在线监测技术范文

在线监测技术范文第1篇

关键词： 海洋监测；监测能力；实时监测

中图分类号：X834 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）01-0328-02

1 背景

大海虽然为我们提供了丰富的食物和矿产，但是环境污染以及风暴潮等海洋环境的变化正在影响着海洋生物的栖息和繁衍，甚至危机着人们的生命。我国拥有18000多公里的海岸线以及300万平方公里的管辖海域，采用高新技术对海洋进行全方位检测迫在眉睫。为此，我国政府把“海洋监测技术”列入国家863计划“九五”研究计划中，此技术作为国家863计划的一个主题，对推动我国海洋检测高技术的发展具有重大意义，“九五”期间投入1.2亿元海洋检测高技术研究经费，“十五”期间投入2.4亿元，“十一五”期间为了加强海洋监测高技术研究，更加大了投入。

2 与国外监测技术差距

目前，在海洋仪器中，主要以国外仪表为主，比如应用最广泛的美国的声学海流剖面仪（ADCP）、挪威的安德拉海流计、HYDOLAB公司的MiniSonde型多参数水质监测仪和美国SEABIRD温盐深测量系统等，他们在国际市场上有很高的占有率，都是集技术、生产、商贸为一体的产品。而国内的海洋仪器基本是研究所的产品，仅有山东省科学院海洋仪器仪表研究所立足于海洋仪器行业。研究所由于生产能力不足、企业技术素质和开发产品的能力不高，因此在现有体制下很难互补，这是海洋仪器行业存在的通病。由于海洋仪器基本属于科学仪器范畴，技术复杂、市场面窄以及批量小，加上国内元器件市场混乱，导致了国内海洋仪器缺乏竞争力。如果不从体制上进行解决，很难扭转我国目前海洋仪器仪表行业日渐衰退和产品没有竞争力的局面。

3 国内外海洋监测技术

3.1 海洋监测参数 随着海洋环境检测技术的不断创新，目前监测的物质和参数主要有：

第一，水文气象参数：风速、流速、气温、波浪、流向、水温等；

第二，物化指标参数：pH值、有机物、溶剂氧、盐度等；

第三，营养物质和毒性参数：各种营养盐、重金属、核辐射等。

海洋环境污染监测技术包括物理、化学以及生物监测技术等。长期以来在监测各种有毒有害物质时主要通过现场取样分析或取样进行实验室化学分析方法，因此缺乏实时性。面对海洋污染现状的复杂性，为了研究他们之间的函数关系以准确掌握海洋污染物的分布情况，探索海水的细微结构和海洋污染程度，要求对海洋水质污染的重要参数进行现场综合的自动、长期和连续的监测。因此，此技术的研究和应用得到了各国的重视。

3.2 海洋监测传感器的技术状况 采用海洋生态环境监测常规指标从目前国际来看，在线监测海流、溶解氧传感器以及盐度等的技术十分成熟，可靠性和精度都已经达到了相当高的水平。但是，在营养盐和重金属等毒性指标方面的化学分析技术和生物传感器技术还不过关。国内外的传感器都向着智能化、模块化以及网络化、小型化、自动化以及多功能化发展。化学和生物传感器是正在发展的载体平台自动取样分析技术的关键。

根据国际海洋环境检测技术的发展动态，结合我国现状，目前我们的总体目标具体表现为：第一，在物理、化学传感器研究方面向模块化、智能化、网络化发展，向小型化和多功能化发展；提高分析和测量的精度；环境生态自动连续监测系统的研究；与国际接轨共同开发新的分析原理和方法。第二，发展现场、连续、自动监测系统；信息采集、传输、存储和处理的模块化和集成技术；自动浮标站的研制等。

3.3 近海环境自动监测技术 近岸海域是污染和生态环境监测的重点，适合发展各种小型轻便的传感器集成平台技术，适宜在海湾、河口及浅海增养殖区的使用，形成了多种便携式水质监测仪器。目前，生物学研究、污染和生态环境检测、卫星遥感定标以及真实性检验研究等应用的传感器或仪器是发展的重点。目前，微电极和阵列电极在实验室已取得一定的研究成果，测量痕量物质的微电极已有样品，pH和溶解氧电化学传感器的性能也得到了显著改善，总体上，生物传感器还处于实验室研究阶段。模拟动物味觉和嗅觉系统由多传感器阵列组成的电子舌和电子鼻的研究也有所进展。

3.4 海洋遥感技术 在海洋和近海环境的观测和检测中，海洋监测结合传统常规的手段取得了过去常规手段无法取代的重大成果。虽然此技术能够利用海洋水色遥感探测与海洋水色环境有关的参数，但是需要借助卫星等通讯设备，不仅造价高，并且建设周期很长。遥感飞机作为监测海洋环境的遥感平台，具有全球、连续、大尺度以及费用低和实施是环境影响小等特点，此技术对于周期短和尺度小的海洋环境变化具有独特的优势，不仅在海洋环境遥感检测方面起到了巨大的作用，更为广大海洋遥感作者和管理决策部门提供了大量的科研数据和决策依据。

3.5 痕量物质测量和分析仪器 随着海洋污染物的种类越来越多，为了分析和测定重金属、有机污染物以及放射性物质等痕量物质，将大量的海水样品带回实验室进行分析测量是常规的办法。取样分析方法和微电极测量方法都在国外得到了发展，美国在便携式分析方面发展了用微电机测量Cd、Pb、Cu、Zn等重金属的方法，采用阵列微电极技术测量多种重金属成分。

3.6 营养盐现场自动分析仪 亚硝酸盐、磷酸盐以及硅酸盐等营养盐虽然是海洋生物生存的基本营养物质，但是富营养会又可能引发赤潮以及生物的病害。因此，生态环境和污染环境的必测项目就是营养盐。目前的方法，微机控制的全自动测量并使其微型化的方法代替了原来的人工操作的实验室分析方法，即在现场建立一个全自动的微型营养盐分析实验室，一般采用实验室的化学分析流程。

3.7 多参数水质监测仪 海洋监测设备多讲究小型化、多功能化和多参数化，小型多参数海洋环境浮标监测核心是水质传感器。该水质传感器选用美国YSI公司的6600V2型多参数水质监测仪，水质传感器的外观如右图所示。

4 结论

海洋监测作为一门技术含量高且作为一个独立的专业，刚步入社会时，总会遇到各种困难，如：技术人才不足、技术集成环境差、市场容量有限以及外国技术市场垄断等，而民族海洋检测技术作为一个海洋大国，必须发展自己独立的海洋经济、海洋管理以及海洋服务和海洋军事。我国的海洋监测与国外相比，还有很多的差距，主要体现在监测能力、监测设备和监测技术方面，想要在海洋监测中立足，必须要有自己的新技术，目前最欠缺的技术就是重金属污染物、有机污染物、石油类污染物和营养特征污染物的在线实时监测技术，如果在这些方面有所突破，必然会给海洋监测带来很大的技术变革。

参考文献：

[1]张云海.海洋强国的召唤.水雷兵器技术与发展学术研讨会，2006，9.

[2]赵进平，朱光文.海洋监测仪器设备成果标准化.北京：海洋出版社，2004.

在线监测技术范文第2篇

关键词：避雷器；在线监测技术；状态维修

1 避雷器在线监测技术发展历程

电气设备维修机制促进了避雷器在线监测技术的发展。电气设备的维修发展经历了事故后维修，定期维修和状态维修三个阶段。1950年以前，电气设备并不存在主动维修，主要进行事故后维修。一旦设备损坏，就会造成大面积停电，难以保证电力系统安全稳定地运行。1960年开始，电气设备开始采用定期维修的检修方式。这种方式在现在依然广泛应用于供电企业的设备维护中。具体来讲，这种方式是使用定期检测的方法，对设备的预防性试验结果与《电气设备预防性试验规程》的标准进行比较，若有超标，即要安排维修和停电计划。与事故后维修相比，定期检修能够大大减少事故的发生概率，同时由于设备经过了日常维护，检修人员可以通过变电站值班员基本掌握变电站中设备运行状态，避免具有巨大危害的重大恶性事故的发生。然而，定期检修仍然具有一定局限性，主要表现在难以很好地把握维修的频率和程度，缺乏经济性。

基于以上两种方法的局限性，电力设备状态维修机制开始发展。在状态维修机制下，电气设备维修主要采用了在线监测技术。在线监测技术是状态维修的基础和根据，同时状态维修也促进了在线监测技术的迅速发展进步。

早在1960年开始，发达国家已经开始着手分析系统可靠性与各部件的潜在故障之间的相关性，并基于此相关性提出状态检修计划。这一发展阶段持续了大概十年的时间，随后，在电气设备的带电测量应用中，为测量以泄漏电流为主的部分绝缘参数，避雷器在线监测开始有所发展。但是在发展初期，由于本身构造不够完善，面临局限性较多，同时测试的结果达不到精度要求，很难在日常生产工作中得到有效利用。

