在线监测系统中高压真空断路器的智能研制和故障诊断
(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断
(完整word版)电气设备在线监测与故障诊断网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目：电气设备在线监测与故障诊断学习中心：层次：专科起点本科专业：年级: 年春/秋季学号：学生:指导教师：完成日期：年月日内容摘要文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断，论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术，探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义,在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对电气设备的状况进行连续或定时的监测，电气设备的故障诊断的方法,探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。
关键词：电气设备；在线监测；故障诊断；发展趋势；技术不足目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1。
1 课题的背景及意义 (1)1.2 国内外研究和发展动态 (1)1。
2。
1 在线监测与故障诊断技术发展概况 (1)1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向 (1)1。
3 本文的主要内容 (2)2 电气设备的在线监测 (4)2.1 概述 (4)2。
2 高压断路器的在线监测 (4)2.3 变压器的在线监测 (4)2.4 金属氧化物避雷器的在线监测 (4)2。
5 电容型设备的在线监测 (5)3 电气设备的故障诊断 (6)3。
1 系统的基本框架 (6)3.2 故障诊断方法 (6)3.3 远程故障诊断系统 (7)4 在线监测和故障诊断技术存在的问题 (8)4.1 在线监测装置的稳定性 (8)4。
2 在线监测与诊断系统的标准化 (8)4.3 电气设备剩余寿命预测技术 (9)5 结论 (10)参考文献 (11)附录 (12)1 绪论1。
1 课题的背景及意义近年来,国内外电网大面积停电事故时有发生,原因大多与电网设备存在问题和电网运行问题有关。
为防止电气设备自身故障导致电网事故采用在线监测与故障诊断技术来对电气设备运行状态进行监测和诊断，已成为发展方向,并引起各方面的重视。
高压隔离开关的运行状态监测与故障预警系统
高压隔离开关的运行状态监测与故障预警系统随着电力系统的日益发展和电力需求的增加，高压隔离开关在电力传输和配电系统中起到至关重要的作用。
为确保高压隔离开关的安全可靠运行，监测其运行状态并及时预警发生的故障就显得尤为重要。
本文将介绍一种高压隔离开关的运行状态监测与故障预警系统，以提高电力系统的可靠性和安全性。
高压隔离开关的运行状态监测是指对开关的各项参数进行实时监测和数据采集，包括电压、电流、温度等。
通过对这些参数的监测和分析，可以了解开关的工作状态、负载情况以及潜在的故障隐患，从而做出相应的维护和管理。
而故障预警系统则是在监测到异常情况时，通过预警信号及时通知运维人员，以便他们能够采取紧急措施进行处理，避免事故的发生。
该系统主要由三个组成部分构成：传感器采集模块、数据分析与处理模块以及预警与报警模块。
传感器采集模块被安装在高压隔离开关的关键位置，用于采集与开关相关的各项参数。
这些传感器可以包括电流传感器、电压传感器、温度传感器等。
