高电压绝缘试验及诊断及相关知识

1、电气故障的主要原因电气故障的主要原因 绝缘结构的作用绝缘结构的作用 绝缘劣化及其影响因素绝缘劣化及其影响因素 耐热等级耐热等级工作温度工作温度()电介质电介质O90木材、纸、纸板、棉纤维、天然丝；聚乙烯；聚氯乙烯；天然橡胶木材、纸、纸板、棉纤维、天然丝；聚乙烯；聚氯乙烯；天然橡胶A105油性树脂漆及其漆包线；矿物油及浸入其中的纤维材料油性树脂漆及其漆包线；矿物油及浸入其中的纤维材料E120酚醛树脂塑料；胶纸板、胶布板；聚酯薄膜；聚乙烯醇缩甲醛漆酚醛树脂塑料；胶纸板、胶布板；聚酯薄膜；聚乙烯醇缩甲醛漆B130沥青油漆制成的云母带、玻璃漆布、玻璃胶布板；聚酯漆；环氧树脂沥青油漆制成的云母带、玻璃漆

2、布、玻璃胶布板；聚酯漆；环氧树脂F155聚酰亚胺漆及其漆包线；改性硅有机漆及其云母制品及玻璃漆布聚酰亚胺漆及其漆包线；改性硅有机漆及其云母制品及玻璃漆布H180聚酰胺聚酰亚胺漆及其漆包线；硅有机漆及制品；硅橡胶及玻璃漆布聚酰胺聚酰亚胺漆及其漆包线；硅有机漆及制品；硅橡胶及玻璃漆布C180聚酰亚胺漆及薄膜；云母；陶瓷；玻璃及其纤维；聚四氟乙烯聚酰亚胺漆及薄膜；云母；陶瓷；玻璃及其纤维；聚四氟乙烯 4. 受潮受潮局部电弧局部电弧水带水带绝缘介质绝缘介质 绝缘介质的电气特性绝缘介质的电气特性 汤逊放电理论汤逊放电理论外界电离因子阴极表面电离气体空间电离气体中的自由电子在电场中加速碰撞电离电子崩（过程

3、）正离子阳极表面二次发射（过程）巴申曲线巴申曲线图图3 棒棒-棒及棒棒及棒-板空气间隙的工频击穿电压板空气间隙的工频击穿电压Ub与间距与间距d的关系的试验曲线的关系的试验曲线（1,2,4为棒为棒-棒；棒；3,5为棒为棒-板）板） uUUs0t1tstfttftlag 图图4 放电时间的组成放电时间的组成ut43215ut0s1s2 图图5 50%伏秒特性伏秒特性 1. 0%伏秒特性；伏秒特性；2. 100%伏秒特性；伏秒特性； 3. 50%伏秒特性；伏秒特性；图图6 伏秒特性间的配合伏秒特性间的配合 (cm)图图7 不同材料的工频下沿面闪络不同材料的工频下沿面闪络电压（峰值）电压（峰值） 1纯

4、气隙；纯气隙；2石蜡；石蜡；3胶纸筒；胶纸筒；4电瓷电瓷 （a）（d）（c）（b）图图8 沿套管表面放电示意图沿套管表面放电示意图(a) 电晕；电晕；(b) 辉光；辉光；(c) 滑闪；滑闪；(d) 套管表面等值电容套管表面等值电容1导杆；导杆；2法兰法兰 图图9 盘形绝缘子串在雨下盘形绝缘子串在雨下的可能闪络路径的可能闪络路径 ab图图10 极化现象示意图极化现象示意图(a) 极间为真空；(b) 极间为介质 dAUQC000dAUQQCr00A 电极面积（cm2）d 电极间距（cm）r 相对介电常数 表表 2 常用电介质的常用电介质的r值值材料类型材料类型名称名称相对介电常数相对介电常数（工频