直到1980年开始，避雷器在线监测技术开始迅速发展。传统的测量模式是模拟量测试，这种测试需要一并直接接入y试回路。在这一新的阶段，科研人员开发出了多种带电测试仪器，避雷器在线监测不再使用这种传统模式，取而代之的是先进的数字化测量。数字化测量以传感器为工具，将被测量转换成电气信号，这些电气信号可以通过数字仪器直接测量。从此开始，电力企业的日常维护中采纳了状态监测检修理论，避雷器在线监测在实际应用中获得了成功。1990年前后，科研人员开始建立了微机多功能绝缘在线监测系统，这一系统指引了避雷器在线监测在今后的发展走向。系统主要包括两个关键内容，首先是进行数字波形采集，其次对采集数据进行处理。这一在线监测系统具有很多进步，不仅可以在短时间内对很大数量级的信息进行处理，同时监测的项目较以前有了很大扩充，通过监测得到的参数能够实时向变电站工作人员进行显示，并具有越限报警功能。在后续工作中，参数可以实现有效的电子存储和纸质保存。概括地讲，微机多功能绝缘在线监测系统具有实时性、连续性、巡回性的特点，基本实现了自动化运行。

2 避雷器在线监测的主要方法

避雷器在线监测，从研究方向来看可分为：泄漏电流监测法和介损法。

2.1 泄漏电流监测法

泄漏电流监测的常用方法的有以下几种：

（1）总泄漏电流法

总泄漏电流法做为最基本的一种方法，主要操作原理为将避雷器在线监测仪与避雷器低电压侧串联起来，随着发生过电压事故或者雷电入侵时，电流也会顺势剧增波动。通过对原理的阐释，不难看出这种方法虽然最原始、最简单，也很大程度上降低了在线监测仪的成本，但无法准确捕捉信息，避雷器的运行状态也变得不可捉摸，这样的监测技术显然已经不能适应时代的潮流。

（2）阻性电流三次谐波法

总电阻性电流信号通过滤波器实现滤波处理，得到简化的三次谐波。根据前后两个参数的比例关系，可求得阻性电流。因不需要参考电压，所以监测比较方便。该方法忽略了电压中谐波对结果的的影响，所以所得结果也有待商榷。避雷器生产工艺和材料导致滤波前后的参数有很大的误差。所以使用的范围较为局限，没有可行性。

（3）补偿法测阻性电流

补偿法是指，测量中根据避雷器的等效电路对系统电压信号进行抽取，利用抽取得到的电压信号对总泄漏电流中的容性电流分量进行补偿，进而测量得到阻性电流分量。避雷器阀片的劣化原因主要有两点，首先是MOA阀片受潮，其次是金属氧化物避雷器几乎都不存在串联间隙，导致少量泄漏电流通过阀片，促使老化进程加快。通过对阻性电流进行直接测量，可以相对精确地对劣化进行反映。

2.2 介损法

介损法是对设备的绝缘状态评判的主要标准，其特点是具有较好的抗干扰性和稳定，广泛应用于电力行业。总结起来分为两大类：

（1）硬测量

法西林电桥法是常见的硬件测量法，目前在各电网公司测量停电设备的电气绝缘时常用这个方法。但其操作过程繁琐，需要不断地调整电容值和电阻值，对元件的要求比较多，增加了避雷器在线监测仪的设计难度，不满足避雷器在线监测仪的要求。

（2）谐波分析法

谐波分析法，普遍运用在电力系统中做信号分析，任何复杂的波形都可以分解成频率、振幅等参数不同的正弦分量，以便将问题简化。在线监测仪本来就有体积小、功能完善的要求，采用谐波分析法不仅避免外界干扰而且满足体积要求。傅里叶变换在分析时会造一些不必要的误差，可以运用截断函数减少频谱泄漏引起的误差。

3 避雷器在线监测技术研究的意义

避雷器是变电站和输电线路上处处可见的设备，避雷器的性能直接关系到电网运行的安全。随着超高压、特高压电网的建设，对避雷器在性能和经济性上有了更苛刻的要求。例如要想降低绝缘水平就需要提高避雷器的性能，以便于降低制作成本和运输费用。因此满足要求的电网保护设备应运而生，这些设备不仅需要大大降低绝缘水平，最重要的还需保证电气性能的合理性。所以，避雷器对电力系统的稳定发展，特别是安全高效地运行，有特别重要的意义。多年的变电检修工作经验证明避雷器是电网必不可少的一份子。

输变电系统正常工作时，避雷器自身处于正常状态。当输变电系统遭遇雷电入侵或操作过电压时，避雷器起到保护电力设备免遭过电压冲击的作用。避雷器是寿命是有限的，长期运行的避雷器，内部元件会出现老化现象，或者本体密封不严导致内部受潮，导致事故的可能性大大提升，甚至可能发生爆炸，造成大面积停电，产生严重的经济损失，所以避雷器是输变电系统中重要的一员。如果能对避雷器运行状态进行远程监测，显示相关参数，反应运行状态，就能第一时间排除隐患避免事故的发生，以保证电网安全可靠运行。

相关技术在不断更新，嵌入式发展迅速，计算机网络技术也日新月异。同时国家一再提出支持智能电网的建设，研究和更新避雷器在线监测技术势必会成为市场前景广阔而且能创造出巨大经济价值的新课题，值得不断地进行深入研究。

参考文献

[1]任俊伟.浅析电气设备在线监测和故障诊断[J].科技致富向导，2013：9-10.

[2]林福昌.高电压工程[M].北京：中国电力出版社，2006.

在线监测技术范文第3篇

【关键词】 变压器 在线监测

1 在线监测技术的发展基础

由于大型电力变压器设计、制造、材料质量和运行等诸多方面的原因，设备的恶性事故和故障时有发生，严重影响了电网的安全稳定运行（全国每年大约发生几十起大型电力变压器事故）。另外由于电网扩大，设备增多而备用量不足，安排停电试验有时非常困难。随着无人值班变电站的增多，希望在对站内设备的各种运行参数的自动测量和控制的同时，增加对设备运行可靠性方面的监测手段。同时，不少运行部门已开始实施状态检修与周期性检修相结合的检修原则，而状态检修的一个重要方面是了解设备运行中存在的缺陷及其严重程度。在运行中实时检测，了解设备状态，做到心中有数。为确保变压器类充油电力设备的安全运行，实施在线监测随时监视设备运行情况，一旦问题发展可及时退出，最大限度地利用这些设备的剩余寿命，及时发现设备的故障隐患，防患于未然。

几十年来，随着电力系统的日益发展，对供电可靠性的高要求与不尽人意的设备故障之间的矛盾愈加突出，从最原始的带电试验开始到近十年来测试技术和测试装置的发展和逐步完善，为在线监测提供了必要的条件。反之又从实施监测过程中不仅体会到减少设备停电时间，节省停电试验在人力、物力上的费用，减少因试验操作不当的事故，还从中逐步积累了在线监测经验，进而促进在线监测技术提高的良性循环。

2 对在线监测实效的评估

（1）在线监测包含了运行中的被测对象、测试方法及装置、测试项目和特征量，以及故障类型与所测特征量相关规律的诊断技术等，涉及诸多方面的内容，对其效果的评价要按具体情况分析。特别是一些尚不过关的产品作为商品推广使用，将会逐渐暴露出问题。但有一点需要取得共识的是：使用在线监测，不论装置多么可靠，并不能杜绝设备事故的发生。这主要是由故障性质所决定的。

运行中电力变压器设备的故障有三种类型。第一种是缓慢发展的故障：通过定期的试验（例如对变压器定期取样作油中溶解气体分析）能发现故障的存在，有足够的时间进行观察、研究和处理。第二种是急剧发展的恶性事故：事先没有明显的征兆，在很短的时间内发展为严重事故，例如变压器匝间绝缘的某些缺陷，在潜伏阶段由于匝间电压不高，绝缘的劣化过程表现不明显或者根本没有外部表现，而一旦形成 短路，就会变成电弧通道，立即引起事故。第三种故障介于上述两种类型之间：事故的发展有一个过程，这个过程可能在两次定期试验之间，如采用在线监测技术就有可能及时发现，经一段时间的观察和研究，采取适当的措施可以避免事故的发生。

另外，对在线监测的技术要求与产品本身质量检验手段不同，对其试验要求及判据应区别对待。在线监测的目的是发现发展中的重大缺陷，由此确定的监测技术与判据更具实用性，如并不把提高测量精度放在首要位置。

（2）在线监测故障气体的同时，可接入其它外部传感器信号，如：负荷电流、电压、环境温度、油箱顶部油温，主油箱压力释放，瓦斯保护动作等，管理可能存在潜在故障的变压器，监测故障演变，在后端进行综合处理，采取及时有效的防护措施，以便对变压器实施全面的管理与看护。减少和避免非计划停运时间，延长设备的使用年限。