采集到的数据通过数模转换器转换为数字信号，然后传输到数据分析与处理模块。
数据分析与处理模块是整个系统的核心部分，它利用数据挖掘和机器学习等技术对传感器采集到的数据进行分析和处理。
首先，系统需要建立运行参数的历史数据库，并利用数据挖掘技术对数据进行预处理和清洗，以去除异常数据和噪声干扰。
然后，利用机器学习算法对清洗后的数据进行建模和训练，以便能够识别出正常运行状态和不正常故障状态的特征。
基于训练好的模型，数据分析与处理模块能够对传感器采集到的实时数据进行实时监测与分析。
当监测到开关的某些参数超过了设定的阈值或者出现其他异常情况时，系统将自动触发预警与报警模块。
预警与报警模块可以通过声音、光纤或者短信等多种方式向运维人员发送预警信号，通知他们发现问题并进行相应的处理。
为了实现高压隔离开关的运行状态监测与故障预警系统，我们需要安装并配置相应的硬件和软件设备。
其中，传感器采集模块需要根据开关的具体情况选择合适的传感器，并将其布置在关键位置。
高压断路器的状态监测问题研究
高压断路器的状态监测问题研究【摘要】高压断路器是电力系统中主要的控制设备，它具有灭弧特性，使用范围广，应用在各种电压等级中，主要作用是在正常情况下，控制电气设备及电力线路的开断和投入；当电力系统发生故障时，与继电保护及自动装置配合，快速切断故障电流，保证电网无故障部分正常运行。
以下介绍高压断路器在线监测诊断类型，能够及早发现设备隐患，减少高压断路器器维护费用。
【关键词】电力系统；高压断路器；状态监测；电流监测；机械振动；动态电阻0引言随着社会和经济的发展，电力系统在国民经济中的地位日趋重要，因此对电力系统安全可靠性提出了更高的要求，同时，电力系统的改革也促使各个电力运营商在满足质量要求的情况下追求以最低的成本实现最终的目标，而其中重要的举措之一就是采取科学的监测和故障诊断手段对电气设备进行检修，从而能够提早发现设备隐患，提高设备的可靠性，降低运行和维修成本。
１机械振动信号的监测高压断路器操作过程中机械零部件间的碰撞或摩擦会引起振动，振动信号可以反映断路器的机械状态。
机械振动信号是一个重要的信息载体，包含有大量的设备状态信息，它由一系列瞬态波形构成，每一个瞬态波形都是断路器操作期间内部“事件”的反映。
振动是对设备内部多种激励源的响应，对高压断路器而言，激励源包括分、合闸电磁铁、储能机构、脱扣机构、四连杆机构等内部构件的运动。
断路器机械状态的改变将导致振动信号的变化，这是利用振动信号作为故障诊断依据的理论基础。
通过适当的检测手段和信号处理方法，配合其它信号对断路器进行诊断可以识别振动的激励源，从而找出故障源。
振动信号是瞬时非平稳信号，不具有周期性振动，它是由于操动机构内部各构件的受力冲击和运动形态的改变引起的，在断路器的一次操作中，有一系列的构件按照一定的逻辑顺序启动、运动、制动，形成一个个振动波，沿着一定的路径传播，最终到达传感器的是一系列衰减振动波的叠加。
２断路器分、合闸线圈电流的监测高压断路器一般都以电磁铁作为操作的第一级控制元件，操动机构中使用的绝大部分是直流电磁铁。
电气设备的智能化检测与故障诊断算法研究
电气设备的智能化检测与故障诊断算法研究随着科技的不断发展，智能化已经渗透到我们生活的各个领域中。
作为电气系统的核心组成部分，电气设备的智能化检测与故障诊断算法的研究和应用也成为了当前电气领域中的一个热点话题。
1. 引言电气设备是我们日常生活中必不可少的一部分，其中包括发电设备、输电设备、用电设备等等。
然而，随着电气设备的不断更新换代以及运行时间的不断延长，设备出现故障的概率也会逐渐增加。
传统的设备检测和故障诊断通常需要人工参与，耗时耗力且不准确。
因此，研究一种能够自动检测设备状态并精确诊断故障的智能化算法变得尤为重要。
