智能电网中的电力设备状态检测技术及其进展优秀课件
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电气设备在线监测技术PPT课件
数据准确性
数据处理算法应准确提取 有用信息，降低误报和漏 报率。
数据可视化
将监测数据以直观的方式 呈现，便于用户快速了解 设备状态。
监测精度与稳定性
精度要求
在线监测技术应具备高精度测量 能力，以准确反映设备运行状态。
稳定性保障
确保监测系统在各种工况下稳定运 行，降低故障率。
抗干扰能力
提高系统抗电磁干扰等外部因素影 响的能力。
系统构成
该在线监测系统包括传感器、数据采集模块、分 析软件等部分组成。
实施效果
通过实时监测和预警，有效降低了设备故障率， 提高了运行效率，减少了维护成本。
某轨道交通的电气监测解决方案
背景介绍
某轨道交通为了确保列车安全运行，需要实时监测电气设备的状 态。
系统特点
该电气监测解决方案具有高精度、实时性强、稳定性高等特点。
在线监测技术的重要性
01
02
03
04
提高设备可靠性
实时监测设备的运行状态，及 时发现潜在故障，避免设备损
坏和意外停机。
延长设备使用寿命
通过监测和分析设备的性能变 化，可以预测设备的寿命，合
理安排维修计划。
优化维护成本
减少不必要的维修和更换，降 低维护成本，提高设备的经济
效益。
提高生产效率
保证设备的稳定运行，提高生 产效率，为企业创造更多价值
电气设备在线监测技术 ppt课件
• 引言 • 电气设备在线监测技术概述 • 电气设备在线监测技术的应用场景 • 电气设备在线监测技术面临的挑战与
解决方案 • 电气设备在线监测技术的发展趋势 • 案例分析
01
引言
目的和背景
目的
介绍电气设备在线监测技术的概念、原理、应用和发展趋势。
电气设备状态监测与故障诊断的现代技术和发展趋势.ppt
➢ 由于种种原因,目前状态监测与故障诊断 的应用水平不平衡，还存在种种问题,包 括一些认识上的误区。
2020/3/25
5
1. Introduction
本报告要点: ➢ 首先讨论电气设备状态监测与故障诊断的概念，
概念的再认识 ➢ 目前主要电气设备的状态监测与故障诊断方法 ➢ 关键技术与现代诊断方法综述 ➢ 最后讨论发展趋势
2020/3/25
12
2.1 状态监测与故障诊断、故障预测的关系
(The relationship between condition monitoring and fault diagnosis, fault prediction)
2020/3/25
13
2.1 状态监测与故障诊断、故障预测的关系
2020/3/25
27
3.2 发电机的状态监测
(Condition monitoring of the generator )
3.2.1 发电机故障和监测方法
1) 定子绕组故障: 包括绝缘故障、绕组导体故障和 绕组端部故障。
➢ 电气绝缘逐渐劣化的结果,绝缘故障便成了主要关 注对象。
➢ 主要早期特征便是机器内局部放电增加,因此,对 局部放电的监测成为实施定子绕组状态监测的主 要工具。
运行的历史档案。 ➢ b.对设备运行状态处于正常还是异常做出判断
✓ 根据历史档案、运行状态等级和已出现的故障特征 或征兆,判断故障的性质和程度。
➢ c.对设备的运行状态进行评估,为状态检修的实 施提供依据。
2020/3/25
15
2.2 状态监测与继电保护
➢ 状态监测、故障诊断与继电保护有很多共性之处，但 其任务与功能是不同的，必须根据故障特点进行定位。
2020/3/25
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1. Introduction
本报告要点: ➢ 首先讨论电气设备状态监测与故障诊断的概念，
概念的再认识 ➢ 目前主要电气设备的状态监测与故障诊断方法 ➢ 关键技术与现代诊断方法综述 ➢ 最后讨论发展趋势
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2.1 状态监测与故障诊断、故障预测的关系
(The relationship between condition monitoring and fault diagnosis, fault prediction)
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2.1 状态监测与故障诊断、故障预测的关系
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3.2 发电机的状态监测
