第十四章 电气设备在线监测
电气设备在线监测及其故障诊断PPT课件(18页)
B
C
K9
B
D
B
A
K12
C
C
C
B
A
B
根据模糊运算规则：
D1=0.7, D2=0.5, D3=0.5, D4=0.7, D5=0.5, D6=0.3, D8=0.5, D10=0.9, D11=0.5,
诊断结论： 采用最大隶属度原则进行解模糊，故诊断结论为：可
能发生围屏放电（D10）。
实际检查结果
1、这世上，没有谁活得比谁容易，只是 有人在 呼天抢 地，有 人在默 默努力 。
•
2、当热诚变成习惯，恐惧和忧虑即无处 容身。 缺乏热 诚的人 也没有 明确的 目标。 热诚使 想象的 轮子转 动。一 个人缺 乏热诚 就象汽 车没有 汽油。 善于安 排玩乐 和工作 ，两者 保持热 诚，就 是最快 乐的人 。热诚 使平凡 的话题 变得生 动。
模糊诊断的方法是通过所出现的某些征兆的 隶属度，来推测各种故障原因的隶属度。
根据设备特征 推断设备的状态 • 故障征兆 Kj，j = 1, 2, …, n
模糊向量 K(K1, K2, …, Kn)
• 故障原因 Di，i = 1, 2, …, m
模糊向量 D ( D1, D2, …, Dm)
•
3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人 生就像 一场马 拉松比 赛，拼 的不是 起点， 而是坚 持的耐 力和成 长的速 度。只 要努力 不止， 进步也 会不止 。
•
4、如果你不相信努力和时光，那么时光 第一个 就会辜 负你。 不要去 否定你 的过去 ，也不 要用你 的过去 牵扯你 的未来 。不是 因为有 希望才 去努力 ，而是 努力了 ，才能 看到希 望。
输出诊断结果
电气故障诊断实例
电力设备的在线监测与故障诊断
超声一体化气室+膜渗透平衡脱气
气敏传感器
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2 单一色谱柱，单一传感器
空气做载气（部分型号）
TRANSFIX
英国Kelman 凯尔曼
动态顶空平衡
光声光谱技术（PAS）
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO2,O2,八种气体加水分
机械振动监测
高压导体、触头温度监测
①母线电流 ②磁场 ③组件。a 温度传感器， b 感应线圈，c 电子线路 ④红外发光二极管 ⑤红外光接收器 ⑥温度信息接收器
主要问题：绝缘、供电 方法：无线（射频、红外）、光纤
高压开关柜局部放电的监测
暂态地电压（Transient Earth Voltages，TEV） 声发射（AE）
绕组变形
变压器的在线监测
在电场的作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿。
在绝缘结构中局部场强集中的部位，出现局部缺陷时，将导致局部放电。
变压器局部放电监测
局部放电监测的意义
刷形树枝 丛林状树枝
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻三尺非一日之寒”。
宽带脉冲电流法局部放电监测
宽带脉冲电流法局部放电监测
常规局放测量的相位谱图不能分离噪声与信号，不能分离不同种类的信号，从而不能准确识别放电类型。
宽带脉冲电流法局部放电监测
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局放A