2. 智能化检测算法的研究2.1 传统算法的局限性传统的电气设备故障诊断方法通常基于阈值监测，当设备的各项参数超出预设范围时，会判断出现故障。
然而，这种方法的问题在于无法检测到隐蔽故障，也无法对设备未来可能出现的故障进行预测。
2.2 基于机器学习的智能化算法为了克服传统算法的局限性，学者们开始利用机器学习算法进行电气设备的智能化检测和故障诊断。
这种算法通过训练模型，使其能够自动学习设备的正常状态和各种故障状态下的特征，从而实现自动检测和诊断。
2.3 深度学习算法的应用深度学习是机器学习的一个重要分支，具有强大的特征提取和模式识别能力。
因此，研究者们开始尝试将深度学习算法应用于电气设备的智能化检测与故障诊断中。
通过深度学习算法，可以自动学习设备状态的特征，并且具备较高的准确度和鲁棒性。
3. 故障诊断算法的研究电气设备的故障诊断算法是智能化检测的关键环节。
各种电气设备故障的原因复杂多样，因此需要设计多种算法来解决不同的故障类型。
以下是几种常见的故障诊断算法：3.1 基于模型的故障诊断基于模型的故障诊断方法通过建立设备的数学模型，与实际测量数据进行对比，从而判断设备是否存在故障以及故障的位置和类型。
这种方法需要提前对设备进行建模，并需要准确的测量数据作为输入。
3.2 基于信号处理的故障诊断基于信号处理的故障诊断方法通过对设备产生的信号进行处理和分析，来判断设备是否存在故障。
真空断路器状态在线监测系统探讨
真空断路器分 、 闸机械特性参数包括 ： 合 刚分与 刚合 速度 、 闸与 分 ５硬 件 设 计 ． 合闸平均速 度、 分闸与合 闸最 大速度 、 闸与合 闸时间 、 分 触头 开距 、 触 Ｃ Ｎ作为一种有效 支持分 布式通信 的现场总线 ．具有高 的可靠 Ａ 头超程 、 触头 行程、 触头 弹跳时间 、 头反弹幅值 、 触 分闸与合 闸不 同期 性 和实时性 ． 同时又有简单 、 易用 以及性价 比高 的优点 ， 能够完 成现场 性 、 圈电流 和主回路 电流 和电压 。断路器机械部 分的磨损 、 线 疲劳老 监测单元 与管理设备之 间的数字通信 ， 沟通现场监测单元 和更 高管理 化、 生锈 、 阀的缓 慢动作 以及零件装配 不当等均会影 响断路器 的机械 层 网络之 间的联 系， 真正做到 “ 分散处理 ． 中管理 ” 集 。基 于以上原 因 ， 特性 ． 测开关动作 的行程——时 间特 性 ． 监 提取各 种机械特性 参数并 本设计选择 Ｃ Ｎ总线作为监 测单元 通信模块 的解决方案 Ａ 分析其变化可发现较多机械故障隐患 。 并可预测可能 的故 障部 件。监 ６ 软 件 设 计 ． 测线圈电流波形的变化可 以诊断 出断路器机械故障 的趋势 ． 断路器 对 本文软件设计采用结构化和模块化设计 。 系统 中主程序主要完成 中发生几率危害最大的拒动、 误动故障的诊断尤为有效。 系统 自检 、 初始化 、 故障处理 以及协调各功能模块等功能。 各功能模块 ３关键参数 的确定 ． 主要完成对所测信号进行采样 、 存储 、 计算和输 出控制 、 显示等功能。 ３１ 位 点 的 确 定 ．换 合 闸采样 程序主要 是采集合 闸过 程中电流 、 电压 、 动触头行程等 换位点的确定是设计的一大难点 ． 它涉及多个机械特性参数 的计 信号 。 另外还特别记 录用 作机械特性计 算的起始点 和换位点 ． 包括合 算， 如分、 合闸时间 ， 不同期性 等。 本设 计 以分 、 闸线圈中通过电流的 闸线 圈电流的起始时刻 以及动触头位 置 ． 合 首相合 闸时亥及位置 ． ４ 三相 瞬间作 为分 、 闸动作的起始 时间。 合 由于是以真空断路器为监 测对 象 ． 全合时刻及位置 测 量断路器 的机械 特性 ． 开距 和超程是 已知的 ． 以通过记录动触 头 所 分闸采样程序 的作用与合闸采样程序类似 ． 