(Condition monitoring of the generator )
3.2.1 发电机故障和监测方法
1) 定子绕组故障: 包括绝缘故障、绕组导体故障和 绕组端部故障。
➢ 电气绝缘逐渐劣化的结果,绝缘故障便成了主要关 注对象。
➢ 主要早期特征便是机器内局部放电增加,因此,对 局部放电的监测成为实施定子绕组状态监测的主 要工具。
运行的历史档案。 ➢ b.对设备运行状态处于正常还是异常做出判断
✓ 根据历史档案、运行状态等级和已出现的故障特征 或征兆,判断故障的性质和程度。
➢ c.对设备的运行状态进行评估,为状态检修的实 施提供依据。
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2.2 状态监测与继电保护
➢ 状态监测、故障诊断与继电保护有很多共性之处，但 其任务与功能是不同的，必须根据故障特点进行定位。
智能电网背景下的电力设备监测和维护技术
智能电网背景下的电力设备监测和维护技术摘要：随着智能化技术的发展，我国电网建设对智能化技术的应用层面也愈发深入，这也促使我国电网向智能化方向转变，从而推动了智能电网的形成。
在智能电网背景下，电力设备的监测及维护水平直接影响到整个智能电网的运行质量，这需要先进的监测与维护技术支撑。
关键词：智能电网；电力设备；监测和维护技术1智能电网的概述及特征智能电网的应用与推广是通信网络技术快速发展的一种表现，智能化。
自动优化运行能源是智能电网的主要特征，将其应用在电力设备的监测与维护中，不仅可以提高监测与维护工作的效率，还能够自行解决电力设备运城过程中产生的一些问题，避免人为操作对电力设备正常运行产生不良的影响，提高电力设备的安全性，同时智能电网对现代城市的建设与发展具有重要的意义。
智能电网是通过智能化技术的应用而建立的，其以高度集成化的双向通信网络作为基础，利用测量技术、传感技术、控制技术等手段，使电网在正常运行的前提下，保障其安全、高效、经济及环保化发展。
首先，在防护能力上，智能电网可对自然灾害或人力破坏导致的故障进行有效抵御，当智能电网中的电力设备发生物理损害时，智能电网仍旧能够进行稳定地供电，即使黑客对智能电网进行恶意攻击，智能电网也能采取相应的措施来确保其运行的安全、稳定。
其次，在高效率运行能力上，智能电网可使电力设备在运行过程中产生的损耗有效减少，延长电力设备的运行寿命，进而节约智能电网的运行成本。
考虑到电力设备在运行过程中会因许多因素而产生很大损耗，进而降低了其运行效率，甚至会引发故障。
因此，为了确保智能电网的高效率运行，针对其电线损耗、低负荷或超负荷损耗、设备维护不及时等情况，智能电网都能采取相应的措施来减少损耗。
最后，在自愈能力上，智能电网可实现自我恢复和管理，其可根据不同情况来调度各个区域的电网，使运行参数得到对应设置，同时可通过评估自身运行状态来对隐患进行自主排查，并向检修人员反馈解决建议。
智能电网中电力设备状态监测与故障诊断技术研究
智能电网中电力设备状态监测与故障诊断技术研究随着能源需求的不断增长，智能电网逐渐成为了现代社会的重要基础设施。
而在智能电网中，电力设备的状态监测与故障诊断技术则起到了至关重要的作用。
本文将从多个方面综述智能电网中电力设备状态监测与故障诊断技术的研究进展。
一、智能电网背景与电力设备状态监测需求随着能源资源的日益枯竭和环境污染问题的加剧，传统的电网已经无法满足人们对于电能的需求。
因此，在智能电网的背景下，电力设备状态监测与故障诊断技术应运而生。
这种技术可以对电力设备进行实时监测，及时发现设备运行状态的异常，并准确诊断设备的故障原因，从而提高电力系统的可靠性和效率。
二、电力设备状态监测技术研究进展1. 无线传感网络技术在智能电网中，无线传感网络技术是电力设备状态监测的主要手段之一。
它通过传感器将设备的运行数据采集并传输到监测中心，以实现对设备状态的监测。
近年来，无线传感网络技术在可扩展性、能耗控制和数据传输等方面有了较大的突破，为电力设备状态监测提供了强有力的支持。
2. 机器学习与数据挖掘技术机器学习与数据挖掘技术是电力设备状态监测与故障诊断的重要工具。
通过对大量历史数据进行分析和挖掘，可以建立设备运行的模型，并识别出可能存在的故障模式。
同时，机器学习与数据挖掘技术还可以对实时数据进行实时分析，从而提前发现设备运行的异常情况，并采取相应的措施。
三、电力设备故障诊断技术研究进展1. 故障特征提取电力设备故障诊断的首要任务是提取故障的特征。
通过对设备运行数据的分析，可以找出与故障有关的指标和参数，并建立相应的特征提取模型。