（3）以下是一个在线监测处理的实例：

SFZ-750000/110升压变、2002年3月出厂。2008年5月20日轻瓦斯保护动作，经取气鉴定为无色、无味、不可燃气体。故障开始几小时，每隔1小时左右轻瓦斯保护就动作一次，随后每10～30分钟轻瓦斯动作一次，每次产气500mL。故障前油中气体和水分分析结果见表1.从6月份开始含水量逐渐增大，氢气、甲烷、乙烷、乙烯也有增加。继电器动作后，对气体及本体油进行色谱、含水量、耐压等分析，结果认为不存在内部故障，主要是外部进气所致。为了消除外部进气，采取的堵漏和检漏措施如下：1）将所有法兰、阀门、蝶阀检查紧固一遍；2）用玻璃泥抹在法兰、阀门、蝶阀等处以堵漏；3）将冷却器分别一组一组地停用，停用时间1～2小时。对潜油泵入口等负压区重点检查。通过检查发现了第4组冷却器潜油泵入口处有渗漏，但停用第4组后较长时间，轻瓦斯保护仍频繁动作。

经过上述处理，并没有消除外部进气，为了防止重瓦斯保护误动，派人在现场监视，及时放气，并对气体进行鉴定和色谱分析。

一周后计划小修、主变消缺，具体做法如下：1）对变压器进行静压检漏，静压为0.04Mpa.检漏并没有找到明显的泄漏点，如果负压区进气，静压0.04 Mpa时可能查不出渗漏。2）更换主变所有出口阀门、法兰、蝶阀等密封垫，发现部分蝶阀密封垫有老化现象。3）对潜油泵进行全面检查。4）更换净油器所有硅胶。5）对绝缘油进行真空脱气、脱水滤油。最后测定含气量3%左右，含水量在25ppm以下。6）对冷却器解体大修后，进行泵压试验，试验压力为0.14～0.15Mpa。7）工作结束后，进行变压器的各项试验，均正常。

该变投运后一直正常。认为变压器因外部进气引起轻瓦斯频繁动作，进气部位不止一处。运行中停用冷却器检查，因为时间较短，油中已有不少气体而没有找出泄漏点。

分析：油中气体分析既是定期性试验项目，又是检查性（如瓦斯继电器动作后）试验项目，但一旦发现有异常时，很难作进一步确诊。为了查明是否存在故障、故障的部位及严重程度，确定处理方法（如是否需要立即停运），以便为检修提供更详细可靠的依据，为此就要进行相应的试验。利用油中气体分析，不仅是对一些突发性故障难以发现，也有一些缓慢发展的故障，如绝缘受潮未引起油纸绝缘在电、热作用下分解时，有些故障原因未与流动的油直接接触而得不到反映，因此还需要其他一些试验监测手段相配合。

3 结语

在线监测方法，在技术上非常成熟，已经成功地预防了很多变压器的严重事故。变压器在线检测与诊断系统可以克服传统气相色谱分析及其它气体检测技术在应用于在线检测上的不足，实现真正的在线检测、分析、诊断，为管理者提供及时、准确、连续的决策依据。变压器在线监测与诊断系统，以其先进的测量技术，稳定可靠的元件工艺水平，及时准确的数据反应，通过其后端强大的人工智能专家分析软件，提供了比传统气相色谱更及时、准确和丰富的数据，对于提高变压器的综合管理水平，降低事故风险率，提高变压器状态检修水平都有重要的意义。目前，利用这一关系监视充油电力设备的运行状况，判断充油电力设备内部故障，已成为电力系统对充油电力设备进行监督，保证电网安全运行不可缺少的手段。

参考文献：

[1]《电气工程》.强十渤，程协瑞.

[2]《电力变压器》.辽宁科技出版社.

在线监测技术范文第4篇

【关键词】 在线监测 晶闸管 整流 触发

1　晶闸管在线监测的意义

同步电动机在工业企业中广泛地使用，近十年来，众多数字控制的励磁装置已逐步取代了由分离元件制作的老式励磁装置，技术上有了极大的飞跃。数控励磁一般以单片机作为系统的控制核心，并且具有线路简单、适用性强、体积小、工作稳定可靠、投励时间准确、便于数据采集、维护检修方便等优点，使得数控励磁技术发展得非常迅速。

晶闸管励磁装置，无论是老式由分离元件制作的，还是目前广泛使用的由集成电路控制的，包括以单片机为控制核心的励磁装置，其最重要的功率元件都是晶闸管。从分离元件发展到集成电路数控方式，在技术上的确产生了飞跃进步，但是仍然有一个不可忽视的技术问题一直没有得到解决，这就是晶闸管热稳定性产生的问题。晶闸管是一种半导体器件，半导体器件存在一种热的效应，其参数随环境温度和器件的温度的变化而变化，静态(不工作时)的参数与运行后温度上升时的参数有非线性变化。

在生产实践中。我们常见这种情况：例如，某励磁装置开环运行时设定励磁电流为180A，运行不久，励磁电流就下降到了160A左右。如果环境温度较低，发生这种现象所需的时间就长一些，反之，发生这种现象所需的时间就短。当然，这种现象在闭环控制时是看不到的，因为控制系统通过调节晶闸管的控制角稳定了励磁电流。

虽然控制系统可以通过调节晶闸管的控制角稳定励磁电流，这仅仅能够解决完好的晶闸管的热稳定性问题，但是，解决不了有问题的晶闸管热失效问题。有问题的晶闸管热失效问题不易被发现。更难以检测。这样的晶闸管在静态检测时，各种参数正常，运行一段时间后温度上升，慢慢失效，开始时间歇被触发导通，最后是再也触发不通了。停车检查，温度下降，晶闸管的参数也恢复了正常，查不到问题。一般情况是再投入运行，同样的问题又重复出现，时间长短不定。这时简单的办法就是把所有的晶闸管，无论好坏，统统换掉，宁可错杀四五个，也不能放过一个，造成很大浪费。这种励磁故障在生产实践中是最难解决的，也是经常遇到的。

北京顺北方科技有限公司技术人员经过多年对晶闸管励磁装置的实践研究，研制成功了一种新型的单片机控制的晶闸管励磁装置，有效地解决了晶闸管实时在线监测技术，实现了励磁装置运行期间全过程在线监测并显示晶闸管的状态，为励磁装置的运行维护提供了极大的便利。

实现晶闸管实时在线监测技术的另一个重要意义在于，保证晶闸管励磁装置安全可靠地实现逆变停车。搞过晶闸管逆变技术的人员都知道这样一个技术问题，即整流桥的所有晶闸管必须全部都处于完好的情况下，励磁装置才能够采取逆变停车方式进行停车；否则，在停车过程期间，如果有任何一个晶闸管不良或已损坏，采取逆变停车方式必然导致逆变颠覆，立即烧毁其余全部的晶闸管，甚至上下桥臂短路烧电机。所以。从这一技术问题分析，目前，尚没有任何一家生产的励磁装置采用的是逆变停车方式(虽然有些厂家声称采用的是逆变停车方式)。原因就是还没有任何一家的晶闸管励磁装置具有本设计提到的晶闸管实时在线监测技术。没有在线监测技术，哪一家愿意冒逆变停车的风险呢?

2　晶闸管实时在线监测技术原理

所有的晶闸管励磁装置的主回路都如图1所示。

三相380V电源经整流变压器降压，通过六个晶闸管(全控桥励磁装置)进行可控整流后，向同步电动机提供直流励磁电流电压。电动机是大电感负载，所以励磁电流较为平滑。但所有励磁电压无一例外，都是周期性波动的，如图2所示。

生产中人们通常所说的励磁电压指的是励磁平均电压，往往忽略了它是脉动电压。电压在一个周期内脉动六次，每个脉动电压波头的起点，对应着一个晶闸管的触发时刻。

晶闸管在线监测的原理就是，在每个触发脉冲发出时刻的前后，各测取一个电压值，然后进行比较、运算，判定相应的晶闸管是否被有效触发。如图3所示，在每个周期(20ms)的电压波形图上对应的位置，对励磁电压采样12次，测点见图示。

如果全部的晶闸管都处于正常状态，从图3可见，必然存在下列比值关系：

V21＞V12，V31＞V22，V41＞V32，V51＞V42，V61＞V52，V11＞V62

但是，如果存在状态不良的晶闸管，就会发生如图4所示的情况。

例如，在晶闸管SCR2触发脉冲发出时刻之前，测取电压值V12，在SCR2触发脉冲发出时刻之后，再测取一个电压值V21，然后将电压值V12、V21相比较，如果V21＞V12，情况如图3所示，表明SCR2被触发后有效开通。如果V21＜V12，说明V21取在V13处，SCR2被触发后没有效开通，SCR2的波形丢失，测取的不是SCR2的波形电压，而是SCR1的波形延续。