但记 录的对象稍有不 动作过程 中的位移和时间点就可以确定 每一个 点的速度 ． 因此本设计 同 。除电流 、 电压 、 动触头行程等信号外 ， 记录的主要是分 闸线 圈电流 以达 到超程位移时的时间点作为刚分、 ０ 冈 合换位点 的起始时刻 以及动触头位置 ．首相辅助触点状态变化 的时刻及位置 ． ３２位移量 的确定 ． 三相辅助触点状态变化的时刻及 位嚣。 在 时间量和对应 位移量确定 的前提下 ， 程 、 行 超行程 以及开距 等 Ｃ Ｎ通信程序主要包括 Ｃ Ｎ模块 的初始化 、发送数据和接 收数 Ａ Ａ 参量依次可求 出。 从合 闸前 的稳态位置 到合 闸后 的稳态位置之 间的位 据程序 。其 中， Ａ Ｃ Ｎ模块的初始化在 主程 序的开头进行 ， 完成包括模 移量 之差 ． 即是触头合 闸行 程； 闸前 的稳 态位置 到分 闸后的稳态 式寄存器 、 从分 控制 和状 态寄存器 、 发送缓 冲寄存 器 、 接收缓 冲寄存器 、 波 位置之 间的位移量 之差 ， 即是触 头分 闸行程 。三相触头全接触开始 到 特率控制寄存器 、 中断状态和控制寄存器的定义。 发送到 Ｃ Ｎ总线上 Ａ 合 闸后 稳态位置 的位移 量之差 ， 即是合闸超行 程 ． 行程 和超程之差 即 的数据是 由单片机 内 Ｃ Ｎ控制器 自动完 成的 ．发送程序只需将待发 Ａ 为触头开距 。 本设计合 闸超行程 的起始点是 由最后一相 主回路 导通 的 送 的信息帧送到 Ｃ Ｎ控制器发送缓冲区后 ， Ａ 启动发送命 令即可 。 Ａ ＣＮ 时刻对应 的位移确定 的 数 据接收采用 中断方式其 余部分在主程序 中循环执行 ．信 息从 Ｃ Ｎ Ａ ３３ －速度量 的确定 总线到 Ｃ Ｎ接收缓冲 区是 由 Ｃ Ｎ控 制器 自动完成 （ Ａ Ａ 下转第 ４ ４ ） １页
高压断路器的状态监测问题研究
２ 断路器 分 、 闸线 圈 电流 的监测 合
Ｑ ∑厶 ＝ ａ
作者简介 ： 高德 文（９ （ ） 男， １８卜 ， 汉族 ， 宁夏银川人 ，０ ５年毕业 于黑龙 江科 技学院 电气工程 自动化专业 ， ２０ 获工学学士学位 ， 助理 工程师 ， 现
主要从事 电气运行及检修 维护工作 。
１２ 科技视界 ｓ Ｎ Ｅ＆Ｔ ｃ Ｎ 。 Ｙ Ｖ 。Ｎ ２ｌ ｃＥ ｃ Ｅ Ｈ 。Ｌ Ｇ
信 号是一个重要 的信息 载体 ，包含有大量 的设 备状态信 息 ．
它 由一系列瞬态波形构 成 ， 每一个 瞬态波形都是 断路器操作
期 间内部“ 事件” 的反映。振动是对设备 内部 多种激励源 的响
应， 对高压 断路器 而言 ， 激励源 包括分 、 闸 电磁铁 、 能机 合 储 构、 脱扣机构 、 四连杆机构等内部构件的运动。断路器机械状 态的改变将导致振 动信 号的变化 。 这是利用振 动信号作 为故
Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｖｉ ｏ ｃｅ ｃ Ｏ 期 ２月 ６
科 技 视 界
机械与电子
高压断路器的状态监测 问题研究
高德 文
（ 神华 宁夏 煤 业集 团煤 炭化 学 工业分 公 司 甲醇厂 宁夏 灵武
【 摘
７０１） ５ ４ １
要】 高压断路器是 电力 系统 中主要 的控 制设备 ， 它具有灭弧特性 ， 用范 围广 ， 使 应用在各种 电压等级 中， 主要作 用是在
正常情 况下， 控制 电气设备及 电力线路 的开断和投入 ； 当电力 系统发生故 障时 ， 与继 电保护及 自动装置 配合 ， 快速切 断故 障电 流， 保证 电网无故 障部 分正常运行 。 以下介绍 高压断路器在线监测诊 断类型 ， 能够及早发现设备 隐患， 减少高压 断路 器器维护费
电力系统智能监测与故障诊断技术研究