基于脉冲信号分离分类技术的局放检测则可根据信号特征将每一类局放的相位谱图分离出来
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。
电气设备在线监测浅析
电气设备在线监测浅析摘要：本文阐述了电气设备在线监测的一些基本问题，主要包括在线监测的基本概念和原理，并对变压器和电容型设备的在线监测作了相应的介绍，指出电气设备进行在线监测的必要性。
关键词：在线监测变压器电气设备一、电气设备在线监测概述随着我国电力电子技术、计算机技术和传感技术的飞速发展，电气设备的在线监测技术也取得了突发猛进的进步。
所谓电气设备在线监测是指利用现代电子、传感、网络和计算机等技术，通过对运行中高压设备的信号进行数据采集，把采集的信号进行相应处理后进行传输和逻辑判断，从而来实现对电气设备运行状态的带电测试或不间断的实时监测和诊断。
电气设备在线监测通过实时提取故障的特征信号，监测设备在运行过程中的健康状况，识别设备存在的问题，最大限度的降低检修时间和检修成本，从而为电气设备的故障诊断打下坚实的基础。
电气设备状态监测和故障诊断系统如图1所示。
由图我们可知，电气设备的在线监测和故障诊断主要包括监测及诊断对象的故障机理、对监测信息进行相应处理和对设备的故障状态进行提取等内容。
电气设备在线监测的基本原理如图2所示。
由图可知，传感器系统把采集到的信号经过相应的处理后，信号被送到数据分析处理系统进行进一步分析，数据分析处理系统把处理的结果进行输出，这样我们可以直观的监测到电气设备的运行情况。
二、变压器在线监测由于变压器在线监测的范围非常广泛，因此我们对变压器进行监测时主要监测油中的可燃气体总量、局部放电和负载电流等几个方面。
变压器在线监测常用的方法有油中溶解气体在线监测、局部放电监测和绝缘在线检测这三种。
1、油中溶解气体在线监测由于油中溶解气体在线监测（DGA）对油浸变压器内部潜伏性故障具有相当好的有效性，因此该方法作为变压器监测的最常用手段，得到了极其广泛的应用。
油中溶解气体在线监测的最主要特点是可以实时连续观察气体的动态发展，及时发现并捕捉变压器的故障信息，进而来消除隐患，从而起到保护的作用。
浅谈电气设备在线监测及状态检修技术
浅谈电气设备在线监测及状态检修技术电气设备的安全性、稳定性及可靠性直接关系电力系统的运行。
电气设备的检测与检修是保证电气设备正常平稳运行的重要保障，能够及时发现电气设备出现的各种问题，并将问题及时有效地处理，能够最大限度地降低电气设备故障的发生几率，从而使电力系统因此而受到的损失降到最低。
在线监测及状态检修是当期电气设备监测、检修技术中非常重要的内容之一，因此，我们应该充分认识到电气设备在线监测及状态检修的重要意义。
1.传统电气设备检修存在的缺陷传统的定期检修虽然能够在一定程度上避免故障的发生，然而由于离线试验使一些电气设备被迫停止运行，影响了电力系统运行的稳定性，而且由于电气设备停运后的作用电压等状态参数与运行中不符，难以保证试验的精准度，另外由于是定期检查，电气设备可能在间隔期内出现故障，如果定期检修时电气设备不存在问题，不仅造成了资源的浪费，还可能因定期检修使电气设备受到损伤，出现维修过度的问题。
例如某电气设备出厂计划寿命是15年，当运营满15年后予以淘汰，然而计划寿命仅是保守的估算，电气设备的实际使用寿命受运行环境、维修条件等多方面因素影响，多数设备的实际使用寿命都能够大大超过这个计划寿命，因而这种检修方式必然会造成大量资源的浪费。