依次检测完六个晶闸管，然后，根据这六个晶闸管的状态，通过软件运算，判断出哪个晶闸管正常，哪个晶闸管损坏。需要注意的是，并非缺少波头的那个晶闸管是损坏的，这需要通过对所有的波形情况计算后，才能判定。

3　晶闸管在线实时监测电路

本设计中晶闸管触发功能和晶闸管的在线实时监测及状态显示功能，都用同一个单片机来完成。所以每个晶闸管的触发时刻在程序中可以直接使用，不用另加电路。在每个脉冲发出时刻的前后，通过ADC0804测取两个励磁电压值，送入单片机运算，检测出所有晶闸管的状态。

晶闸管的在线实时监测及状态显示功能，对励磁装置的运行与维护，都十分重要。有时，励磁装置的晶闸管有损坏的，励磁装置不能正常运行，但是，静态检测时，各参数都正常，把晶闸管装上励磁装置后，不久又不能正常运行。一个全控整流励磁装置有六个晶闸管，励磁装置发生故障时，常常难以判断出哪个晶闸管坏了，只好全部更换。晶闸管的价格很贵，浪费较大。

4　晶闸管状态预检测功能设计

为了能够更早发现晶闸管的故障，这种励磁装置除了在线实时监测晶闸管并显示晶闸管状态功能的基础上，又设计了晶闸管预检测功能，可在励磁装置投入运行之前，检测出晶闸管的好坏。

根据工艺规程，同步电动机开车之前，要测试励磁装置的灭磁和投励环节。这种励磁装置在测试投励操作时(不增加任何其它操作)，即可检测出全部晶闸管的好坏状况，发现有坏的晶闸管，立即更换，避免励磁装置带病运行，引发其他故障。

当然，晶闸管预检测功能只能检测出那些静态参数良好，而投入运行马上就表现出毛病的晶闸管，可以说是状态较差的晶闸管。对于那些静态参数良好，而投入运行一段时间温升后才表现出毛病的晶闸管，只能通过本设计中的在线实时监测及状态显示功能来判断。

5　晶闸管实时在线监测及晶闸管状态预检测功能软件设计

在线监测技术范文第5篇

【关键词】尾矿库；安全在线监测；技术；发展

中图分类号： P624.8 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

矿山安全是制约矿山发展的重大瓶颈，尾矿库又是矿山的重大危险源。为有效管理尾矿库，避免安全事故，必须准确监测并及时提供尾矿库的安全状态数据。随着各种安全监测技术和设备的不断更新发展和对尾矿库安全性的日益重视，尾矿库安全监测技术也在快速发展。

二、尾矿库安全管理的现状

据国家安全监管总局调查统计，到 2008 年年底，我国共有尾矿库 12655座，其中100万 m以上的尾矿库有800多座。在全国尾矿库专项整治行动中，国家安全监管总局完善了尾矿库数据库，掌握了我国共计7919座大中型尾矿库的详细信息，其中数量位居前 3 位的是河北省、辽宁省、河南省，尾矿库数量分别为1806 座、1277 座、542 座。根据数据库数字显示，目前我国尾矿库企业中，冶金企业数量为3390家，占总数的 43% ；有色企业数量为2149 家，占 27%。我国尾矿库数量多、规模小，堆坝方式以上游式为主，安全度处于较低水平，1/3 以上的未经正规设计，尾矿库下游居民和重要设施较多。因此，必须采取严格的措施以确保尾矿库运行安全。

三、在线监测的必要性

尾矿库是矿山的一个重要设施，也是矿山重大危险源和污染源，其安全监测是为获得尾矿库运行各种确切数据，了解其运行状况，指导尾矿库安全运行。

尾矿库监测较早、较普遍采用的是人工观测，由于人工观测周期长，资料的整编分析缓慢，信息传递滞后，不能适应尾矿库安全对监测工作的时效性要求。采用在线监测可以对尾矿库进行更精细的观测，提升尾矿库安全管理和监管水平，增强企业、社会、政府对于尾矿库灾害的预警响应能力。

在线监测是应用现代电子信息、通讯手段及计算机技术，实现监测数据自动采集、传输、分析和管理的监测技术。在线监测利用网络技术，使不间断的电测数据实现空间跨越，监测数据通过无线或有线传输，可以在第一时间呈现在监管人员眼前，为防灾、减灾的预警创造条件。随着经济发展和科学进步，尾矿库在线监测技术得到了较大发展，新技术、新方法成效显著，为在线监测提供了经济基础和技术支撑。

四、在线监测设计原则

1、监测设计科学可靠、布置合理、全面系统、经济适用。

2、监测仪器、设备、设施的选择，应精确 稳定、耐久和抗干扰。

3、监测点布置应根据尾矿库的设计等别确定，突出重点，兼顾全面，统筹安排。

4、监测仪器、设备 、设施的规格、安装和埋设设计应先进、合理、可靠。

5、在线监测与人工观测相结合，统筹兼顾，达到互相校核和比对。

6、在线监测系统包含的自动采集、远程传输、数据存储、处理分析及综合预警功能等具备在各种气候和自然条件下实现适时监测能力。

7、在线监测设计要求测点坚固耐久，作业点平坦和道路通达。

五、尾矿库安全在线监测技术

1、位移在线监测技术

坝移在线监测的方法和仪器设备种类很多，根据测点的位置可以分为坝体表面和内部位移监测；根据测量功能分为水平位移监测、垂直位移监测及三维位移监测。坝体表面位移在线监测方法包括两大类：一类是使用 GPS、智能全站仪等根据基点高程和位置来测量坝体表面标点、觇标处高程和位置变化，这种方式可以实现测点的三维位移数据测量；另一类是在坝体表面或内部安装或埋设一些仪器来监测位移，这种方式通常只能测量测点的单项位移数据（水平位移或垂直位移）。

常用的有测斜仪技术、引张线技术，激光准直技术、正倒垂线技术、连通管法监测技术 （静力水准法）、振弦式沉降仪监测技术等。从性能、安装方法、使用维护及安装成本等方面考虑，这些技术方法各有优缺点，在使用中配套布置、相互验证。

2、浸润线在线监测技术

坝体浸润线监测最常用的人工监测方法是测压管法，即选择能反映主要渗流情况的坝体横断面，或预计有可能出现异常渗流的横断面作为观测断面，埋设适当数量的测压管，通过人工测量测压管中水位来获得浸润线的高低。在此基础上，以孔隙水压力传感器技术测量水位来实时在线监测系统在近年得以快速的推广应用。

传感器的监测类型主要有振弦式、光纤渗压式，都是通过测定孔隙水压力进而求得浸润线。孔隙水压力为 0的表面即为尾矿坝的浸润线。

3、干滩在线监测技术

在定量评价尾矿库的防洪能力时，需要测定滩顶标高和设计最高洪水位下允许达到的干滩长度，当前的检测方法难以准确并快速测定这两个指标，问题在于水边线的界线很不明显，该处又无法进入。通常采用的方法是测量监测断面上的几个点的干滩高程，结合测点间的距离计算出干滩坡度；再利用库水位、坝顶标高 （需要时还有坝顶宽度、相关测点间距、坝体坡度等） 分别求得干滩与库水面和尾矿坝外坡面的交点 （滩顶标高）；进而求得干滩长度 （或安全超高）。目前常用的干滩标高监测仪器主要是超声波液位计、雷达液位计和激光液位计，精度和稳定性可以满足一般要求。

4、库水位在线监测技术

尾矿库内存有大量的尾矿浆沉淀水，水位监测的目的是根据水位的高低，判断该库防洪能力是否满足安全要求。主要监测仪器是超声波液位计、雷达液位计和激光液位计。

5、降雨量在线监测技术

降雨量监测主要是实时掌握汛期降雨量大小，为调洪演算提供计算依据。主要使用容栅式雨量计来检测降雨量的大小。

六、尾矿在线监测技术的新进展

随着国家和地方有关尾矿在线监测方面法律法规的推出,尾矿在线监测系统广阔市场前景引起了大专院校、科研机构和相关的企业的重视,纷纷开始进人这一新兴市场,虽然我国在尾矿在线监测系统的应用方面还刚刚起步,许多仪器、设备甚至于还处在试验室研究阶段。但科研机构及企业的高度重视和投人,显现出了尾矿在线监测系统的强大生命力和美好的应用前景。