5、，（工频，20）气体介质（标准大气条件）气体介质（标准大气条件）空气空气100058 液体介质液体介质弱极性弱极性变压器油变压器油硅有机液体硅有机液体2.22.52.22.8极性极性蓖麻油蓖麻油氯化联苯氯化联苯4.54.65.2强极性强极性丙酮丙酮酒精酒精水水223381 固体介质固体介质中性或弱极性中性或弱极性石蜡石蜡聚苯乙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯聚四氟乙烯沥青沥青2.02.52.52.62.02.22.62.7极性极性纤维素纤维素胶木胶木聚氯乙烯聚氯乙烯6.54.53.03.5离子性离子性云母云母电瓷电瓷575.56.5 1221EE (a)(b)图图11 直流电压作用于双层介质直流电压作用于

6、双层介质(a)示意图；示意图；(b)等值电路等值电路 12021CCUUt1221tUU TBAe/ (a)(c)(b)图图12 介质在交流电压下的等值电路分析介质在交流电压下的等值电路分析(a)示意图；示意图；(b)等值电路；等值电路；(c)相量图相量图IRICI介质损耗介质损耗 tgUIUIUIPCRcos表表2.4 常用液、固体介质常用液、固体介质tg值（值（20，工频），工频）电介质电介质tg(%)电介质电介质tg(%)变压器油变压器油0.050.5聚乙烯聚乙烯0.010.02蓖麻油蓖麻油13交联聚乙烯交联聚乙烯0.020.05沥青云母带沥青云母带0.21聚苯乙烯聚苯乙烯0.010.0

7、3电瓷电瓷25聚四氟乙烯聚四氟乙烯 f1) 绝缘试验及检测的特点绝缘试验及检测的特点 CUXUIC2CUIUP图15 油纸电缆的寿命曲线 1-粘性浸渍；2-充油电缆时间/min 破坏性试验及非破坏性试验破坏性试验及非破坏性试验a、非破坏性试验（绝缘特性试验）：在较低电压作用下，、非破坏性试验（绝缘特性试验）：在较低电压作用下，用不损伤绝缘的方法测量绝缘的不同特性，采用综合用不损伤绝缘的方法测量绝缘的不同特性，采用综合分析的方法来判断绝缘内部的缺陷。分析的方法来判断绝缘内部的缺陷。包括：绝缘电阻和泄漏电流试验、介质损耗角正切试验、包括：绝缘电阻和泄漏电流试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝

8、缘油色谱分析等。局部放电试验、绝缘油色谱分析等。b、破坏性试验（耐压试验）：以高于设备正常运行电压、破坏性试验（耐压试验）：以高于设备正常运行电压来考核设备设备的耐受能力和绝缘水平，对绝缘考核来考核设备设备的耐受能力和绝缘水平，对绝缘考核严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平和裕度。但会严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平和裕度。但会给绝缘造成一定的损伤，同时不能反映绝缘缺陷的性给绝缘造成一定的损伤，同时不能反映绝缘缺陷的性质。质。包括：交流、直流、冲击耐压试验。包括：交流、直流、冲击耐压试验。绝缘试验绝缘试验绝缘特性试验绝缘特性试验绝缘电阻试验绝缘电阻试验介质损失角正切值介质损失角正切值(tg)

9、试验试验局部放电试验局部放电试验绝缘耐压试验绝缘耐压试验交流电压试验交流电压试验直流电压试验直流电压试验雷电冲击电压试验雷电冲击电压试验操作冲击电压试验操作冲击电压试验 如需进行耐压试验，必须在非破坏试验即绝缘特性试验如需进行耐压试验，必须在非破坏试验即绝缘特性试验合格后才进行。合格后才进行。绝缘试验的分类绝缘试验的分类绝缘材料的电气特性绝缘材料的电气特性 电介质的电气特性，主要表现为它们在电场下的电介质的电气特性，主要表现为它们在电场下的导电性能、介电性能和电气强度。常以以下四个特征导电性能、介电性能和电气强度。常以以下四个特征参数来表示：参数来表示： 电导率电导率（或绝缘电阻率（或绝缘电阻