2.电气设备在线监测及状态检修技术的原理及优点电气设备在线监测技术2.1电气设备在线监测技术的原理随着信息时代的到来，计算机技术的发展，电气设备在线监测技术也顺应时代的潮应运而生。
该技术的原理就是对处于运行状态下的电气设备信号通过采集、整理和传输，从而真正实现电气设备带电且运行的状态下进行在线监测。
通俗来说，就是由传感系统采收和整理电器设备信号，再把整理的数据输送至数据分析系统，数据经过数据分析系统分析和整理，再输出整理的数据，就直观的呈现在有关操作和管理人员面前，使其直观、实时的了解电气设备所处的状态。
2.2电气设备在线监测技术的优点利用在线监测技术就设备所处状态进行监测，能实现全程监控，能结合监测的信息数据诊断设备所处的状态，并有针对性的采取检修措施，从而大大节约资源，杜绝了维修不足或过度等问题的出现，确保电气设备始终运行在最佳状态，避免出现带病运行或状态良好又被维修的情况，将设备的加之发挥和利用到极限。
电气设备的在线监测技术研究
电气设备的在线监测技术研究在当今高度依赖电力的社会中，电气设备的稳定运行至关重要。
为了确保电气设备的可靠性和安全性，减少故障停机时间，提高生产效率，电气设备的在线监测技术应运而生。
这一技术如同为电气设备配备了一位实时的“健康卫士”，能够及时发现潜在的问题，为设备的正常运行保驾护航。
电气设备在线监测技术的基本原理，是通过各种传感器和检测手段，实时获取设备运行过程中的各种参数和状态信息，然后对这些数据进行分析和处理，以判断设备是否处于正常状态。
这些参数和状态信息包括但不限于电压、电流、功率、温度、湿度、局部放电等。
其中，温度监测是一项非常重要的指标。
过高的温度往往是设备故障的前兆。
例如，变压器的绕组温度如果持续升高，可能意味着其内部存在短路或过载等问题。
通过在关键部位安装温度传感器，如热电偶或红外传感器，可以实时监测温度的变化情况。
湿度监测对于在潮湿环境中运行的电气设备也具有重要意义。
湿度过高可能导致设备的绝缘性能下降，从而增加漏电和短路的风险。
而局部放电监测则能够发现设备内部的绝缘缺陷。
局部放电虽然在初期可能不会对设备的运行产生明显影响，但如果不及时处理，会逐渐发展成为严重的故障。
在实际应用中，电气设备在线监测技术面临着一些挑战。
首先是传感器的精度和可靠性。
传感器需要能够准确地获取各种参数，并且在恶劣的工作环境中保持稳定的性能。
其次是数据传输和处理的问题。
大量的监测数据需要快速、准确地传输到监测中心，并进行有效的分析和处理。
这对数据传输网络和分析软件提出了很高的要求。
另外，干扰信号的排除也是一个难题。
在实际的工作环境中，存在着各种各样的电磁干扰，这些干扰可能会影响监测数据的准确性。
因此，需要采用有效的信号处理技术来去除干扰，提取有用的信息。
为了应对这些挑战，科研人员和工程技术人员不断进行创新和改进。
在传感器方面，研发出了具有更高精度和稳定性的新型传感器，并且采用了智能化的校准和补偿技术，以提高传感器的性能。
电气设备在线监测与故障诊断技术综述
电气设备在线监测与故障诊断技术综述周远超摘㊀要:随着经济的发展ꎬ国内电量需求日益加大ꎬ电网超负荷运转ꎬ再加上电网设备自身存在一些故障ꎬ导致国内电网大面积停电的事故时有发生ꎮ文章在阐述电气设备状态监测及诊断相关概念的基础上ꎬ分析电气设备状态监测与故障诊断系统的组成及相应功能ꎬ总结并提出了目前常用的在线监测与故障诊断技术存在的问题及解决办法ꎮ关键词:电气设备ꎻ在线监测ꎻ故障诊断一㊁电气设备在线监测与故障诊断的定义与实现(一)电气设备在线监测与故障诊断的定义１.