近年来，随着信号处理和模式识别技术的不断进步，故障特征提取的方法也得到了显著的改进。
2. 故障诊断模型基于特征提取的数据模型可以用来诊断电力设备的故障。
故障诊断模型可以是基于规则的专家系统，也可以是基于统计学习的模型。
此外，近年来，基于深度学习的故障诊断方法也越来越受到研究者的关注，并取得了一定的研究成果。
2024版智能电网ppt课件
智能电网在电力系统中的应用
智能电网在发电、输电、配电、用电等各环节的 应用及案例分析。
ABCD
2024/1/27
智能电网关键技术
包括通信技术、量测技术、控制技术、计算机技 术、能源存储技术等。
智能电网的经济效益与社会效益
智能电网在提高能源利用效率、减少环境污染、 促进经济发展等方面的作用。
28
未来智能电网发展趋势预测
2024/1/27
关键设备
微网控制器、储能装置、保护装置等。
应用场景
偏远地区供电、海岛供电、数据中心 备用电源等。
15
储能技术与设备
储能技术类型
物理储能（如抽水蓄能、压缩空气储 能）、化学储能（如铅酸电池、锂离 子电池）、电磁储能（如超导磁储能、 超级电容器）等。
储能技术发展趋势
高能量密度、高功率密度、长寿命周 期等。
5G技术具备大带宽、高速率的特点，支持智能电网中海量数据的实时
传输和处理。
2024/1/27
03
边缘计算与云计算协同
5G技术与边缘计算、云计算相结合，实现计算资源的优化配置和高效
利用。
24
区块链技术在智能电网中的探索实践
2024/1/27
数据安全与隐私保护 区块链技术提供去中心化、不可篡改的数据存储方式，保 障智能电网数据的安全性和隐私性。
2024/1/27
储能设备应用场景
平滑可再生能源波动、峰谷调节、备 用电源等。
典型案例分析
特斯拉Powerwall家庭储能系统、电 网级储能电站等。
16
04 智能电网应用场 景
2024/1/27
17
居民用电服务提升
智能化电表
实现远程抄表、实时监测 用电量和电费计算，提高 抄表效率和准确性。
智能电网在线监测与故障诊断图文ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金ห้องสมุดไป่ตู้ 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
电力行业智能巡检方案ppt课件
MAP Value Proposition © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
8
※电缆隧道吊轨巡检机器人功能
• 红外热成像精确测温系统 • 可见光智能识别系统 • 声音采集系统 • 应急实时对讲系统 • 快速追踪识别系统 • 强大的告警联动系统 • 隧道环境监测系统(温湿度,有害气体含量,空
特殊巡检
• 多站集中控制系统
MAP Value Proposition © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
13
※变电站磁导航机器人功能
• 红外热成像精确测温系统 • 可见光智能识别（表计、油位、断路器及隔离
9
※输电线路巡检无人机功能
• 红外热成像精确 测温系统
• 可见光智能识别 系统
• 无缝漫游的MESH 无线通信系统
• 多种巡检模式： 定时巡检、周期 巡检、不间断巡 检、特除巡检
MAP Value Proposition © 2007 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential
4
电力设备巡检现状
• 输电线路巡检
传统的巡检方式存在效率低、 质量差、危险度高、劳动强度大 等缺陷，环境条件恶劣的区域 更是如此。巡检方式的改变和提高迫在眉睫。
• 配电所/开闭所巡检
与变电站巡检类似，尽管现在有手持式智 能巡检仪器，但对于无人值守的站所仍存在着实 时性不强、精确度不高、操作繁琐、人力资源浪 费等缺陷。
站端服务器 站端服务器主要由监控计算机系 统、网络集线器（HUB）或交换 机、激光打印机以及相应的通讯 设备组成。
电力行业智能巡检方案ppt课件
2
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
电力设备巡检现状
• 电缆隧道巡检
目前传统的电力电缆隧道巡检方法,主 要依靠人工及少量环境监控器实现。但 是由于电力电缆隧道路程长,封闭性强,构 造物多,通讯不便,有害气体存在，一旦出 现突发事故,将对巡检人员的人身安全造 成极大威胁。
4
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