10、率） 电导特性电导特性 介电常数介电常数（或电容（或电容C） 极化特性极化特性 介质损耗角正切（介质损耗因子）介质损耗角正切（介质损耗因子）tg 损耗特性损耗特性 击穿电场强度击穿电场强度Eb。 击穿特性击穿特性ciaigit tI I0i ic ci i c ci i a ai ig gj jA AB BC C0 0j js sE E2 2E E1 1E EcrcrE ETBAe/ dSRVVVV1)(00EEbe 0 0Eb 单位单位lbRSSSS1l lb b测量电极测量电极介质介质906%,采用移相法后，测出值仍为采用移相法后，测出值仍为4.4%。缺点：接线较为复杂，测量时间较长，需要

11、采用移相器。缺点：接线较为复杂，测量时间较长，需要采用移相器。 倒相法倒相法测量时正、反相各测量一次，得到两组结果，再根据其计测量时正、反相各测量一次，得到两组结果，再根据其计算实际的算实际的Cx与与tan。例例1：当试品绝缘有两种不同绝缘并联组成：当试品绝缘有两种不同绝缘并联组成 则：则：当当C2/Cx越小，越小，C2中缺陷（中缺陷（ tg 增大）在测整体的增大）在测整体的 时越难时越难发现发现解决办法是将整体绝缘分解后分部测量解决办法是将整体绝缘分解后分部测量 （如分别对变压（如分别对变压器线圈和套管的器线圈和套管的 tg 进行测量）进行测量）2221122 tgCUtgCUtgCUx 2

12、211 tgCCtgCCtgxx 5）西林电桥测量法的几个问题）西林电桥测量法的几个问题1.负值现象及其原因负值现象及其原因在电桥测量中，将在电桥测量中，将C4调至零，检流计振幅虽最小，但仍不平衡，称为负调至零，检流计振幅虽最小，但仍不平衡，称为负值现象。造成这种现象的主要原因如下：值现象。造成这种现象的主要原因如下：A. 标准电容器标准电容器CN有损耗，且有损耗，且tanN tanx。此时可采用。此时可采用R3与与C4并联并联的方法测量出电容和介质损耗都极小的试品。的方法测量出电容和介质损耗都极小的试品。B.电场干扰电场干扰C. 空间干扰试品周围的构架、杂物或试品内部绝缘构成的干扰网络，此空

13、间干扰试品周围的构架、杂物或试品内部绝缘构成的干扰网络，此外还与接地、接线方式有很大关系。外还与接地、接线方式有很大关系。例如，华东某例如，华东某110kV变电所对变电所对1号主变号主变110kV侧套管进行测试。当时套侧套管进行测试。当时套管未安装在变压器上，将套管由螺丝紧固在套管铁支架上，再将铁支架管未安装在变压器上，将套管由螺丝紧固在套管铁支架上，再将铁支架接地。进行套管介损测试，测得接地。进行套管介损测试，测得A、B、C相均为负值。查找各相均为负值。查找各方面原方面原因，最后将接地线直接将法兰接地，负值消除。因，最后将接地线直接将法兰接地，负值消除。2.强电场干扰下介质损耗因数的测量强电

14、场干扰下介质损耗因数的测量现场试验表明，测量小电容量（现场试验表明，测量小电容量（70100pF)试品的介质损耗因时，试品的介质损耗因时，若存在电场干扰，无论采用倒相法还是移相法都难以获得准确的结果。若存在电场干扰，无论采用倒相法还是移相法都难以获得准确的结果。建议：建议：A、小容量试品宜采用电桥正接法；、小容量试品宜采用电桥正接法；B. 采用分级加压法：只需在采用分级加压法：只需在10kV下调整电桥平衡，然后将试验电压下调整电桥平衡，然后将试验电压调至调至5kV，如果电桥仍平衡，说明无干扰，否则调至平衡，记录数据，如果电桥仍平衡，说明无干扰，否则调至平衡，记录数据，利用两组数据计算利用两组数