可喜的是,部分企业已经发现了上述在线监测系统所存在的一些问题,并开始了有针对性的研究,取得了阶段性的成果。如中科矿联(北京)科技发展有限公司所做的通用专家软件分析模型研发,具有稳定性系数分析、渗流层分析、滞后时间推算等多种功能,已经进入到实际应用阶段;优耐森(北京)系统工程技术有限公司针对尾矿库的特点,研制了尾矿专用浸润线监测设备,解决了部分测压管内无水和大气压力原因造成的数据误差大问题,同时因采用非接触式方式,有效避免了因水质腐蚀而造成传感器件损坏,无线传输和“傻瓜式”的安装调试方式使企业自行实施此系统成为了可能;山东联创自动化开发的光敏靶和激光结合方式监测形变,通过构思独特的工作原理和设计方案,避免了激光测距仪不能在雨天、雾天工作的缺陷,实现全天候监测,大幅降低了形变监测的应用成本,亦是一个有益的尝试。此外部分在线监测项目—如太钢峨口铁矿尾矿库,采用了数据采集网络和传输过程的无线工作方式,避免了在坝体上挖沟布线,最大程度地减小了因土建工程而对坝体产生的伤害,同时缩短了工期,具有推广价值。尾矿在线监测正向系统化、智能化、专业化、简捷化发展。

七、结束语

随着高新技术的快速进步，尾矿库的在线监测技术将获得更大发展。在线监测系统能迅速、全面、准确获得尾矿库的动态运行数据,这是其它传统手段所无法比拟的,其在尾矿库安全日常管理工作中起到了重要作用,值得我们继续去研究。

参考文献

［1］田文旗. 尾矿库安全技术与管理［M］北京： 煤炭工业出版社，2011

在线监测技术范文第6篇

关键词 电气设备；在线监测；技术方法

中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0162-02

0 引言

电气设备的安全运行对电力电压的等级的要求越来越高，所以电气设备的在线监测技术也就成为相关工作人员和研究人员的关注话题。电气设备要定期检查维修，并且以预防性试验为基础，定期检修能够监测电气设备的状态，但是对于电气设备内部故障隐患就无法及时发现，状态监测是以在线监测为主要方式的，根据实时监测的电气参数和标准参数进行对比来判断电气设备的状态，并研究检修维护的方法。在线监测技术的检修方法能够及时反映出运行时电气设备的工作状态，更方便采取预防措施及在发生事故时采取有效的解决措施。

1 电气设备在线监测原理

电气设备在线监测技术原理，是在电气设备正常运行时，通过对常规绝缘特征参数如电容量、电流、介质损耗因数等进行测量，来反映电气设备的运行是否存在问题。介质损耗因数对高压电气设备影响很大，还能反映运行时设备的缺陷，灵敏度很高，而且操作比较简单。介质损耗因数的原理分为两种，第一是硬件直接测量相位角，主要方法为过零相位比较法，第二是软件对检测信号变换后，对测量信号进行数字化处理，主要方法为谐波分析法。

过零相位比较法原理：获得电流和电压信号进行过零整形成为过零反转的方波电流和电压，用或门电路对电流电压过零时间差方波宽度进行比较，并读取方波宽度，最终根据电流电压信号计算出介质损耗因数。

谐波分析测试原理：电流互感器检测设备末端引出电流信号，二次抽取电压信号后经过方法、滤波和程控放大后的信号，再经过同步采样最终得到离散数字信号，利用计算机对其快速的傅里叶变换后得到基波傅里叶系数，然后计算基波相位差，最终得到介质损耗因数。

2 电气设备在线检测的主要技术方法

2.1 基于传感器技术的电气设备在线监测

传感器技术是实现电气设备在线监测的主要方法，传感器技术能够获取到电气设备较多的并且精准的状态量数据参数。为了满足电气设备在线检测的需求，传感器技术也在不断的研究和完善，例如光传感器、温度传感器和气体传感器等，都能够很精准的检测电气设备的状态量，然后转成对应的数字信号来传输。相关研究人员和学者提出了光传感器技术，主要是为了解决对电气设备绝缘子的盐密进行检测，但是目前这种技术还没有被广泛应用，但是光传感器技术对于目前流行的等值盐密方法是一种质的飞跃。

2.2 基于红外热像技术的电气设备在线监测

所有物体本身都具备一定的温度和能量，所以会放射出不同程度的红外辐射，红外探测仪对红外辐射进行接收并处理，能够呈现出物体对应的温度值和热场分布图像，这样就可以对电气设备旋转电机、锅炉高温管道进行不接触方式的测试温度和绝缘方式的诊断，红外热像检测的发展前途十分广阔，是一种新型的检测方法，如今已经成为国内外研究的焦点课题。红外热像检测技术的特点进行分析：首先是操作安全性高，以为内红外检测不用和设备直接接触，因此操作很安全，这个特点对运转设备和带电设备架空线路有很重要的意义；第二是灵敏度高，红外检测技术的灵敏度很高，能够对设备表面的温度进行分辨，温差在0.01℃～5℃，所以对于电气设备细微的热状态的变化进行检测和诊断；第三是诊断和检测的效率高，红外检测技术对电气设备的数据采集速率很高，平均一台红外热像仪在每秒内采集和储存的温度能够达到百万点，并且检测速度很快；第四是可以利用计算机进行分析，现在的红外检测设备具有成熟的计算机图像处理系统，能够对电气设备的变化和状态利用计算机进行在线监测及分析处理，并且能够建立电气设备发热情况的数据库；第五，影响检测结果的因素较多，电气设备的种类很多，气候的变化包括风力、气温等都会对监测结果产生影响，而且电力负荷的大小以及辐射源等也会对监测结果有重要影响。

3 电气设备在线监测的实现

3.1 高压断路器在线监测

电力系统中的高压断路器是十分重要的开关设备，不仅对电气设备担负这保护作用，也担负着控制作用，开关设备的状态情况对电力系统的运行有十分重要的影响。高压断路器的实时监测和故障检测，能够对设备运行状况、特性和变化情况进行掌握，这样对电力系统的安全运行有重要作用。在线监测一般包括对设备特性的监测和触头等部位的监测，主要内容有气体密度监测、泄露电源监测、累积开断电流监测、开断次数监测、断路器红外成像监测、振动波形监测、操作机构油压监测和分合闸线圈电流波形监测等。

3.2 变压器在线监测

电力系统中变压器是很重要并且昂贵的设备之一，也是导致电力系统出现故障最多的设备之一，发生故障会对电力系统和用户带来很大危害。变压器在线监测主要有两种方法，一是变压器局部放电在线监测，容易受到电力系统中环境的影响而导致灵敏度不高；二是变压器油中溶解气体在线监测，只能判断是否有异常，对诊断故障类型的确定提供参考依据。

3.3 发电机在线监测

发电机在线监测是和常规离线绝缘测试方法不同，而是在发电机运行中对发电器绝缘进行连续测量。目前广泛使用的方法是发电机局部放电在线监测，是在发电机内部安装传感器，传感器与便携式局部测试仪连接，定期对局部放电监测，也可以连接到固定的局部放电监测系统来实现监测；随着分析技术和数据采集技术的发展，大型发电机组已经开展转子匝间短路在线监测，开展转子故障在线监测综合分析，这些手段的采取势必对发电机组的安全稳定运行提供了有效地保障手段。

4 电气设备在线监测技术发展建议

4.1 在线监测是状态检修的必要条件

只有对电气设备运行状态进行准确、及时的掌握，然后与设备在系统中重要程度进行综合分析，才能对设备的维修、检修的正确时间进行确定，并对设备采取对应的维修措施。虽然在线监测技术对于设备的状态检修效率较高，但是也不能完全依赖于在线监测，同时还要对照一些设备的离线检测方法，例如诊断性实验和定期试验项目等，要对目前经常使用的方法进行充分利用，然后结合在线监测手段，这样才能达到对设备状态的反映更加全面和真实，为电力系统提供精确的数据。

4.2 加强员工理论知识和技能水平培训

在线检测无论使用什么手段进行，都需要人来操纵，所以对于员工的理论知识和业务技能水平的提高十分必要，企业要对员工进行适当的培训，保证工作人员掌握了一定的在线监测电气设备的基础知识和相应的技能，不断提高工作人员的决策能力，并对状态量和状态量进行深刻理解，从状态量的变化和电气设备状态进行分析，才能更好的完成在线监测的目的。在线监测所提供的数据方面，一定要对其进行总结和综合分析，找到其中的规律，分析在线检测状态量变化和电气设备故障的关系，不能停留在所提供的表面参数和数据上。但是也不能过于依赖在线检测所获得的数据，因为很多因素可能会影响数据的准确性。如对介损的在线监测过程中，其监测的重复性和稳定不是非常理想，误差会较大；对于信号采集的过程也会出现传感器失效的情况，外界因素或认为因素的干扰可能会导致信号畸变，最终使在线监测系统得到的数据不够准确。

4.3 推动在线监测技术的发展

当前电气设备的在线监测技术已经获得了很大的成果，但也会存在一些问题，因此要对这些问题进行研究和探索，不断在电气设备的实际运行过程中对各种检测技术方法进行分析。对于目前的在线监测技术发展来看，不能对监测要求过高，而是要保证在线监测系统的抗干扰能力强，并且要通过在线监测获取到真实精确的数据，更好的反映电气设备的运行状态。

5 结论

电气设备在线监测技术的发展，是电气设备状态检修的需要，更是智能电网发展的要求。检测技术发展的必然过程都是从事故检修、定期检修到状态检修，而这也是电力行业发展的需要。因此在电气设备在线检测的开发应用中，要根据电气设备的具体情况及数据进行分析，不断提高在线监测数据的精确度。利用先进的在线监测方法，才能提高对电气设备状态和变化的掌握能力，更好的保证电气设备的安全稳定运行。

参考文献

[1]胡文平，尹项根，张哲.电气设备在线监测技术的研究与发展.华北电力技术，2003.