在线监测在线监测是在电气设备正常运行的前提下ꎬ利用传感技术㊁计算机技术和光电技术对电气设备状态进行连续㊁自动的监测方法ꎮ为防止产品质量问题对电气设备运行可靠性造成不利影响ꎬ采用在线监测技术ꎬ对电气设备的运行状态进行实时监测ꎬ及时发现隐患ꎮ２.故障诊断故障诊断主要是对电气设备的在线实时监测数据进行比较分析ꎬ给出设备的故障点㊁故障类型和故障发展趋势ꎬ提出有效的维修策略ꎬ以保证设备安全稳定运行ꎬ减少电气设备故障造成的不利影响ꎮ(二)电气设备在线监测与故障诊断的实现一般来说ꎬ电气设备的在线监测和故障诊断过程可分为运行信号检测㊁信号特征提取㊁运行状态识别和故障诊断结果ꎮ运行信号检测:根据对电气设备的监测和监测目的ꎬ选择相应的不同传感器ꎬ对电气设备的运行信号进行监测ꎬ将模拟信号同声传译为数字信号ꎮ信号特征提取:保留或增加信号中有用的部分ꎬ提取一些与电气设备故障有关的信号ꎬ便于后续故障诊断ꎮ二㊁制约电气设备状态在线监测与故障诊断技术的问题根据以往的经验ꎬ从停电后电气设备的诊断和维护过渡到电气设备的诊断和评估ꎬ确定电气设备的剩余寿命ꎬ并提供维修计划ꎬ是一项重大的技术变革ꎮ它需要大量的技术支持ꎮ根据我国国情ꎬ引进先进技术ꎬ开展长期的实践工作和经验ꎬ总结了防治的技术流程ꎮ电气设备的在线监测与故障诊断技术是实现无停电检修的基本和必要条件ꎮ因此ꎬ要发展电气设备在线监测与故障诊断技术ꎬ必须解决运行中存在的问题ꎮ(一)在线监测设备稳定性在线监测设备的稳定性是电气设备在线监测与故障诊断技术广泛应用的基础和必要条件ꎮ电气设备监测元件老化㊁电气设备状态在线监测和故障诊断设备中使用的元器件种类繁多ꎬ而电子元器件在恶劣的环境条件下ꎬ经受住电网电压㊁短路等正常故障的考验ꎬ很容易损坏ꎮ对于温度变化范围大㊁工作环境恶劣的电器元件ꎬ也要求其工作温度和稳定性要求较高ꎮ但是ꎬ如果后台工控机的质量不能得到保证ꎬ很容易受到负载的冲击ꎬ导致主板㊁控制器等元器件损坏ꎬ导致频繁的死机ꎮ监测电气设备的电磁兼容性和防止电磁干扰一直是阻碍电气设备在线监测与故障诊断技术发展的重要原因ꎮ制造商一直在不断地研究和探索这个问题ꎮ从现有技术来看ꎬ在线监测主要是软硬件结合ꎬ软件是电气设备在线监测的主导因素ꎬ但在强电磁场干扰下ꎬ监测信号的提取非常困难ꎮ虽然已经取得了一流的进展ꎬ但在实际运行过程中ꎬ不同变电站的干扰是不同的ꎬ需要具体分析才能得到在线监测结果ꎮ因此ꎬ有必要在积累大量经验的基础上ꎬ根据不同的工作环境定制相应的设备标准ꎮ电气设备的现场维护监测ꎬ由于电气设备的在线监测设备长期工作在复杂的环境中ꎬ受多种因素的影响ꎮ电子元器件的老化速度和灵敏度下降很快ꎬ导致采集的数据存在一定的误差ꎬ需要定期更换和维修ꎮ这就要求生产厂家对电气设备进行在线监测ꎬ给出准确的设备维护和更换时间ꎮ电力监控不仅可以对这些设备进行归档ꎬ建立信息ꎬ以便及时更换和维护以及相应的维修队伍ꎬ并增设专职岗位负责ꎮ(二)实行电气设备状态在线监测与故障诊断系统标准化电气设备在线监测与故障诊断技术尚处于起步阶段ꎮ相关软件和技术还不成熟ꎬ软件有待开发和完善ꎮ而且ꎬ互相交流是不现实的ꎮ电气设备在线监测与故障诊断技术的标准化在短期内是不可能建立的ꎮ为了发展电气设备在线监测和故障诊断技术ꎬ必须建立标准的产品模型和信息管理系统ꎬ采用标准的现场总线技术和数据管理系统ꎬ相互借鉴ꎬ统一标准ꎬ使设备的任何一部分都可以由不同的厂家更换ꎬ不同厂家的不同产品具有一定的可开发性㊁互换性和可扩展性ꎬ减少维修的制约性和依赖性ꎬ降低维修成本和人员ꎬ以便用户及时维修和维护电气监控设备ꎮ(三)电气设备剩余寿命的精确预测电气设备在线监测与故障诊断技术