电力系统智能监测与故障诊断技术研究随着科技的飞速发展，智能监测技术在电力系统中得到了广泛应用，极大地提高了电网的运行效率和稳定性，同时也保障了电力供应的安全和可靠性。
本文将从电力系统的智能监测和故障诊断两个方面入手，讨论现有技术的发展和应用，并探讨其未来的发展趋势。
一、电力系统智能监测技术的发展与应用电力系统智能监测技术是指利用先进的传感器和数据分析技术，对电力系统进行实时监听、监测和分析，以发现电力系统中的异常情况，并及时采取措施进行调整和修复，保障电力供应的安全、可靠和高效。
它是电力系统运行和管理中不可或缺的一部分。
目前，电力系统智能监测技术主要应用于配电系统、输电系统、变电站等电力系统核心领域，通过实时监测电力系统的电流、电压、频率等数据，对电网运行状态进行智能分析和判断，确保电网的高效运行。
如在配电系统中，通过实时监测线路电流和电压等数据，可以实时掌握系统运行和设备状态，并通过数据分析技术，判断设备是否存在异常情况，以及发现潜在的故障隐患。
二、电力系统故障诊断技术的发展与应用在电力系统运行过程中，难免会出现各种各样的故障和异常情况，这就需要电力系统故障诊断技术进行有效的诊断和解决。
电力系统故障诊断技术主要应用于降低电网故障率，提高电网可用性，是电力系统运行和管理中非常重要的一部分。
目前，电力系统故障诊断技术主要包括传统的电力系统故障诊断技术和基于数据分析的故障诊断技术。
传统的电力系统故障诊断技术主要是利用传统的测量和测试手段，如红外测温、绝缘测试等，结合专家经验进行故障诊断。
虽然这种方法简单可靠，但是诊断速度较慢，而且对于一些复杂的故障情况，无法进行准确的判断。
基于数据分析的故障诊断技术则是利用先进的数据挖掘、分析和机器学习技术，通过分析监测数据和历史数据，建立电力系统的故障模型和相关规则，以实现对电力系统故障的自动诊断和预测。
这种方法具有诊断速度快、准确性高的优点，可以有效地解决电力系统故障诊断的问题。
高压输电线路状态监测与故障预警系统研究
高压输电线路状态监测与故障预警系统研究随着电力系统的快速发展，高压输电线路的安全运行变得尤为重要。
为了确保电力系统的可靠性和稳定性，及时监测和预警高压输电线路的状态和故障成为了一项紧迫的任务。
在这个背景下，高压输电线路状态监测与故障预警系统的研究变得尤为重要。
高压输电线路状态监测和故障预警的关键是通过有效的检测手段对线路的状态进行实时监测，并通过精确的故障诊断和预警方法预测潜在的故障风险。
目前，该领域的研究主要集中在以下几个方面：传感器技术、数据采集与处理、故障诊断和预警方法等。
首先，传感器技术在高压输电线路状态监测中起着关键作用。
传感器可以实时检测各种电气参数（如电流、电压、温度等）以及机械参数（如振动、电磁场等），从而有效地提供线路的运行状态信息。
高压输电线路通常存在着复杂的工况环境，如恶劣的天气条件、高温等，为了确保传感器的准确性和可靠性，需要考虑传感器的防护措施、抗干扰能力以及长时间稳定运行能力。
其次，数据采集与处理是高压输电线路状态监测的关键环节。
大量的实时数据需要采集并进行有效处理，以获取准确的线路状态信息。
随着科技的快速发展，物联网技术如传感器网络、无线通信技术的应用将为数据采集与处理提供更加可靠和高效的解决方案。
利用数据采集与处理系统，我们可以实现对线路的运行状况、电流和电压波形、温度变化等信息的准确监测和分析，从而为故障预警提供有力的支持。
故障诊断和预警方法是高压输电线路状态监测与故障预警系统研究的重点。
通过对线路状态数据的分析和处理，可以判断出线路中存在的故障类型和位置，并进行故障风险评估，从而提前采取相应的措施。
目前常用的故障诊断和预警方法包括基于模型的方法、机器学习方法和深度学习方法等。
这些方法通过建立数学模型和利用大量故障数据进行训练，可以实现对线路故障的准确诊断和预警，提高线路故障处理的效率和可靠性。