[2]程扬军，王定有.浅析电气设备在线监测技术.广西电力，2012.

[3]吴宏琅，郑小晴.浅议高压电气设备在线监测技术.福建电力与电工，2005.

[4]郭忠烺.变电设备在线监测技术的应用 福建电力与电工，2003.

[5]魏本刚，孙莹，张桦，董雪静，安蕾蕾.变电站主电气设备在线监测的研究[J].西北电力技术，2004（4）.

[6]余志红.电气设备在线监测与故障诊断技术的现状与前景[J].江西电力，2008（5）.

在线监测技术范文第7篇

【关键词】输电线路；在线；监测

1在线监测技术概述

在线监测始于20世纪90年代初，至今已有接近30年的发展历史。在线监测技术发展初期，主要以科研院校理论研究工作为主。当时相关技术体系并不成熟，且受限于其他技术如通信、传感器技术影响等，尚未实现商业化。进入21世纪后，在输电技术及通信技术等快速发展的背景下，在线监测逐渐成为了输电线路运行的刚性需求，所衍生的产品也变得愈来愈多，在电力系统当中的应用范围变得愈来愈广。但整体系统架构还不够规范，且缺乏相应的技术标准，信息孤岛现象较为普遍，这在一定程度上限制了在线监测技术的作用。近年来，我国大力倡导智能电网建设，逐步完善了输电线路在线监测技术标准及相关系统架构，使得输电线路在线监测趋于成熟，为电网安全、稳定运营提供了基础保障。

2输电线路在线监测内容分析

输电线路在线监测内容较多，主要包括以下几个方面：

2.1图像监测

图像监测是输电线路在线监测的基本手段。通过视频图像对输电线路周围环境进行全天候监控，能够随时了解输电线路危险点、导线舞动、风偏变化、悬挂异物、塔材等情况。

2.2温度监测

导线温度与其载流量密切相关。除此之外，导线温度与环境温度、气候条件、风速等也存在紧密关联。客观上来看导线的最高允许温度（70℃）是一个理论值，其结果是相对保守的。在实际环境当中，设定值远高于理论值。换句话说，导线允许流量实际值与规定值之间存在着隐形容量。需要借助测温系统实现导线温度监测，从而及时获得输电线路潮流变化、线路运行温度变化情况，以此来分析输电线路输送余量，从而为输电线路动态扩容提供依据。

2.3覆冰监测

受环境影响，输电线路覆冰因素较多，包括雾凇、湿雪、冻雾覆冰等。影响覆冰的主要因素包括气温、湿度、风等。当导线迎风面覆冰达到一定厚度时，受不平衡力影响，导线可能出现反复扭转。因此，需要通过专门的覆冰监测系统来综合判断导线的覆冰情况，以便清楚地掌握覆冰的特征及规律，从而对覆盖冰进行有效处理。

2.4线路舞动

输电线路舞动主要是空气动力不稳定所导致，其主要影响因素包括风的激励、线路结构以及覆冰等。若导线舞动幅度偏大，摆动频率较高，可能会造成相间闪络、金具损坏等，甚至可能导致线路跳闸、导线折断等事故，对电网正常运行产生严重影响。

3输电线路在线监测系统构成分析

3.1图像监测子系统

输电线路视频图像监测子系统主要由监控软件及视频系统服务器构成。其中监控软件能够实现视频抓拍、定时录像、云台控制、参数设定等功能。监控软件模块包括了录像管理、设备管理、用户管理、系统管理、Web管理等功能性模块，利用Web服务、数据库服务、流媒体传输服务等来实现监控功能。视频采集过程中，视频信号处理以CMAC视频压缩算法为主。该算法可对色度压缩进行特殊处理，在保证高压缩效率的情况下，能够获得较为理想的清晰度及色彩还原质量，占用系统容量较小。利用视频图像监测系统，可对输电线路工作状态进行全方位监测，利用无线技术便可远程采集、调控现场视频图像等，从而反映出线路的大致运行状况。

3.2导线温度监测子系统

导线温度监测子系统主要是对导线运行温度进行监测，并能够以数据列表及组态图的方式呈现给用户。温度监测子系统主要由温度传感器、电源模块及通信模块构成。除了可利用传统电源供电外，还可采取太阳能或风能供电的方式来保证相关模块稳定运行。在此基础上，以风光互补的方式进行供电设计能够进一步强化子系统运行的稳定性。温度传感器方面则采取互感取能的方式进行电能供给。通信方面，随着WIFI、4G等技术的不断成熟，传统的红外、RS232等短距离通信方式将逐渐被WIFI、4G等取代。导线温度监测子系统能够实时反映导线温度情况，通过远程控制，能够实现线路动态增容。

3.3覆冰在线监测子系统

线路容易覆冰的温度通常为-8至0℃，并且要求空气湿度达到90%以上。当环境温度及湿度条件均具备时，风速也就成为了决定覆冰厚度的最重要参数。覆冰在线监测子系统可对绝缘子串倾斜角、风偏角及拉力进行实时监测，再配合微气象环境监测装置来构建相关数学模型，即可实现线路覆冰综合监测。当出现覆冰异常状态时，系统会主动反馈预警信息，有利于提前做出针对性预防措施。

3.4线路舞动在线监测子系统

线路舞动在线监测子系统主要监测参数包括舞动半波数、舞动频率、振幅、风速、风向、气温、湿度等。以一档内多个舞动点的加速度对线路舞动情况进行分析、计算，获得档内线路基本信息，同时可根据舞动线路的舞动半波数及导线运行的轨迹相关参数，分析线路是否存在舞动危害，并由预警系统发出报警信息，从而为运行单位辅助决策或决策提供可靠信息依据。

4结语

输电线路在线监测技术的不断成熟为输电线路稳定运行及相关决策工作提供了可靠的信息基础。未来输电线路在线监测技术智能化水平还将不断提升，整体监测质量及效率也会进一步提升，为电网稳定运营提供保障。

参考文献

[1]邵必飞.输电线路在线监测技术研究[J].机电信息,2012(09):98-99.

[2]孙凤杰,赵孟丹,刘威等.架空输电线路在线监测技术研究[J].南方电网技术,2012(04):17-22.

[3]邓有强.输电线路在线监测技术现状研究[J].通讯世界,2013(19):160-162.

在线监测技术范文第8篇

关键词：高压绝缘；在线监测

引言

高压绝缘水平对于电力电缆的长时期安全可靠的发挥功效具有重要作用。而电力资源作为当今经济社会发展必不可少的因素，必须保证对电缆使用效能起决定性作用的绝缘功能的正常发挥。通过及时的诊断，将高压绝缘存在缺陷的部分查找出来，并有效解决其问题，是我们应该具有的处理问题的科学态度。高压绝缘在线监测技术是顺应时展、反映高新技术前沿的一种新型技术，它具有很多优点。也正因为其所具有的的各种优点，才更进一步促使我们去对高压绝缘在线监测技术进行系统的科学研究。

一、高压绝缘在线检测技术的优点

高压绝缘在线监测技术与传统的监测技术相比，具有以下优点：首先，这是一种在线监测，即意味着不用断电可以时时刻刻的连续监测，可以及时在第一时间发现绝缘缺陷，将事故和损失降低到最小程度。其次，测试简单易操作，人工付出小，节约了人力资源，且保证了监测的准确性。再次，此种监测与设备实际的电压负荷是保持一致的，不像传统监测技术试压期间由于断电，而可能导致对设备的电场、磁场、气温和周围环境的监测数据的结果不具有准确和缺乏科学性[1]。因此，在科技日益成为市场竞争力和国际竞争力的主导因素的时代背景下，研究高压绝缘在线监测技术是一种必然。

二、我国高压绝缘在线监测技术的运用

高压绝缘在线监测的对象主要是变压器、发电机、电容型高压设备以及氧化避雷器的绝缘状况。将这几方面的绝缘状况监测到位，就能不断推动我国高压绝缘在线检测技术的发展。

2.1 对变压器绝缘状况的在线技术监测

通过绝缘油中的分解气体（如一氧化碳）的含量变化和局部放电量的多少来对变压器绝缘状况的进行在线技术监测。首先绝缘油中的分解气体的含量会在一定程度上反映变压器内部是否出现故障，以及故障的大小。绝缘油作为三种常用的电解质之一，具有其优缺点。其次，由于变压器有机绝缘日渐老化并最终击穿从而导致局部放电的发生，通过观察变压器是否有放电现象，也能对其绝缘状况的良好与否进行有效监测。现今的经济条件下，监测局部放电的技术主要有脉冲电流法和超声波探测法[2]。

