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摘要：对电气高压开关来说，定期维修是维护设备正常运行的基础，而维修是以监测为基础的，无论设备是否出现了故障，都要借助相关的技术对其运行情况进行监测和故障诊断，这种按状态维修的方法正在得到国内外业界的广泛认可和使用。文章以此为基础，首先对我国电气高压开关设备的技术现状进行了分析，然后讨论了相关的在线监测技术，最后从多个层面对电气高压开关设备在线监测技术的优越性进行了系统的分析。
关键字：电气高压开关设备;在线监测技术;优越性
引言
断路器作为电力系统中的重要设备，在电网中起到控制和保护作用。因此，开关设备的运行状态非常重要。如果开关设备本身就出现故障，则无法起到应有的控制保护作用，对电网来说就会存在重大的隐患。随着科学技术的发展，电力设备的诊断技术经历了从定期检修向状态检修的变化。所谓状态检修是指根据每台设备的实际运行状态，而不是按条文规定的动作次数、年限等孤立现象安排检修。国家电网公司对此也发布了《输变电设备状态检修试验规程》。而设备的在线监测技术则是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理量进行检测，为了判明设备是否处于正常状态，找出设备故障类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理意见。
1高压开关在线监测的意义
高压开关的在线监测对开关设备的重要参数能进行实时持续的监测，不仅可以提供设备现有的运行状态，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，判断是否有故障的预兆，这样电力设备可以由定期维修转变为状态维修，延长设备的维修周期，减少维修费用，提高设备的利用率和供电质量，因而具有重要的经济意义。
2电气高压开关设备的在线监测技术
2.1局放监测功能
局部放电监测系统，可以有效的发现GIS内部绝缘缺陷，做到提前预防，定点检修，可以大大提高设备的运行效率。根据不同的工程方案推荐两种模式：a.内置局放传感器;b.外置局放传感器。对于新建变电站我们建议采用内置传感器方式，将传感器提前预埋在本体内。对于已投运变电站进行改造时推荐两种方式：内置局放传感器和外置局放传感器。内置式局放传感器测量精度高、抗干扰能力强，但需要打开本体进行安装，相对停电时间较长。外置局放传感器安装方便，无需打开本体，相对停电时间较短，但测量精度不如内置式局放传感器。对于监测模式推荐两种：在线监测和离线监测。在线监测可以实时监测GIS内部绝缘缺陷，做到提前预防，定点检修，可以大大提高设备的运行效率。但由于要装局放在线监测IED，所以相对成本较高。离线监测只能定时监测GIS内部绝缘缺陷，实时性不是很好;但相对成本较低，而且后期改造为在线监测也非常方便，只需上一套局放监测IED即可。所以我们建议对于新建电站大面积预埋内置局放传感器。
2.2机械状态监测
设备状态检修判据的研究包括两方面的内容，一是检测到的故障征兆或老化与劣化的状态评判，设备出现异常及即将出现的设备异常和事故的判断。二是设备工作寿命终了的判定，即设备工作寿命结束，必须更换触头缺陷的开关。由于开关动作分散性很大，应以实际工作寿命的累计为判据，全面评估状态健康水平。由于开关开断电流的大小与电磨损量是线性关系，在寿命累计时应进行处理。在设备现场常出现的压缩空气开关漏气、阀门损坏，设备压缩机损坏等缺陷，包括SF6漏气等缺陷，目前均可以在设备不停电的情况下进行直接检修。设备的定期清扫和保证表面瓷瓶的绝缘状态，我们也可以利用带电水冲洗、涂硅胶等绝缘涂料的方法进行。所以在大的方面，设备年度的检修量很小，只要确保了上述的主要参数和指标的正常，设备的停电量也就相应的大大减少了。
2.3SF6状态监测功能
采用具有RS485远传功能的SF6密度继电器，实时采集设备内SF6气体的温度、压力、密度状态信息，实现在线监测和自动报警，在无人值守的情况下实时掌握设备状态。本方案不但适用于新建变电站的气体状态监测，对于已运行的变电站[2]来说改造起来也非常方便，只需将原来的机械表更换为具有RS485远传功能的SF6密度继电器即可，更换过程中无需对本体进行放气，也不需要更换三通阀块，简单快捷。
3电气高压开关设备在线监测技术的优越性分析
3.1智能化优势
在这一技术体系中，现场总线、模块化设计以及接插式安装等方式得到了持续的推广与使用，使得高压开关设备现场快速安装更为简便。此外，操做起来也更加方便和可靠，性能也得到了极大的改善。更为重要的是，免维护设备和自动监测系统的应用极大地缓解了设备运行人员的工作压力。而配网自动化系统和新型控制的应用，可以有效地把开关设备的运行状态第一时间、准确地传送到管理人员的后台控制系统之中，能够明显降低工作人员的日常工作量。