的最大优点是根据大量的数据和实证分析来判断电气设备在正常情况下的使用寿命ꎮ在电气设备正常运行的情况下ꎬ故障主要分为初次安装调试一年左右暴露的故障ꎬ在稳定期为５~１０年期间ꎬ定期检查主要是为了延长电气监控设备的使用寿命ꎻ在劣化期从１０年开始到２０年ꎬ根据实际情况逐步增加定期检查的频率ꎬ根据大量监测数据判断电气设备的剩余寿命ꎻ主要采用２０年以上的风险期ꎬ要持续监测ꎬ准确预测剩余寿命ꎬ制订更换和维护计划ꎮ三㊁结束语随着电力设备状态检修策略的全面推广和智能电网的加速发展ꎬ状态监测与故障诊断技术将得到广泛应用ꎮ电气设备状态监测系统和诊断结果的准确性将直接影响状态检修策略的有效实施ꎮ因此ꎬ电力系统状态监测应与前沿技术成果紧密结合ꎬ创新开发智能化㊁系统化的信息诊断专家应用系统ꎬ提高电气设备运行的可靠性ꎬ优化设备状态检修策略ꎮ参考文献:[１]钟连宏ꎬ梁异先.智能变电站技术应用[Ｍ].北京:北京出版社ꎬ２０１９.[２]王波ꎬ陆承宇.数字化变电站继电保护的ＧＯＯＳＥ网络方案[Ｊ].电力系统自动化ꎬ２０１９(３７).作者简介:周远超ꎬ男ꎬ山东省青岛市ꎬ研究方向:电气方向ꎮ２２２。
电气设备的在线监测技术研究
电气设备的在线监测技术研究在当今高度工业化和信息化的时代，电气设备的稳定运行对于各个领域的生产和生活至关重要。
从电力系统中的大型变压器、开关柜，到工业生产中的电动机、变频器，电气设备的可靠性直接影响着整个系统的性能和安全。
为了确保电气设备的正常运行，减少故障停机时间，提高设备的利用率和寿命，电气设备的在线监测技术应运而生。
电气设备在线监测技术是指利用各种传感器、数据采集设备和分析软件，实时获取电气设备的运行状态信息，并对这些信息进行分析和处理，以判断设备是否存在故障隐患或异常情况。
与传统的定期检修方式相比，在线监测技术具有实时性、连续性、准确性和预防性等优点，可以及时发现设备的早期故障，为设备的维护和管理提供科学依据。
一、在线监测技术的基本原理电气设备在线监测技术的基本原理是基于各种物理量的测量和分析。
例如，通过测量电气设备的电流、电压、功率因数、温度、湿度等参数，可以了解设备的运行工况；通过检测设备的局部放电、绝缘电阻、泄漏电流等信号，可以评估设备的绝缘性能；通过监测设备的振动、噪声等信号，可以判断设备的机械部件是否正常。
传感器是在线监测系统的关键部件之一，其性能直接影响着监测数据的准确性和可靠性。
目前常用的传感器包括电流互感器、电压互感器、温度传感器、湿度传感器、局部放电传感器、振动传感器等。
这些传感器将测量到的物理量转换为电信号，然后通过数据采集设备进行采集和处理。
数据采集设备通常包括数据采集卡、前置放大器、滤波器等，其作用是将传感器输出的电信号进行调理、放大、滤波和数字化，以便后续的分析和处理。
数据采集设备的采样频率、分辨率和精度等参数对于监测数据的质量具有重要影响。
二、在线监测技术的关键技术1、信号处理与分析技术在线监测系统采集到的信号往往包含大量的噪声和干扰，因此需要采用有效的信号处理和分析技术来提取有用的信息。
常用的信号处理方法包括滤波、降噪、时频分析、特征提取等。
例如，通过小波变换可以对非平稳信号进行时频分析，有效地提取局部放电信号的特征；通过主成分分析可以对多变量数据进行降维处理，提取主要的特征信息。
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第十四章 电气设备在线监测第一节 绝缘电阻及泄漏电流的在线监测一、绝缘电阻的在线监测绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之一，通常都用摇表来测量绝缘电阻。