汇报提纲
背景需求 解决方案 应用领域
5
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
大数据分析与决策支持系统
▪ 大数据分析与决策支持系统可以对包含红外测温影像，紫外影像，红外测气体泄漏 影像，超声局放信号，特高频局放信号，油中溶解气体图谱，介损电容量，暂态地 电压，可见光影像和音频图谱进行分析；根据监测系统实时传送的输变电检测数据， 利用红外测温、气体泄漏、可见光影像识别技术进行识别，对于异常信息进行报警； 实现变电站设备在线检测、机器人带电检测数据的后台自动在线模式识别，自动判 别缺陷及其风险程度，推送预警信息。
电力设备巡检现状
• 输电线路巡检
传统的巡检方式存在效率低、 质量差、危险度高、劳动强度大 等缺陷，环境条件恶劣的区域 更是如此。巡检方式的改变和提高迫在眉睫。
• 配电所/开闭所巡检
与变电站巡检类似，尽管现在有手持式智 能巡检仪器，但对于无人值守的站所仍存在着 实时性不强、精确度不高、操作繁琐、人力资 源浪费等缺陷。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
电力设备巡检现状
• 电缆隧道巡检
目前传统的电力电缆隧道巡检方法,主 要依靠人工及少量环境监控器实现。但 是由于电力电缆隧道路程长,封闭性强,构 造物多,通讯不便,有害气体存在，一旦出 现突发事故,将对巡检人员的人身安全造 成极大威胁。
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严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
汇报提纲
背景需求 解决方案 应用领域
5
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
大数据分析与决策支持系统
▪ 大数据分析与决策支持系统可以对包含红外测温影像，紫外影像，红外测气体泄漏 影像，超声局放信号，特高频局放信号，油中溶解气体图谱，介损电容量，暂态地 电压，可见光影像和音频图谱进行分析；根据监测系统实时传送的输变电检测数据， 利用红外测温、气体泄漏、可见光影像识别技术进行识别，对于异常信息进行报警； 实现变电站设备在线检测、机器人带电检测数据的后台自动在线模式识别，自动判 别缺陷及其风险程度，推送预警信息。
电力设备巡检现状
• 输电线路巡检
传统的巡检方式存在效率低、 质量差、危险度高、劳动强度大 等缺陷，环境条件恶劣的区域 更是如此。巡检方式的改变和提高迫在眉睫。
• 配电所/开闭所巡检
与变电站巡检类似，尽管现在有手持式智 能巡检仪器，但对于无人值守的站所仍存在着 实时性不强、精确度不高、操作繁琐、人力资 源浪费等缺陷。
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时域及频域的方法
1000
I ( (nA)
油电导率
绝缘 几何尺寸
high 100
low
10
1
0,1
1
10
10
时域：
Ipol
※ 回复电压(RVM)
Idep
高 低
※ 极化/去极化电流(PDC)
100
1000 10000
时间(s)
频域：
tand
纸板中的水 分
绝缘 几何尺寸
1
高
低 0,1
高 低
※ 频域谱法(FDS)
C2H2: 7
28.1℃
总烃: 15766
严重超标
红外检测实例——高压电缆
用吊舱进行线路航测
红外诊断的局限性
1) 由于环境因素的影响，设备散热、传热条件不同，这样 所测得的发热点相对环境温度的温升存在误差，必然带来热 缺陷判断的误差； 2) 只能观察设备表面温度分布，对于设备内部过热点（电 缆接头、GIS内部接头、断路器触头等），很难确定其警戒 温升。 3) 不同设备、不同材料的发热特性各不相同，在不同条件 下的允许温升应各不相同，以及测量的误差和参考点选取的 随机性，所得相对温升存在很大误差，根据相对温升来分析 热缺陷并不准确。目前的红外诊断技术侧重于红外图谱的定 性分析，受人为因素的影响比较大
智能电网中的电力设备状态检 测技术及其进展
目录
一、前言 二、电力设备状态检测与在线监测技术新进展 三、智能电网中的状态检测特点与要求 四、支持状态检测的高级算法和诊断系统 五、小结
技术/标准进步 环保压力
I 前言
智能计量/需求 响应
设备老化
电力需求增长
成本上升
进 入 21 世 纪，随着全球 资源、环境压 力的不断增大， 用户对电能可 靠性和质量要 求的不断提升， 电力行业正面 临前所未有的 挑战和机遇。
智能电网