15、据计算Cx和和tanx.C. 桥体加反干扰源法桥体加反干扰源法D. 采用抗干扰交流电桥（如采用抗干扰交流电桥（如QS1-GK型，常州电力设备厂生产型，常州电力设备厂生产).E. 改变频率法改变频率法 3.与温度的关系：与温度的关系： 温度对温度对tan值的影响很大，具体的影响程度值的影响很大，具体的影响程度随绝缘材料和结构的不同而异。一般来说，随绝缘材料和结构的不同而异。一般来说，tan随温度的增高而增大。现场试验时的绝缘温度是不随温度的增高而增大。现场试验时的绝缘温度是不一定的，不同温度下的测量结果不能换算，为进行一定的，不同温度下的测量结果不能换算，为进行比较，要求在相同温度条件下测试。比

16、较，要求在相同温度条件下测试。 4. 与电压的关系：与电压的关系： 试验电压过低，不易发现缺陷，因接近工作电压。试验电压过低，不易发现缺陷，因接近工作电压。5. 试品电容量的影响试品电容量的影响对于电容量较小的试品对于电容量较小的试品(例如套管、互感器等例如套管、互感器等)，测量，测量tan能有效地发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但对电能有效地发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但对电容量较大的试品容量较大的试品(例如大中型发电机、变压器、电力电缆、例如大中型发电机、变压器、电力电缆、电力电容器等电力电容器等)测量测量tan只能发现整体分布性缺陷。所以对只能发现整体分布性缺陷。所以对大型设

17、备尽可能地分部测试。大型设备尽可能地分部测试。6.试品表面泄漏的影响试品表面泄漏的影响试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻Rx并联，显然会影并联，显然会影响所测得的响所测得的tan值，这在试品的值，这在试品的Cx较小时尤需注意。较小时尤需注意。排除表面泄漏的方法：加屏蔽环排除表面泄漏的方法：加屏蔽环7. 测试电源的影响测试电源的影响如果试验电源与干扰电源不同步，用移相法等方法也难使电桥平衡。如果试验电源与干扰电源不同步，用移相法等方法也难使电桥平衡。8. 电桥引线的影响电桥引线的影响A.引线长度的影响，一般情况下，引线长度的影响，一般情况下，Cx引线长度约为引线

18、长度约为5-10m，电容约为，电容约为15003000pF；CN引线约为引线约为11.5m，电容约为，电容约为300500pF。若进行。若进行小容量试品测试时，会产生较大的测量误差。小容量试品测试时，会产生较大的测量误差。B. 高压引线与被试品夹角的影响，高压引线与被试品夹角的影响， 夹角等于夹角等于90时，杂散电容最小，测时，杂散电容最小，测量结果最接近真实值。量结果最接近真实值。C. 宜将高压引线垂直下落至被试品，尽量减小高压引线对被试品的杂散电宜将高压引线垂直下落至被试品，尽量减小高压引线对被试品的杂散电容，引线电晕的影响。容，引线电晕的影响。D. 引线接触不良的影响引线接触不良的影响9

19、. 避免电感和励磁铁损造成误差避免电感和励磁铁损造成误差 测量绕组绝缘时，应将绕组首尾短接，测量绕组绝缘时，应将绕组首尾短接，绝缘预防性试验中的非破坏性试绝缘预防性试验中的非破坏性试验结果的综合分析判断验结果的综合分析判断一一. 综合分析的必要性综合分析的必要性每一项预防性试验项目对反映不同绝缘介质的各种缺陷的每一项预防性试验项目对反映不同绝缘介质的各种缺陷的特点及灵敏度各不相同。因此对各项预防性试验结果不能特点及灵敏度各不相同。因此对各项预防性试验结果不能孤立地、单独地对绝缘介质做出试验结论。而必须将各项孤立地、单独地对绝缘介质做出试验结论。而必须将各项试验结果全面地联系起来，进行系统地、全