对绝缘电阻进行在线监测时，一般是先检测出电气设备的泄漏电流，再通过欧姆定理算出其绝缘电阻。
二、泄漏电流的在线监测电气设备在运行电压下，总有一定的泄漏电流通过绝缘体到低电位处或流入大地。
只要这种电流不超过一定的数值，电气设备的使用仍然是安全的。
但是当电气设备中的绝缘材料老化、电气设备受潮或存在故障时，这种泄漏电流将会明显增大，绝缘体损耗增大，它可能造成火灾、触电或损坏设备等事故。
电力设备绝缘系统老化、吸潮、过热等导致发生故障的因素，都会反映在绝缘体电容C X和损耗因数tgδ的变化上，因此，在线监测泄漏电流，是诊断绝缘状态的有效手段之一。
而且，高压电气设备绝缘在线监测是在电气设备处于运行状态中，利用其工作电压来监测绝缘的各种特征参数。
因此，能真实的反映电气设备绝缘的运行工况，从而对绝缘状况作出比较准确的判断。
变电站的电力设备户外绝缘泄漏电流受电压、污秽、气候三要素综合影响，污秽严重时就可能发生污秽闪络。
下面通过变电站电力设备户外绝缘泄漏电流在线监测系统的运行情况监测数据并分析泄漏电流的变化规律。
一般泄漏电流信号的采集可在设备的接地线中串入取样电阻或微安表，在接地线上加套电流传感器等。
但通常设备接地线不易拆开，故图4－1中的系统利用泄漏电流沿面形成的原理，在绝缘子串铁塔侧的最后一片绝缘子上方安装一开口式的引流装置卡，将泄漏电流通过双层屏蔽线引入到数据采集单元中。
采用该引流器，无需停电即可安装，不影响线路正常运行。
设计了适用于泄漏电流采集的传感器之后，采用一种基于高速数据采集卡的计算机数据采集系统，本系统的特点是采集和处理都由上位机完成。
为了提高报警的可靠性，提出一种模糊报警模型。
图14-1 泄漏电流在线监测原理图泄漏电流信号被送入信号变换单元，在信号转换单元中首先经过过压(雷击)保护电路，然后将电流信号转换成电压信号。
这个电压信号被后面的信号处理电路差动放大，经过前级差动放大后，信号通过带阻滤波器，滤波后的信号经过非线性放大电路放大和隔离之后进入A/D转换器。
非线性放大的目的是将信号压缩，充分利用数字系统的分辨率。
由于A/ D转换通道的增益是1～8倍可调的，从而使整个系统的泄漏电流分辨率可以达到微安级。
第二节 介质损耗角正切值的在线监测绝缘在线监测损耗因数tgδ的方法很多，如电桥法、全数字测量法等，常用的方法是监测绝缘体的泄漏电流及PT信号，通过计算泄漏电流和电压的相角差而得到介质损耗角正切值tgδ的数值。
其测量原理大都使用硬件鉴相及过零比较的方法。
目前的绝缘在线监测产品基本都是用快速傅立叶变换（FFT）的方法来求介损。
取运行设备PT的标准电压信号与设备泄漏电流信号直接经高速A/D采样转换后送入计算机，通过软件的方法对信号进行频谱分析，仅抽取50Hz的基本信号进行计算求出介损。
这种方法能消除各种高次谐波的干扰，测试数据稳定，能很好地反映出设备的绝缘变化。
但由于绝缘体的泄漏电流非常微弱，而且现场的干扰较大，要准确监测绝缘体的泄漏电流比较困难。
因此，要实现绝缘损耗因数tgδ的在线监测，必须解决微弱电流的取样及抗干扰问题。
一、电桥法电桥法在线监测tgδ的原理图如4-2所示，由电压互感器带来的角差，可通过RC移相电路予以校正。
然而角差会随负载大小等因素的影响有所变动，所以校正也不可能是很理想的。
电桥中R3，C4的调动可以手动，也可以自动。
由于是有触头的调节，为了长年的使用，必须选择十分可靠的R3，C4可调节元件。