高压输电线路状态监测与故障预警系统的研究还面临一些挑战和难题。
首先是对于大规模电力系统的监测和预警问题，如何利用现有技术手段实现对大量线路的实时监测和快速故障预警仍然是一个难题。
基于高压真空断路器的故障分析与处理
基于高压真空断路器的故障分析与处理摘要：在电力系统中，高压真空断路器是一个比较关键的开关设备，它不仅控制着电网的运转还对电网的安全性起到了重要的保护作用。
如果断路器没有在系统出现问题的时候纠正不规范的动作，清除故障就会导致事态越发的变坏，严重的时候将会导致整个系统的崩溃。
所以说保证高压断路器的良好性能、稳定可靠是电力系统关系到整个系统的安全稳定运行，十分重要。
关键词：高压真空断路器；故障分析；处理方法1.高压真空断路器的作用高压真空断路器首先是一个挂件的开关设备，这一开关设备主要的作用就是控制整体电网的运转，在此基础上对于电网的正常运转起到一个保护的作用。
在实际的工作状态下它是主要是控制断路器的开合，通过断路器的开合来改变投入和切除的线路设备，最终改变了整体电网的运行状态。
如果在工作当中整体电网的某些线路设备出现了问题，那么高压断路器就可以将出现问题的线路设备和电网的联系进行切断，以此来保证电网的整体稳定以及运行的安全。
但是如果在某些线路设备出现问题的时候相应的高压断路器不能正常的工作或者是进行了错误的工作，那么就会让事态的严重性恶化，最终可能会导致整体的奔溃。
所以只有对于高压真空断路器进行很好的各种诊断才能够让电力系统整体保持良好的工作。
真空断路器因为其工作的特点必须要能够承受频繁的操作，从外形以及特点来说，真空断路器重量轻，体积也是相对较小的。
从目前来说，我们国家的高压真空断路器已经得到了国际同行业的认可。
2.高压真空断路器运行中常出现的故障问题2.1断路器拒合、拒分和误分真空断路器运行出现像拒合、拒分这样的故障最显著的表现就是断路器接收到合闸（分闸）的信号之后，虽然在此时合闸（分闸）电磁铁、铁心顶杆、合闸（分闸）弹簧和带动断路器都能够正常的运行，其灭弧室无法正常的合闸（分闸）。
断路器的误分主要是表现在缘由不详动作跳闸。
2.2断路器合闸弹跳时间增加故障真空断路器在合闸的时候弹跳时间如果增加，很容易导致触头被烧毁。
高压开关柜在线监测与故障诊断分析
的诊 断和处 理方 法 。
关键 词 ： 高压 开关 柜 ； 在线 监测 ； 故障分 析
Ｏ 引 言
作 为 电 力 系统 中 比较 重要 的 电气 设 备 之 一 ， 高 压 开 关 柜 在
实 际 运行 中常 会 因为 一 些 原 凶 而 出 现运 行 状 况 恶 化 的 状 况 ， 从
穿、 瓷 瓶套 管 、 雷 电 过 电压 闪 络 击 穿 、 绝 缘 相 问 闪络 击 穿 、 内绝 缘 对 地 闪络 ＿ 击穿等 ［ 。
刘伟华
（ 中煤 国际 一 ｒ ： 程 集 团北 京华 宇＿ Ｔ ＝ 程 有限公 司 ， 北京 １ ０ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要： 分析 ＿ ｒ 高 压开关柜 故 障的基本 特征 、 主要 表现及 其原 ， 在此 基础 上 介绍 了高 压开 关 柜 的在线 监 测 ， 并探讨 ｌ ｒ 不 同 类型 故 障
而 导 致 电 力 系统 的 整 体 故 障 。 凶此 ， 要 不 断 加 强 对 高 压 开 关 柜 运 行 状 态 的检 测 ， 及时 发现隐藏 的故障并及 早处理 ， 不 断 减 少 高 压 开关 柜 的维 修 次 数 ， 从 而 提 高 整 个 电 力 系 统 的 可靠 性 与稳
定性 。