• • •
• • •
电 子
计 算 机
通 讯
基础技术
分蓄智 布能能 电技设 源术备
产业发展
科学技术进步是基础
智能电网特征
传统输配电网
现代电力技术
智
能
现代测控技术
电
计算机技术
网
通信技术
电力电子技术
随着电网资产规模的扩大、设备数量的增 加、技术水平的提高以及运行标准要求的 日趋严格，管理好、维护好、运行好各级 电网，提高设备的健康水平和使用寿命， 降低电网运行维护成本，对于保证电网安 全、改善电能质量、提高供电可靠性和资 产运营效率，都具有重要的作用——状态 检修是智能电网建设中的关键一环。
Heat Run Test Results for ODFS-133000KVA/ 500KV Transformer
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
HV Lead HV
HV Time (hrs)MV
Lead MV
Lead RW
MV Top Oil
红外热成像测试技术
※ 原理：
温度计 （传感器端部）安装
温度计 （传感器端部）安装
油箱壁安装方式
运行——动态负荷
Hotspot Top Oil
Load
光纤测温的重要性
1. 与传统方法的不 同
2. 在线监测
3. 油温与绕组温度 不一致
4. 冷却系统瞬时控 制
5. 现场维修人员有 效工具
6. 热运行试验
Temperature (Deg C)
3
1 20 5 10
5%
FTIR 重复性 (+/-,ppm)
5
0.3 0.6 0.2
5
2
5
3%
测量范围 10～ 1～ 3～ 1～ 20～ 5～ 10～ 5～
(ppm)
200 1000 1500 1500 1500 2000 8000 95％
UHF局放检测传感器
UHF测局放实例——故障之一
➢ 局放量6000pC ➢ 解体发现系由于静电屏蔽焊接不良造成电位浮动产生
在线测温的关键部件
温度计 （传感器端部）安装
温度计 （传感器端部）安装
➢ 在线圈或线圈套筒处理之前安装改良支撑、合适的支架以保护光纤电 缆
➢ 为了便于安装，需要将套筒磁极尾的末端进行适当的改动 ➢ 完整撑条必须安装在临近最热点的撑条中，更换原有的盘式绕组。合
适尺寸的楔形撑条是必须的
温度计 （传感器端部）安装
红外检测实例——导线
➢ 华中至上海500kV线路孝感段巡检 ➢ 导线连接处；距离50m ➢ 紧急缺陷（256oC），现场带电作业
红外检测实例——线路绝缘子
红外检测实例——隔离开关
AR01
74.2℃ 70 60 50 40 30 20
20.0℃ຫໍສະໝຸດ AR0192.0℃ 80 60 40 20
16.8℃
红外检测实例——断路器
红外检测实例——PT
红外检测实例——避雷器
红外检测实例——CT
AR01 LI02 AR02
LI01
32.7℃
➢ tand: 3.1%
超标(标准 1.0%)
32
➢ DGA: (ppm)
31
H2: 73714
CH4: 13749
30
C2H6: 1884
29
C2H4: 125
• 在白天、日光下检测 紫外光的放射现象
双光谱图像
紫外成像——污染、破损绝缘子
用紫外法监测带电水冲洗
电介质响应测量方法
高压电源
~
电流表
低压绕组 保护
高压绕组
主绝缘
油箱
物理性质测量: ※ 纸板及绝缘油的导电率 ※ 界面极化
影响因素: ※ 绝缘几何尺寸 ※ 温度 ※ 受潮程度 ※ 可导电的老化产物
II 电力设备状态检测与在线监测 技术新进展
• 油中溶解气体监测 • 局部放电监测 • 绕组测温 • 红外与紫外 • 振荡波 • ……
远红外法DGA监测系统（FTIR）
FTIR现场安装图
FTIR的性能
项目
H2 C2H2 C2H4 CH4 C2H6 CO CO2 水份
测量浓度
(ppm)
10 1
➢ 用红外线热像仪来捕捉（接收）物体表面发出的红外辐射，显 示物体表面辐射能量密度的分布情况（红外热图）。
➢ 通过观察物体的红外热分布图，并测量所需位置的温度，来判 断设备故障所在的位置及程度（缺油，受潮，松动，绝缘老化 等情况）。
※ 特点：
➢ 是被动的、非接触式的检测。 ➢ 在设备运行状态时测试。 ➢ 远距离、准确、实时、快速、简便、安全、可靠、直观。
GIS内部温度等值曲线图（设线芯温度为368.613℃）
紫外线成像
※ 通过观察设备的 “电晕”及 “电气放电” “电弧” 来判断设备的故障所在位置
※ 断股，污染，裂纹等现象 ※ 与红外互补
紫外成像——双光谱
太阳盲区滤片+紫外光探测器 检测电晕及电气放电
光源
紫外图像
可见光图像
图像重叠
用可见光图像 显示被测物体的实物形状