选择设备名称，开始时间，结束时间，然后点击显示按钮，即有一个报表显 现，报表显示的是历史时间，设备ID,最高温度,平均温度,平均温度点数以及品质.此软件支持多选功能， 可以最多选择8个设备，即最多可以显示8个设备的相关信息
云台系统
• 采用云台自动巡检方式，实现全变电站设 备红外遥视；
软件系统
• 带电设备红外辅助诊断系统包括现场预检子系统、 标准故障图像信息库和辅助分析诊断子系统、典 型故障图像分析经验学习子系统构成，各个子系 统既可以单独工作，又能够密切配合，无缝链接 成一个完整的带电设备红外辅助诊断系统。
在界面上选择曲线，依次选择设备号，开始时间，结束时间，分别选择最高温度和平均温度复选框， 再点显示按钮，即有两条曲线显示在坐标区域。此软件支持多选功能，最多可以显示6个设备的信息， 即在界面上最多可以显示出来12条曲线
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10/29/2014
变电站红外在线监测系统
红外在线监测背景
• 随着计算机监控系统的普及和无人值班变电站的大量出现， 使电力系统的工作效率大大提高，计算机可以在线监测出 设备的运行状况，但是对设备的发热状态，并不能及时的 知道，所以变电站存在这些安全隐患，还需要大量的人工 巡视来解决设备运行的安全问题，因而电力设备测温在无 人值班的变电站算是安全运行的薄弱环节。 • 红外测温技术以其非接触、不间断、测温准确的特点，具 备了在电力行业广泛使用的潜力，与计算机技术的结合更 使它成为测温无人值守的首选仪器。
20
核心热像仪--接口图
1. 复合视频, BNC connector
1. Ethernet 网口, 100 Mb • 数据流 • PoE以太网供电 2. Power connector ， 12/24V 3. 数字I/O接口,
系统组成示意图
系统组成
• 本系统由以下部分组成---四到六个云台，每个云台上装备了两个摄像头，一个红 外摄像头一个可见光摄像头，两个摄像头对应为一组，这 一组摄像头连接到一个光端机，光端机为双向的，可接收 视频数据，也可以发送数据到云台，控制转动，两个光端 机把接收到的视频数据送给视频服务器，视频数据在这里 进行压缩解压，再把压缩后的数据通过局域网送给客户端。
• 采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设 备的状态及其隐患缺陷。
红外在线监测背景
• 无人值守变电站要求对现场进行全面的监控。目前，我国 电力系统普遍采用的是SCADA系统实现“四遥”功能，但 仅此还不能满足生产现场完全无人化和充分保证变电设备 安全运行的目标。 • 站内现场还存在设备绝缘、环境视频图像监控问题，解决 例如防火、防盗、防止设备绝缘劣化、发热过度等实时监 视，这些问题使得建立全面的变电站远程监控系统成为当 务之急。
主要市场及应用
•安全市场 • 防火应用 • 关键大型设备监控 电力公司资产监控 • 工厂自动化
10/29/2014
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- EthernetIP/ Modbus TCP
• 支持工业以太网通用协议，利用以 太网口直接访问工业设备； • 支持PLC与PC机通过串行口通信
10/29/2014
ControlLogix / 1756 System
红外在线监测背景
• 红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良 好与否进行诊断，它具有不停运、不接触、远距离、快速、 直观地对设备的热状态进行成像。
• 设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真 实描写，而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判 断设备状态良好与否的一个重要特征。