电桥法的优点是，它的测量与电源波形及频率不相关；其缺点是，由于R3的接入，改变了被测设备原有的状态。
为了安全，还要装有周密的保护装置。
图4-2 电桥法在线监测tgδ原理图C x——试品；C0——标准电容器；PT——电压互感器；G——指零仪二、全数字测量法全数字测量法又称数字积分法，这是一种用A/D转换器分别对电压和电流波形进行数字采集，然后根据傅里叶分析法的原理进行的数字运算，最终可以求得tgδ值。
被测设备的电压信号由同相的电压互感器PT提供，或再经电阻分压器输出。
电流信号由电容式套管末屏C x2接地线或设备接地线上所环绕的低频电流传感器CT获得。
由后者把电流信号转换为电压信号。
这种CT需要特殊设计，以使所产生的角差极小。
由于获取电流信号方面的限制，全数字测量法仅限于使用在电容型设备上。
图4-3表示电压和电流信号的拾取。
图14-3 电压和电流信号的拾取（a）电压信号的拾取；（b）电流信号的拾取实际的电压波和电流波是含有谐波的周期性函数。
在电路原理中已阐明，当一个周期性函数f(t)，在满足狄里赫利条件时，它可以展开成三角形式的傅里叶级数：（4-1）或（4-2）式中，ω为基波角频。
现只取基波，即只取n=1的一个项，其中幅值（4-3）各有关电路原理的书籍中均已证明了系数（4-4）其中，T为周期。
系数（14-5）（14-6）对于流过试品的电流i（t）和加在试品上同一个相的电压u(t)的两路信号，分别可以通过式（14-4）~（14-6）求得各自的电流及电压基波幅值I1，U1和基波相位θi和θu。
这样可得介质损失角正切（14-7）所测介质的电容为（14-8）在理想条件下，根据采样定理的概念，A/D的采样率不必取得很高，即可达到足够的准确度。
在此条件下，求系数a1和b1时的数字积分的运算工作量不大。
但是电力系统的频率f允许在一定范围内变动（我国为（50±0.5）Hz），尽管采样率可以很准确地达到一定值，但真正要实现同步采样是比较困难的。
同步采样是指被采样信号的真正周期T 等于等间隔采样周期T s的整数倍。
不能实现同步采样就会产生非同步采样误差。
为了解决或减小这一误差，需在软件或硬件上另行采取措施，例如采样方法可采用准同步采样。
本法的优点是硬件系统比直接测量介质损耗角δ的方法简单。
此外，因只对基波进行运算，故等于对谐波进行了比较理想的数字滤波。
第三节 局部放电的在线监测一、绝缘内部局部放电在线监测的基本方法局部放电的过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。
因此针对这些现象，局部放电监测的基本方法有脉冲电流测量、超声波测量、光测量、化学测量、超高频测量以及特高频测量等方法。
其中脉冲电流法放电电流脉冲信息含量丰富，可通过电流脉冲的统计特征和实测波形来判定放电的严重程度，进而运用现代分析手段了解绝缘劣化的状况及其发展趋势，对于突变信号反应也较灵敏，易于准确及时地发现故障，且易于定量，因此，脉冲电流法得到广泛应用。
目前，国内不少单位研制的局部放电监测装置普遍采用这种方法来提取放电信号。
该方法通过监测阻抗、接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，获得视在放电量。
它是研究最早、应用最广泛的一种监测方法，也是国际上唯一有标准（IEC60270）的局放监测方法，所测得的信息具有可比性。
图14－4为比较典型的局部放电在线监测（以变压器为例，图中CT表示电流互感器）原理框图。