20、面地分析、比试验结果全面地联系起来，进行系统地、全面地分析、比较，并结合各种试验方法的有效性及设备的历史情况，才较，并结合各种试验方法的有效性及设备的历史情况，才能对被试设备的绝缘状态和缺陷性质做出科学的结论。能对被试设备的绝缘状态和缺陷性质做出科学的结论。设备名称设备名称绝缘电阻绝缘电阻（M）泄漏电流泄漏电流（A）tg（%）规程规程要求要求综合分析综合分析解体分析或解体分析或后果后果98年年99年年66kV电电流互感器流互感器A10000-0.2130.96tg值不大值不大于于3%A相相tg增长增长过快，且远过快，且远大于同设备大于同设备的的B、C相相解体后发现解体后发现A相受潮相受潮B10

21、000-0.1280.125C10000-0.1520.173220kV电流电流互感器互感器10000-0.411.4tg值不大值不大于于1.5%tg增长过快增长过快投运投运10小时小时即发生爆炸即发生爆炸60kV少少油断路器油断路器A8007-泄漏电流泄漏电流不大于不大于10AA相绝缘电相绝缘电阻及泄漏电阻及泄漏电流远差于流远差于B、C相相检查发现绝检查发现绝缘受潮。缘受潮。B50001-C50001-二二. 试验结果的分析判断原则试验结果的分析判断原则 根据现场试验经验，常采用比较法：根据现场试验经验，常采用比较法：三、各项非破坏预防性试验结果进行综合分析判断三、各项非破坏预防性试验结果进

22、行综合分析判断交流耐压、直流耐压及冲击试验交流耐压、直流耐压及冲击试验 交流耐压试验实施办法：电力设备预防性电力设备预防性试验规程（试验规程（DL/T 596DL/T 596）已对各类设备的耐压）已对各类设备的耐压值作出了规定。以电力变压器为例，当大修而值作出了规定。以电力变压器为例，当大修而全部更换绕组后，按出厂试验电压值进行试验。全部更换绕组后，按出厂试验电压值进行试验。在其它情况下，它们的耐压值取出厂试验电压在其它情况下，它们的耐压值取出厂试验电压的的8585。规程给出了电力变压器的交流工频耐。规程给出了电力变压器的交流工频耐压值如表所示压值如表所示 CL1QWRUQURLLIPRIRU

23、IUQWIQUIUPQURLUCIURUIssLsssccsscs 222222 W QR Q 为为电电源源提提供供的的有有功功功功率率其其中中大大小小，为为品品质质因因素素。因此两者并不等效。因此两者并不等效。 。 运行现场的两种检测方法运行现场的两种检测方法带电测量带电测量 (On-site detection):对在运行电压对在运行电压下的设备，采用专用仪器，由人员参与进行下的设备，采用专用仪器，由人员参与进行的测量。的测量。 在线监测在线监测 (On-line monitoring):在不影响设在不影响设备运行的条件下，对设备状况连续或定时进备运行的条件下，对设备状况连续或定时进行的监

24、测，通常是自动进行的。行的监测，通常是自动进行的。 在线监测的优点在线监测的优点高压设备上所加的是运行电压，比停电试验电压高得多，高压设备上所加的是运行电压，比停电试验电压高得多，因此测得的参数更真实、灵敏；因此测得的参数更真实、灵敏；可以随时进行检测，能够及时发现缺陷。可以随时进行检测，能够及时发现缺陷。 在线监测的缺点在线监测的缺点 造价高；造价高； 可测试项目较少；可测试项目较少； 易受环境因素影响。易受环境因素影响。 在线监测的非电方法在线监测的非电方法 绝缘介质的劣化过程，常伴有热、声、化学等参数的变化。绝缘介质的劣化过程，常伴有热、声、化学等参数的变化。而有些参数较易于测到、或外界