3.2绿色环保优势
为了持续提升电气设备在户外环境中的适应性，需要将更多的有机绝缘材料应用至电气产品的制造过程中。其中，比较典型的材料包括环氧树脂、陶瓷和硅橡胶等。此外，一些大型的高压开关设备生产厂商不断加大对金属防腐技术的科学研究与实验生产。在相关统计中，在全球范围内，有一半左右的六氟化硫气体被应用到了电力行业之中，尤其在高压开关设备中，应用更为广泛。这些材料由于具有明显的环保性能，使之在这一领域具有了明显的优势。
3.3在线监测技术降低了日常人工维护的频率
近年来，电气高压开关设备的在线监测技术得到了持续的发展和进步，这样一来，电容式分压器和电流传感器等在高压开关设备中的应用变得越来越广泛，使得高压电气设备体积不断缩小，也为设备的少维修和免维修提供了便利条件。
4在线监测系统的集成
起初的在線监测设备大都各自为阵，各自进行数据采集、数据分析和结果输出，在技术发展过程中，各方逐渐意识到系统集成的必要性。采用统一的后台主机对所有分散的系统进行集成、统一管理，实现信息共享和资源优化配置，图4所示为典型的在线监测系统集成结构。是典型的集中分布式体系结构，各个电气设备的监测由分散的监测设备完成，各个设备负责数据采集、分析处理，并将处理后的数据上传至监测系统主机，由主机进一步处理，统一生成图形、报表，并将数据存入数据库。连接各监测设备与集成主机的是现场总线，各个监测设备之间的信息交换也通过总线完成。图1所示的在线监测系统，提出了系统集成的理念，将目前已经应用成熟的计算机监控系统的体系结构应用到了在线监测系统中，建立了统一的数据平台，对在线监测系统的发展具有里程碑式的意义。
结语
近年来，我国的经济水平不断提升，社会各项事业稳步前进。在这种情况下，供电可靠性和有效性对社会的发展至关重要。电气高压开关设备作为电力系统中的重要设备之一，在科研人员的努力下，其运行的安全性与可靠性已经得到了明显的提升，也使得电网的运行更加稳定。当然，为了更好地适应电网的发展趋势，还需要以此为基础，不断进行技术改进和技术改造，尤其在在线监测技术方面要做出更多有价值的工作。
参考文献
[1]陈振生智能高压开关设备的在线监测技术电力设备，2008（3）：5-8.
[2]变电设备在线监测系统技术导则（Q/GDW534-2010）.
[3]变电设备智能化改造技术规范（Q/GDW414-2010）.
[4]王欢.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[J].电力系统自动化，2003.
关键字：电气高压开关设备;在线监测技术;优越性
引言
断路器作为电力系统中的重要设备，在电网中起到控制和保护作用。因此，开关设备的运行状态非常重要。如果开关设备本身就出现故障，则无法起到应有的控制保护作用，对电网来说就会存在重大的隐患。随着科学技术的发展，电力设备的诊断技术经历了从定期检修向状态检修的变化。所谓状态检修是指根据每台设备的实际运行状态，而不是按条文规定的动作次数、年限等孤立现象安排检修。国家电网公司对此也发布了《输变电设备状态检修试验规程》。而设备的在线监测技术则是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理量进行检测，为了判明设备是否处于正常状态，找出设备故障类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理意见。
1高压开关在线监测的意义
高压开关的在线监测对开关设备的重要参数能进行实时持续的监测，不仅可以提供设备现有的运行状态，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，判断是否有故障的预兆，这样电力设备可以由定期维修转变为状态维修，延长设备的维修周期，减少维修费用，提高设备的利用率和供电质量，因而具有重要的经济意义。
2电气高压开关设备的在线监测技术
2.1局放监测功能
局部放电监测系统，可以有效的发现GIS内部绝缘缺陷，做到提前预防，定点检修，可以大大提高设备的运行效率。根据不同的工程方案推荐两种模式：a.内置局放传感器;b.外置局放传感器。对于新建变电站我们建议采用内置传感器方式，将传感器提前预埋在本体内。对于已投运变电站进行改造时推荐两种方式：内置局放传感器和外置局放传感器。内置式局放传感器测量精度高、抗干扰能力强，但需要打开本体进行安装，相对停电时间较长。外置局放传感器安装方便，无需打开本体，相对停电时间较短，但测量精度不如内置式局放传感器。对于监测模式推荐两种：在线监测和离线监测。在线监测可以实时监测GIS内部绝缘缺陷，做到提前预防，定点检修，可以大大提高设备的运行效率。但由于要装局放在线监测IED，所以相对成本较高。离线监测只能定时监测GIS内部绝缘缺陷，实时性不是很好;但相对成本较低，而且后期改造为在线监测也非常方便，只需上一套局放监测IED即可。所以我们建议对于新建电站大面积预埋内置局放传感器。