振 动传 感 器 的主 要 作 用 在 于监 测 振 动 ， 受 到 振 动 范 围 和 强 弱不同的影响 ， 监 测 过 程 应 由 局 部 放 电所 导 致 的 微 弱 振 动 开 始， 同 时对 较 为 强 大 的 振 动 进 行 在 线 监 测 ， 应 按 照 振 动 频 率 的 不 同， 选择 相 应 的传 感 器并 确 定 适 的监 测 参 数 。加 速 度 传 感 器 的敏 感 元 件 为 压 电 晶体 ， 其带 宽能够达到 ２ ０ ０ ｋ Ｈｚ 左ｆ ｎ 与设 备 表 面 相互 连接 ， 主要 作 用 在 于对 局 部 放 电进 行 监测 。 住 监测其他的振动时 ， 应 使 用低 频 振 动 加 速 度传 感 器 。
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在线监测系统中高压真空断路器的智能研制和故障诊断
发表时间：
2017-09-04T16:01:14.557Z 来源：《电力设备》2017年第14期 作者： 庄海璐 蒋艳欣
[导读] 摘要：我国经济体量的不断增加，区域经济的快速发展，对于电力资源的需求量日益扩大，为了进一步提升国家电力网络的供应能
力，实现电力资源的充足、稳定以及安全供应，相关部门以及技术人员着力进行电力网络技术的开发，推动电力网络的智能化。
（国网江苏省电力公司宿迁供电公司 江苏宿迁 223800）
摘要：我国经济体量的不断增加，区域经济的快速发展，对于电力资源的需求量日益扩大，为了进一步提升国家电力网络的供应能
力，实现电力资源的充足、稳定以及安全供应，相关部门以及技术人员着力进行电力网络技术的开发，推动电力网络的智能化。文章以高
压真空断路器作为主要研究对象，全面分析现阶段其在运行过程中发生的主要故障类型，在此基础上，以现有的技术为框架，进行在线监
测系统的智能研发与故障诊断机制的构建，以期降低高压真空断路器运行维护成本，着力促进电力网络体系建设的现代化。
关键词：高压真空断路器；在线监测系统 ；智能开发；故障诊断
前言
高压真空断路器作为电力系统的重要构成部分，在控制电路网络关断以及隔离故障电路等方面发挥着关键性的作用，在较长一段的时
间内，由于受到技术条件等客观因素的限制，高压真空断路器在进行检修的过程中，往往需要耗费大量的人力资源，对高压真空断路器进
行停电试验，并且由于其故障较为隐蔽，难以在较短时间内，进行有效排查与处理，无形之中增加了高压真空断路器故障诊断与维护的时
间成本，致使其作用难以得到有效发挥
[1]。基于这种情况，技术人员以现有的信息技术、计算机技术等技术手段为支撑，对高压真空断路
器的主要故障进行归类分析，在相关原则的指导下，逐步构建起在线监测系统，以此提升高压真空断路器的故障诊断效率，保证其稳定、
高效运作，满足电力资源网络运行的客观要求。
1.
高压真空断路器主要故障分析
高压真空断路器的正常运行对于提升电力网络的安全性、稳定性以及可靠性有着十分重大的现实意义。对高压真空断路器主要故障的
全面分析，能够帮助技术人员进一步理清在线监测系统智能研制与开发过程中的重点环节，实现对设备故障准确实时发现，快速反应，进
而为后续高压真空短路故障检修工作的开展提供了必要的技术支持。根据国家电力科学研究院提供的数据来看，
2015年我国高压真空断路
器故障的类型以及频率如下图所示：
从故障发生的实际情况来看，高压真空短路器的故障位置、故障类型较为多样，这就要求技术人员在进行高压真空断路器故障诊断在
线监测系统智能研制的过程中，需要根据主要相关故障类型以及发生频率，采取必要的分析手段，构建起在线监测体系
[2]。在线监测体系
构建的过程中，要针对性的对各类信号进行必要的监测，例如环境变量、振动信号、分合闸状态、真空度、局部放电、弹簧疲劳程度以及
分合闸线圈电阻等信息，采用针对性的监测方式，进行实时监控，一旦发现问题，能够及时进行信息数据的汇总分析，在此基础上实现高
压真空断路器故障诊断工作的有序开展。
2.