三种电解质性能比较[3]

2.2 对发电机绝缘状况的在线技术监测

在发电机发生的诸多事故中，以绝缘出现缺陷导致事故为主，一旦绝缘出现故障，发电机就极易出现电流外泄或外漏，进而伤害工作人员。实践中，最常用的检测技术也是局部放电法

2.3 对电容型高压设备的绝缘状况的在线技术监测

通过国内外的研究与实验的数据显示，要对电容型高压电气设备的绝缘情况进行科学的检测，就必须做好对其交流泄漏电流、等值电容和介质损耗等监测的工作。利用泄漏电流测试仪进行交流泄漏电流的监测，并以此来判断电容型高压设备是否有受潮现象以及受潮的程度。介质损耗主要是反映设备是否有局部老化或缺陷。以西安西电公司和西安交通大学联合研制的介质损耗与电容量在线检测系统为例，此系统种的各项指标都能达到一定的要求，并在合理的范围内波动，对于有效判断设备的绝缘情况提供了参考性依据。

系统技术指标参数[4]

注：上述指标要求CVT/PT准确度为0.2级

2.4 对氧化锌避雷器绝缘状况的在线技术监测

氧化锌避雷器阀片常常因周围环境湿度过大或使用时间过长变老化而逐渐出现缺陷。在此基础上，又因阀片上通过的泄漏电流进一步加速了其老化的速度，因此，通过有效的监测泄漏电流的情况并比照历史以往记载的相关信息数据，就可以清晰识别出其绝缘是否出现缺陷。在测量时，要注意正确连接实验接线的重要性，至少保证有一人接线，有一个人进行专门检查，以最大程度上确保接线与检查的同步进行，防止电流泄漏引起人身安全事故。

三、技术测量方法

传统使用的测量方法是绝对测量法和相对测量法。通过绝对测量法持续的对变电站母线电压相位角和CT绝缘套管的泄漏电流幅值及相角进行实时监测，并通过一系列数据的转化就能找出泄漏电流和介质损耗角的确切位置。而相对测量法多被应用于容性绝缘套管的在线监测上，这种监测的优越性就在于不会因电流的干扰（即使这种干扰很细微），也能轻易避免信号采集过程中容易出现的角差现象，从而保证监测的准确性与科学性。两种测量方法都各有其优点。将两种测量方法进行结合使用，就能够做到取长补短，发挥监测的最大效能。■

绝对测量和相对测量法的应用流程[5]

参考文献

[1] 詹樊.高压电气设备绝缘状况的在线监测 [J]. 城市建设理论研究（电子版）.2013，（27）：2

[2]李芳. 浅谈我国高压电气设备绝缘在线监测技术应用[J]. 电源技术应用.2013，（06）：189

[3]董明.GIS装置及其绝缘技术.豆丁网，PPT：3

[4[张启民.杨文虎.梁红军.徐阳.变压器套管介损与等值电容在线监测装置的结构及应用[J].百度文库.2010，（01）：42

在线监测技术范文第9篇

【关键词】变压器；电力系统；在线监测

变压器是利用电磁感应原理来改变电力电压的装置，随着我国经济发展对能源需求的逐渐加剧，变压器作为保证电力能够安全输送到用电客户的重要设备，保证其平稳运行受到相关领域的普遍关注。物联网时代的到来给变压器在线监测带来了很多新技术，这些技术在变压器监测领域的运用有效的保证了用电客户的用电安全，满足了我国社会和经济发展中对能源的需求。

一、变压器在线监测原理

1、局部放电监测

由于变压器的使用环境和设备原因，局部放电现象会给变压器的绝缘带来不同程度的影响，甚至会击穿绝缘介质从而导致设备故障甚至威胁人员安全。变压器在运行中长期处于工作电压的作用下，随着电压等级的提高，其绝缘体受到的电场强度也不同，由于变压器各部件的绝缘层薄厚不同，因此很容易在绝缘薄弱处发生放电现象。由于变压器是电磁感应设备，因此在变压器放电过程中会产生一定的机械脉冲，在正常情况下这种脉冲波由于能量很小是不容易被人发现的，但通过压电转换器我们能将脉冲波转换为电压信号，从而实现对变压器的局部放电监测。

2、油中溶解气体监测

由于变压器在电磁感应变压过程中会产生热量，为了保证设备的安全运行我们就必须对运行中的变压器进行降温。变压器油正是起到了变压器散热冷却的作用，不仅如此，变压器油还能起到防止电晕和电弧放电现象的产生。变压器油是石油的一种分馏产物，它的主要成分是烷烃，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。当变压器出现故障时，变压器油会在热和电的双重作用下被分解，从而产生氢气、一氧化碳、甲烷和乙烯等气体，我们通过利用气象色谱技术分析变压器油中这些气体的类别和浓度变化就能够判断出变压器的潜在安全隐患，从而实现变压器在线监测和故障分析的目的。

3、介质损耗及泄露电流监测

变压器的介质损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗两个部分，当磁滞损耗现象发生时，由于铁芯内存在“磁滞回线”因此感应电动势和磁化电流间的相位差就发生了变化，从而使变压器损耗加大。涡流损耗通磁滞损耗相同，等效与在变压器上并联一个有功的电流成分，从而增大介质的损耗量。现阶段的介质损耗检测主要有直接测量相位角、谐波分析和相对介质损耗这三种方法。泄露电流主要是由于变压器铁芯和夹件绝缘不良或者出现多点接地时发生的，泄露电流不但会影响变电器的散热效果，还可能会导致绕组烧毁。当前普遍运用的变压器电流监测法有全电流和阻性电流两种方法。

4、SF6气体监测

SF6是法国化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体，由于其良好的电气绝缘性能及优越的灭弧性能被普遍应用于变压器的绝缘中。一旦变压器发生内部故障会导致SF6气体泄漏，我们通过对变压器的SF6气体监测能够及时发现变压器是否发生故障，并及时对故障变压器进行检修和维护。

5、红外线测温监测

无故障的变压器在正常运行时其向外界散发的热量是规律的，一旦变压器出现了故障，会导致变压器向外部散发热量出现变化，我们通过利用红外线技术监测变压器的温度变化，就能够实现变压器的监测。利用红外线变压器监测，可以实现24小时不间断监测，并将数据上传给远程服务器，实现变压器的远程监测。

二、变压器在线监测技术的运用

1、气象色谱在线监测技术的运用

随着科技的发展，气象色谱仪越来越便携、高效和灵敏。我们在运用气象色谱法进行变压器在线监测时，主要运用高分子膜来实现油气分离，进而利用色谱仪测量出气体的种类和浓度，并将测量结果上传给服务器，实现变压器的在线监测。例如加拿大加创集团公司的C201-6在线色谱系统和重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室研制的SPJC 在线色谱监测系统。C201-6在线色谱系统是采用具有气体高度渗透特性的Teflon AF新型高分子聚合物来进行油气分离，而重庆大学的SPJC在线色谱监测系统则采用纳米材料渗透膜来实现油气分离。这种利用高分子膜油气分离的办法，能够大大简化传统油气分离方法的步骤和设备构成，从而在降低监测设备成本的前提下实现变压器的在线监测。

由于变压器中气体是以多种气体混合存在的，因此我们在进行气体监测时会根据需要及变压器特点选择单组份或多组分气体的在线监测方法。氢气是变压器出现故障时最容易产生的气体，对单组份气体监测主要是监测混合气体中的氢气，我们可以利用把栅极场效应管、催化燃烧型传感器以及电化学氢气传感器实现对氢气的在线监测。而多组分气体的在线监测则经常使用热导式传感器、氢焰离子化传感器以及半导传感器等。

2、红外在线监测技术的运用

红外线是物体在释放热能过程中伴生的一种辐射波，波长范围在0.76～100μm。红外在线监测技术通过利用红外探测器将物体辐射信号转化为电信号，从而根据红外线的功率强度判断变压器内部的热量分布情况。红外线在线监测系统更可以将红外信号还原成热像图来模拟反映变压器内外结构中各部分的热量特点，从而实现对变压器工作温度的在线监控。

通过红外技术和计算机网络技术的综合运用，变压器红外线监测技术能够实现变压器工作的24h实时监测。有着响应速度快、测量范围宽和测量结果直观形象的特点。作为可以实现远程变压器监测的先进监测技术手段，红外线监测法被广泛应用于电力系统的设备监测工作中，并保障了电力系统平稳、安全运营。

3、变压器微水在线监测技术

过去，变压器油微水检测通常采用对变压器油采样，在实验室使用色谱分析法、卡尔・费休试剂法或库仑法对样品进行检测。但这种方法却没有实时监控的能力，只能采用“定期换油”的方式来预防事故的发生，造成了大量的人力、物力和财力的浪费。