2.2机械状态监测
设备状态检修判据的研究包括两方面的内容，一是检测到的故障征兆或老化与劣化的状态评判，设备出现异常及即将出现的设备异常和事故的判断。二是设备工作寿命终了的判定，即设备工作寿命结束，必须更换触头缺陷的开关。由于开关动作分散性很大，应以实际工作寿命的累计为判据，全面评估状态健康水平。由于开关开断电流的大小与电磨损量是线性关系，在寿命累计时应进行处理。在设备现场常出现的压缩空气开关漏气、阀门损坏，设备压缩机损坏等缺陷，包括SF6漏气等缺陷，目前均可以在设备不停电的情况下进行直接检修。设备的定期清扫和保证表面瓷瓶的绝缘状态，我们也可以利用带电水冲洗、涂硅胶等绝缘涂料的方法进行。所以在大的方面，设备年度的检修量很小，只要确保了上述的主要参数和指标的正常，设备的停电量也就相应的大大减少了。
2.3SF6状态监测功能
采用具有RS485远传功能的SF6密度继电器，实时采集设备内SF6气体的温度、压力、密度状态信息，实现在线监测和自动报警，在无人值守的情况下实时掌握设备状态。本方案不但适用于新建变电站的气体状态监测，对于已运行的变电站[2]来说改造起来也非常方便，只需将原来的机械表更换为具有RS485远传功能的SF6密度继电器即可，更换过程中无需对本体进行放气，也不需要更换三通阀块，简单快捷。
3电气高压开关设备在线监测技术的优越性分析
3.1智能化优势
在这一技术体系中，现场总线、模块化设计以及接插式安装等方式得到了持续的推广与使用，使得高压开关设备现场快速安装更为简便。此外，操做起来也更加方便和可靠，性能也得到了极大的改善。更为重要的是，免维护设备和自动监测系统的应用极大地缓解了设备运行人员的工作压力。而配网自动化系统和新型控制的应用，可以有效地把开关设备的运行状态第一时间、准确地传送到管理人员的后台控制系统之中，能够明显降低工作人员的日常工作量。
3.2绿色环保优势
为了持续提升电气设备在户外环境中的适应性，需要将更多的有机绝缘材料应用至电气产品的制造过程中。其中，比较典型的材料包括环氧树脂、陶瓷和硅橡胶等。此外，一些大型的高压开关设备生产厂商不断加大对金属防腐技术的科学研究与实验生产。在相关统计中，在全球范围内，有一半左右的六氟化硫气体被应用到了电力行业之中，尤其在高压开关设备中，应用更为广泛。这些材料由于具有明显的环保性能，使之在这一领域具有了明显的优势。
3.3在线监测技术降低了日常人工维护的频率
近年来，电气高压开关设备的在线监测技术得到了持续的发展和进步，这样一来，电容式分压器和电流传感器等在高压开关设备中的应用变得越来越广泛，使得高压电气设备体积不断缩小，也为设备的少维修和免维修提供了便利条件。
4在线监测系统的集成
起初的在線监测设备大都各自为阵，各自进行数据采集、数据分析和结果输出，在技术发展过程中，各方逐渐意识到系统集成的必要性。采用统一的后台主机对所有分散的系统进行集成、统一管理，实现信息共享和资源优化配置，图4所示为典型的在线监测系统集成结构。是典型的集中分布式体系结构，各个电气设备的监测由分散的监测设备完成，各个设备负责数据采集、分析处理，并将处理后的数据上传至监测系统主机，由主机进一步处理，统一生成图形、报表，并将数据存入数据库。连接各监测设备与集成主机的是现场总线，各个监测设备之间的信息交换也通过总线完成。图1所示的在线监测系统，提出了系统集成的理念，将目前已经应用成熟的计算机监控系统的体系结构应用到了在线监测系统中，建立了统一的数据平台，对在线监测系统的发展具有里程碑式的意义。
结语
近年来，我国的经济水平不断提升，社会各项事业稳步前进。在这种情况下，供电可靠性和有效性对社会的发展至关重要。电气高压开关设备作为电力系统中的重要设备之一，在科研人员的努力下，其运行的安全性与可靠性已经得到了明显的提升，也使得电网的运行更加稳定。当然，为了更好地适应电网的发展趋势，还需要以此为基础，不断进行技术改进和技术改造，尤其在在线监测技术方面要做出更多有价值的工作。
参考文献
[1]陈振生智能高压开关设备的在线监测技术电力设备，2008（3）：5-8.
[2]变电设备在线监测系统技术导则（Q/GDW534-2010）.
[3]变电设备智能化改造技术规范（Q/GDW414-2010）.
[4]王欢.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[J].电力系统自动化，2003.