浅谈输变电设备在线监测技术研究及应用

刘香美 谢童 王松

摘 要：随着人们生活水平的逐步提高，对于用电量的需求也不断扩大，加强供电过程中的安全管理至关重要。而输变电设备作为保障供电正常的重要内容，对其进行监测也是十分必要的。输变电设备在线监测技术不仅为智能电网的高效运作提供了重要支撑，同时也积极促进了供电企业的经济效益。本文结合理论与实践，对输变电设备在线监测技术及其应用进行研究分析。旨在进一步了解在线监测技术的同时，促进该项技术的进一步发展。

关键词：输变电设备；避雷在线监测技术；变压器在线监测技术；电缆在线监测技术

随着城市化进程的加快，社会用电量与日俱增，在电力输送过程中，加大了安全隐患的存在。输变电设备在线监测技术的研究与应用，不仅有效地保障了输电安全、可靠，同时也为智能电网的进一步发展提供了巨大的推动力。在科学技术迅速发展的今天，输变电设备在线检测技术的作用越来越突出。当前，主要的输变电设备在线监测技术有避雷器在线监测技术、变压器在线监测技术以及电缆在线监测技术等。本文主要对变压器、避雷器以及电缆这三类主要设备的在线监测技术及其应用进行研究分析。

1 输变电设备在线监测技术的概念

输变电设备在线监测指的是在供电企业持续供电的过程中，对各电力设备进行周期性的或者是连续性的自动监测，主要由在线监测系统来实现这一功能。在线监测系统是由综合监测单元、站端监测单元以及监测装置组成的，能够实线数据采集、传输、处理、存储以及转发等功能。

2 常见的几种输变电设备在线监测技术的应用

2.1 避雷器在线监测技术

通常，避雷器的故障特征是电阻片老化或者受潮，从而导致元件出现发热的现象。在输变电设备的管理中，漏电流大小是评价避雷器运行质量的重要指标。漏电流主要由容性电流与阻性电流组成，其中阻性电流与电压相位相同，容性电流的相位要超前电压相位90°。所以避雷器在线监测技术主要监测的是阻性泄漏电流，常用的方法有：谐波分析法、基波法以及常规补偿法[1]。其中，谐波分析法采用的是和谐波分析技术以及数字化测量技术，从泄漏的电流中分离出阻性电流基波值。这一方法需要以电压信号作为参考依据，但测量结果的误差较小。

2.2 变压器在线监测技术

通常，变压器在线监测的范围主要有变压器油色谱监测、变压器局部放电监测、变压器绕组变形监测以及铁芯接地电流监测。对变压器油色谱监测主要采用的是油气分离技术以及气体监测技术[2]。分离技术主要采用的方法是薄膜脱气法，气体监测技术采用的是气相色谱法语光声光谱法；变压器局部放电监测主要是根据变压器局部放电特性，采用脉冲电流法、放电能量检测法、射频法以及超声波法等进行在线监测；绕组变形监测的主要方法有短路电抗测试、振动信号分析、频率响应分析等，绕组是变压器故障发生最多的部件，对其实行在线监测，对于保障供電稳定有非常积极的作用；铁芯接地电流在线监测是变压器在线监测技术中非常关键的组成部分，现有的研究资料表明，铁芯故障占变压器事故的1/3，而铁芯故障发生的主要原因是铁芯多点接地。铁芯多点接地与单点接地情况下的电流差值较大，而国家最新标规中规定该电流必须低于0.1A。因此，通过对铁芯接地实施在线监测，可以及时发现故障，在当前的铁芯接地监测中，应用较多的是穿心电流传感器[3]。

2.3 电缆在线监测技术

电缆在线监测技术覆盖的主要范围是电缆局部放电监测以及电缆光纤温度监测[4]。在电缆工作中，交流电容易掺入杂质或者残留气泡，当杂质和气泡击穿电压时，就容易产生局部放电现象。当这一问题产生时，易产生超声波、电脉冲、电磁波或者光和热等，而电缆局部放电监测通过超声波检测法、超高频检测法以及高频电流监测法对其进行有效的在线监测。电缆光纤温度在线监测主要是对电缆外层温度实施监测，并计算出电缆线芯的温度，从而有效地实现电缆输电能力

在线监测的目的，其温度测量原理图如下图所示。

当前，对光纤测温采用较多的是分布型光纤测温系统，该系统具有可连续多点同时进行测温的特点，并且具有系统结构简单、抗干扰性强、兼容性好、测距长、精度高等优点[5]。

3 结束语

输变电设备在线监测技术不仅具有低温、高温环境下工作与自动加热的功能，同时还具有远程监控等功能，因此将我国电网的发展推向了新的层次[6]。输变电设备在线监测技术不仅技术含量高，而且在电网中的作用也越来越突出。展望未来，输变电设备在线监测技术必然会随着科学技术的进步以及经济的发展而不断地改进与创新。在实际应用中，操作人员应秉持科学严谨的态度对其进行深入探究与分析，研发出更加有利于电网发展的输变电设备在线监测技术。

参考文献

[1]冀慧强.输变电设备在线监测技术研究及应用[D].天津大学，2012.

[2]李良军.变电设备在线监测技术应用研究[D].大庆石油学院，2010.

[3]王贤广.电力系统变电设备在线监测系统应用[J].科技致富向导，2013，6（18）：222-223.

[4]周朝枫.输变电设备在线监测技术应用探究[J].中国新技术新产品，2015，7（19）：15-16.

[5]孙才新.输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景[J].中国电力，2005，38（2）：1-7.

[6]颜凯，刘杨.输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景展望[J].中国科技博览，2015，（34）：314.