目前，在线监测正成为变压器油中微水测量的发展趋势。变压器微水在线监测技术主要有传感器、数据采集系统及数据处理系统组成。传感器多用的是电容传感器，将传感器接受到的信息传送给数据采集系统后，利用电磁谐振技术实现微水量的测量，最后通过数据处理设备进行数据分析。目前我国变压器微水在线监测系统还会运用到温度传感器，以测量干燥环境温度补充温度对纸板介电特性和物力特性的影响，从而消除在检测时测量环境对为水量测量结果的误差，更好的反映出绝缘纸板中的水分含量，以实现变压器监测的准确性。

4、变压器油温在线监测技术

变压器油温过热是影响变压器运行稳定性和使用寿命的重要因素，因此对变压器进行运行中的油温监测对变压器的故障检测和排除十分有效。但由于变压器内部零件复杂，油温测量麻烦，油温监测方法一直处于被忽视的位置。随着科技的发展和物联网技术在电力系统中的应用，变压器的油温监测再一次被国际大电网会议提上了议程，并将其列为变压器在线监测的重点监测手段进行推广和研究。

在传统的变压器油温检测中，通常使用的是间接模拟测量的方法，随着科技和计算机物联网技术的发展，现如今的变压器油温监测系统则是由前端数据采集系统、通信系统、转接器部分、控制电力部分等硬件结合计算机模拟分析软件实现的。虽然现行的变压器油温监测系统不能为变压器能否安全运营提供有效数据，但用户却可以通过变压器油温监测系统的应用对运行中的变压器运行情况做到心中有数，从而保证变压器运营的效率和稳定性。

参考文献：

[1]张研_物联网在现代农业中的应用与前景展望[D].东北农业大学硕士论文.2011.

[2]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社.2010.

作者简介：

在线监测技术范文第10篇

[关键词]钢绳芯输送带；在线探伤监测技术及应用

中图分类号：TD76；TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0003-01

1、前言

随着使用年限的增加，皮带及接头出现不同程度的磨损、老化，针对这一情况以前多采用人工探伤的办法进行检测。人工探伤也就是用目测的办法，直接观察皮带外形，看是否有鼓泡等异常变化，在皮带接头处刻上记号并用钢尺测量，判断损伤处有无变化，皮带接头是否伸长，对皮带的坏损进行检测。这是一种最原始的检测办法，机电维修人员虽然可以看到皮带表面发生的变化，却不能探究钢绳芯皮带内部的变化情况。而皮带发生撕裂断带事故，通常源于钢绳芯皮带内部发生了变化，如钢绳芯接头产生抽头、发生锈蚀或者存在硫化工艺问题等情况。表面不发生变化而内部发生问题的情况，目测的方法难以发现。在皮带距离较长时，这种办法测量周期长，误差率较高，不能有效的保证皮带运输系统安全运行。

为此，采用在线探伤监测技术， 强化对钢绳芯带式输送机的检修，对于皮带运输系统安全、高效生产有着重要的意义。

2、在线探伤监测技术

该技术应用X射线及相关处理软件，能够对钢丝绳芯输送带进行非接触式、在线、实时检测。可实现在不停机、带载、空载状态下的检测，不仅能够检测输送带中钢丝绳芯街头的抽动、位移，以及断绳、疲劳、锈蚀等可能导致断带事故的安全隐患，而且可以将发生问题的部位准确定位。使用技术可以有效的降低钢绳芯输送带的使用和维护成本，提高煤矿的生产效率。

技术参数：

1、检测方式：在线实时检测；

2、检测带速：1～10m/s；

3、接头位移检测准确率（非弹性变化）：≥99%；

4、内部断股检测准确率：≥99%；

5、钢丝绳芯疲劳、锈蚀检测准确率：≥99%；

6、纵向定位误差距离：≤10mm；

2.1 设备组成

应用该技术的监测装置的组成设备为：X射线发射箱、X射线接收箱、控制箱和计算机箱，实现以下功能：

1、传感器部分，完成对钢丝绳芯输送带接头或断头信号的拾取；

2、信号传输部分，完成传感器信号到计算机的传输；

3、计算机检测部分，实现对输入信号的采集、分析、处理、输出， 并得到相应的结果。

2.2 工作原理

应用该在线探伤监测技术的监测装置的检测是基于X射线具有穿透性的原理，本产品发射系统发出X射线后穿透钢绳芯输送带，被放置在输送带另外一侧的接受系统接受，接受系统的最高检测精度可达到0.4mm。通过内部的信号采集、转换、处理后，实时还原成钢绳芯的图片并将此图片反馈给远距离的终端显示。

该监测装置使用了X射线，主要运用了其具有穿透作用的特性。穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力。X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长，光子具有的能量很小，当射到物体上时，一部分被反射，大部分为物质所吸收，不能透过物体；而X射线则因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X射线的穿透力与物质密度有关，密度大的物质，对X射线的吸收多，透过少；密度小者，吸收少，透过多。

当X射线透视钢绳芯皮带时，因皮带中的钢绳的密度比包裹覆盖钢绳的橡胶物质的密度大，根据X射线的透视作用，透过钢绳的X射线被吸收的多，透过其他橡胶物质的X射线被吸收的少。所以，当接收箱接收了穿透了钢绳芯皮带的X射线后，显示在采集板上信号就是吸收较多的部位是钢绳，吸收较少的部位是橡胶物质。采集板将此信号传输给计算机箱，显示在计算机箱的液晶触控显示屏上的图像较暗部分就是钢绳，较亮部分就是橡胶物质。

接通各组成部分电源，发射箱运行软件，可以使发射箱开启或者关闭X光束；接收箱接通电源工作后，可以接收穿透了钢绳芯皮带的X光束并通过光纤盒转变成光信号再通过单模光缆传输给计算机箱；运行软件，将接收箱传输给计算机箱的光信号通过光纤盒转变成图像显示在液晶触控显示屏上。根据图像，可以对钢绳芯皮带进行实时监控。

图1为正常情况下的钢绳芯皮带的截图，图中的黑暗部分为钢绳，较亮部分为橡胶物质。

当钢绳芯皮带内部有部分钢绳断裂后，在图像上显示的也相应为断裂区域，如图2。

图2中，用黑色细线框选中的区域为断绳的地方，框内已用文字写明，断绳的地方有两处。

2.3 在线探伤检测技术的应用

在皮带运转期间对皮带进行扫描，同时进行录像，扫描完成后通过录像对皮带进行分析。分为两种：一是检查硫化接头；二是扫描整个皮带的硬伤。

（1）硫化接头的检查可以通过对在皮带接头上进行的编号进行准确定位。钢绳接头处出现白色，表示接头拉伸抽空。在接头处出现多股抽空白色显示，应立即予以重视和报告，通知当班司机控制煤量。并安排人员进行现场查看，情况严重时，应立即进行硫化处理，以避免断带事故发生。

（2）整条皮带进行检查可以通过报警文件进行查看。通过设置报警断绳的根数下限，可发现断、拉伤、锈蚀等现象及具体断绳根数。在一帖或者连续几帖报警，查看图片发现断裂根数很多，应给予预见，并检查及修补。

3、在线探伤监测装置的使用效果

经过三年多来的使用运行表明，皮带在线探伤监测技术的应用具有非常好的使用效果，具体体现在以下三个方面：

一是，在线探伤监测装置能够对皮带断带安全隐患实施早期诊断，通过及时对早期钢芯故障进行维修，从而保证了皮带的安全状况，延长其使用寿命。

二是，降低了生产期间因皮带损伤处理出现的停机，有效的保证了主运输系统和生产系统连续性，避免了重负荷启动对系统的损伤；

三是，减少专门用于皮带检测的设备空转能耗，节能降耗效果显著。

4、使用经验

根据我们三年来的使用经验，该在线探伤监测装置在使用过程应注意以下事项：

（1）在接头出现钢绳多股断裂及抽空现象时，应使用监测装置单独检查此处，并安排专人仔细检查该接头，其实际的损伤情况可能比监测的接头截图图片严重。

（2）在监测结束后，应及时关掉检测装置，减少其发射系统发出的X射线对人体的损伤，并及时将设备从皮带下推出。

（3）在监测过程中，应避免人为停机现象，从而减少设备连续多次运行的过程，接头逻辑编号必须和实际胶带接头编号保持一致。

5、结论

矿井皮带在线探伤监测技术对于矿井运输系统管理有着极其重要的作用，解决了皮带运输系统难维护的局面，促进了煤矿设备的自动化监测监控水平，减少了人工劳动强度，从根本上保证胶带机的安全运行，对于矿井的安全生产有着功不可没的作用。所以说，矿井主皮带在线探伤监测技术从根本上保证了矿井主运输的安全生产。

参考文献

[1] 山西戴德测控技术有限公司，ZSX-160D矿用钢绳芯输送带实时在线监测装置设备手册，2013.