图14－4 脉冲电流法监测变压器局部放电原理框图随着技术的发展，针对不同的监测对象，近年来发展了多种局部放电在线监测方法。
如光测量、超高频测量以及特高频测量法等。
利用光电监测技术，通过光电探测器接收的来自放电源的光脉冲信号，然后转为电信号，再放大处理。
不同类型放电产生的光波波长不同，小电晕光波长≤400nm呈紫色，大部为紫外线；强火花放电光波长自<400nm扩展至>700nm，呈桔红色，大部为可见光，固体、介质表面放电光谱与放电区域的气体组成、固体材料的性质、表面状态及电极材料等有关。
这样就可以实现局部放电的在线监测。
同样，由于脉冲放电是一种较高频率的重复放电，这种放电将产生辐射电磁波，根据这一原理，可以采用超高频或特高频测量法监测辐射电磁波来实现局部放电在线监测。
日本H.KAwada等人较早实现了对电力变压器PD的声电联合监测（见图4-5）。
由于被测信号很弱而变电所现场又具有多种的电磁干扰源，使用同轴电缆传递信号会接受多种干扰，其中之一是电缆的接地屏蔽层会受到复杂的地中电流的干扰，因此传递各路信号用的是光纤。
通过电容式高压套管末屏的接地线、变压器中性点接地线和外壳接地线上所套装的带铁氧体（高频磁）磁心的罗戈夫斯基线圈供给PD脉冲电流信号。
通过装置在变压器外壳不同位置的超声压力传感器，接受由PD源产生的压力信号，并由此转变成电信号。
在自动监测器中设置光信号发生器，并向图中所示的CD及各个MC发出光信号。
最常用的是，用PD所产生的脉冲电流来触发监测器，在监测器被触发之后，才能监测到各超声传感器的超声压力波信号。
后由其中的光信号接收器接收各个声、电信号。
综合分析各个传感器信号的幅值和时延，可以初步判断变压器内部PD源的位置。
如果像图4-6所示的波形及时延情况，则可判断PD源离MC2的位置更近一些。
由于现场存在大量的干扰，故在线测量的PD灵敏度要比屏蔽的实验室条件下测量的灵敏度低得多。
IEC要求新生产的≥300kV变压器在制造厂的实验室里试验时，PD的视在放电量应小于300pC～500pC。
一般认为现场大变压器的PD量在≥10000pC时，应引起严重关切。
所以PD的监测灵敏度至少应达到5000pC。
然而即使是这样一个要求，在进行在线测量时，也并非一定能够实现。
图14-5 电力变压器PD的在线声电联合监测CD—电流脉冲检测器；MC—超声压力传感器；RC—罗戈夫斯基线圈；NP—中性点套管图14-6 电力变压器PD的在线监测时获得的电流脉冲及超声信号(a)来自某RC；(b)来自MC2；(c) 来自MC5RC—罗戈夫斯基线圈；NP—中性点套管二、局部放电在线监测中的抗干扰措施简介局部放电在线监测系统主要采用脉冲电流法，但是，实际应用效果往往不够理想，因为现场环境中局部放电信号的提取较为困难，干扰有时比局部放电脉冲信号强2～3个数量级，而且局部放电测量中的干扰信号是多种多样的，按频带可分为窄带干扰和宽带干扰，而按其时域波形特征可分为连续的周期性干扰、脉冲型干扰和白噪声3类，连续的周期性干扰包括：电力系统载波通信和高频保护信号引起的干扰、无线电干扰。
此类干扰的波形通常是高频正弦波，有固定的频率和频带宽度。
脉冲型干扰信号包括：供电线路或高压端的电晕放电、电网中的开关及晶闸管整流设备闭合或开断引起的脉冲干扰、电力系统中其他非监测设备放电引起的干扰、试验线路或邻近处的接地不良引起的干扰、浮动电位物体放电引起的干扰、设备的本机噪音和其他的随机干扰。
此类干扰在时域上是持续时间很短的脉冲信号，而在频域上是包含多种频率成分的宽带信号，具有与局部放电信号相似的时域和频域特征。