高压真空断路器在线监测硬件系统设置
在线监测硬件系统在高压真空断路器故障诊断中的实现，要充分体现科学性的原则，对高压真空断路器故障诊断的相关内容、在线监
测硬件系统工作的定位以及具体职能，进行细致而全面的考量，才能够最大限度地保证在线监测硬件系统能够满足高压真空断路器故障诊
断工作的客观要求。高压真空断路器在线监测系统构建的过程中，为了保证故障诊断的有效性，技术人员需要立足于在线监测系统构建的
实际需求，进行智能化在线监测系统的总体设置。基于这种考量，技术人员以相关传感器为主要技术框架，确保在线监测系统总体结构设
计的科学性。其结构如下图所示：
在总体结构设计的过程中，将高压真空断路器划分为两大部分，下层作为信息数据收集单元，对各类传感器和DSP数据处理单元进行
合理优化，确保信息能够在短时间进行快速传输与科学利用，并将处理结果上传到上层结构，借助于相关设备，实现了故障数据的保存、
诊断以及现实，进而为后续故障维护工作的开展提供了必要的技术支持
[3]。现阶段为了保证提升高压真空断路器在线监测系统工作质量，
采取直线位移传感器、振动传感器、霍尔电流传感器以及角位移传感器等多种传感器，构建其科学高效的传感器体系。在实际操作的过程
中，直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位
移来测量不同的阻值，确保对高压真空断路器故障微小电流的监控效果。振动传感器并不是直接将高压真空断路器原始要测的机械量转变
为电量，而是将原始测量的机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机
电变换部分再将变换为电量，提升了在线监测系统的实际应用效果，对高压真空断路器中的机械信号进行实时捕捉。霍尔电流传感器在高
压真空断路器在线监测系统中应用，提高灵敏度，使其能够在恶劣条件下，有效提升断路器的稳定性、降低工作电压、减少功耗，构建起
现代化的在线监测系统。角位移传感器在实际应用的过程中，采用非接触式专利设计，与同步分析器和电位计等其它传统的角位移测量仪
相比，有效地提高了长期可靠性，对高压真空断路器在线监测系统的构建提供了稳定准确的信息来源。同时为了确保硬件系统设置的科学
性，技术人员需要根据实际检测需求，对传感器的类型进行筛选，例如现阶段使用频率较高、效果较高的直线位移传感器、
YDG-HSD型霍
尔电流传感器等在一定程度上满足了高压真空断路器信息数据收集、汇总以及处理工作的客观需要，提升了在线监测系统的电磁干扰能
力，增强了传感器工作的准确性
[4]。从传感器类型的选择以及高压真空断路器在线监测结构设置两方面入手，技术人员以现有的技术手段
为依据，推动了故障诊断在线监测系统构建工作的有序开展，为高压真空断路器的科学高效应用准备了必要条件。
3.
高压真空断路器在线监测软件系统的构建
高压真空断路器故障诊断工作内容多样，信息数据繁多。为了适应这一现实状况，确保在线监测软件系统在高压真空断路器故障诊断
中的有效应用，就要尽可能的增加在线监测软件系统应用方案的兼容性，减少复杂环节对高压真空断路器故障诊断中在线监测软件系统应
用活动的不利影响。基于这种考量，技术人员在进行故障诊断在线监测系统软件体系设置的过程中，需要将
C语言以及汇编语言进行有机结
合，为了提升软件系统构建的实用性，可以采取模块化的方式，将各个单元的功能进行分别设置，在后续操作中，进行必要整合处理，进
而满足了
CAN通信数据的发送以及接收，实现故障信息的科学处理，实现了故障的诊断与排除[5]。
结语
在进行高压真空断路器故障诊断在线监测系统智能研制的过程中，技术人员需要充分认识到在线监测系统构建的现实意义，全面分析
现阶段高压真空断路器故障的主要类型。在此基础上，通过对硬件系统以及软件体系的合理化设置，使得在线监测系统能够满足高压真空
断路器故障诊断工作的实际需求，推动高压真空断路器作用的全面发挥，促进电力资源的安全、稳定、高效配置。
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牟磊，彭博，张宏伟，刘永亮.智能变电站断路器在线监濒系统的设计[J].电气时代，2015（1）：107-109.
作者简介
庄海璐（1989.12-），女，江苏泗阳人，南京工程学院电气工程及其自动化（电力系统继电保护）专业 本科 学士，助理工程师，单
位：国网江苏省电力公司宿迁供电公司，研究方向
:变电站设备运行维护及检修，断路器在线监测系统。
蒋艳欣（1989.12-），女，江苏宿迁人，山东大学电气工程及其自动化（电力系统及其自动化）专业 本科 学士，助理工程师，单位：
国网江苏省电力公司宿迁供电公司，研究方向
:变电站设备运行维护及异常、事故处理。