25、干扰少，更应充分予以利用。而有些参数较易于测到、或外界干扰少，更应充分予以利用。 油中气体分析油中气体分析DGA(Dissolved Gas Analysis)对发现油浸电对发现油浸电力设备中的电弧放电、局部过热等潜伏性故障相当有效；力设备中的电弧放电、局部过热等潜伏性故障相当有效； 红外热成象（红外热成象（Thermovision）可用于发现较小尺寸设备，）可用于发现较小尺寸设备，如避雷器、互感器、套管等的热点故障；如避雷器、互感器、套管等的热点故障；超声法对测量振动以及放电定位相当有效。超声法对测量振动以及放电定位相当有效。 在线监测的发展趋势由于状态监测与故障诊断技术的难度，不论是国内，

26、还由于状态监测与故障诊断技术的难度，不论是国内，还是国外，目前多数监测系统的功能还比较单一。今后是国外，目前多数监测系统的功能还比较单一。今后发展趋势为：发展趋势为：（1 1）多功能多参数的综合监测和诊断，即同时监测能反）多功能多参数的综合监测和诊断，即同时监测能反映某电气设备的绝缘状态的多个特征参数映某电气设备的绝缘状态的多个特征参数（2 2）对电站或变电站的整个电气设备实行集中监测和诊）对电站或变电站的整个电气设备实行集中监测和诊断，形成一套完整的分布式在线监测系统断，形成一套完整的分布式在线监测系统（3 3）不断提高监测系统的可靠性和灵敏度）不断提高监测系统的可靠性和灵敏度（4 4）在不

27、断积累监测数据和诊断经验的基础上，发展人）在不断积累监测数据和诊断经验的基础上，发展人工智能技术，建立人工神经网络和专家系统，实现绝工智能技术，建立人工神经网络和专家系统，实现绝缘诊断的自动化。缘诊断的自动化。保证设备安全的基本途径保证设备安全的基本途径 制造制造100%100%可靠的设备可靠的设备 建立完善的维修计划建立完善的维修计划电力系统维修方式的演变过程电力系统维修方式的演变过程事后维修体制事后维修体制 现行维修体制现行维修体制计划维修计划维修 设备设备发电机发电机变压器变压器电力电缆电力电缆GIS小修周期（年）小修周期（年）1111大修周期（年）大修周期（年）351055计划维修制的

28、种种弊端计划维修制的种种弊端 发展中的维修体制发展中的维修体制状态维修状态维修 设备状态设备状态状态监测状态监测故障诊断故障诊断维修决策维修决策状态维修的基础状态维修的基础绝缘水平监测参量稳定运行阶段危险水平注意水平实施修复危险阶段注意阶段劣化阶段初期设备投运时间 T图 3 状态维修示意图破坏点运行现场的两种检测方法运行现场的两种检测方法设备状态维修管理系统设备状态维修管理系统设备检修管理设备检修管理试验数据(离线)试验数据(离线)OSSQL Server 7.0OSSQL Server 7.0沪南供电所服务器迎勋变电站服务器SCADASCADA各种在线检测仪(介损,全电流,阻性电流.)各种在

29、线检测仪(介损,全电流,阻性电流.)! !是否生成新的是否生成新的检修工单?检修工单?触发信号触发信号(手动)(手动)离线信息离线信息在线信息在线信息录入历次录入历次试验数据试验数据! !已处理的已处理的检修工单检修工单诊断修正信息诊断修正信息离线数据离线数据存储及提取存储及提取在线数据在线数据存储及提取存储及提取在线数据转换接口在线数据转换接口执行执行查询/返回查询/返回设备台帐设备台帐各种管理信息各种管理信息的存储与提取的存储与提取任务管理任务管理人力资源人力资源工作单管理工作单管理.状态检测/综合诊断状态检测/综合诊断. 环境因素 劣化、故障 故障机理 M(t) 性能、强度 传输机理 H

30、(t) 设备诊断原理图 综合诊断 1. 异常与缺陷的原因、程度. . 2. 确定合理的维修时间与检修方案. . 3. 可靠性、寿命的预测. . 4. 性能、强度检测分析 1. 性能、强度检测. . 2. 性能、强度评价. . 劣化、故障检测分析 1. 故障的位置与种类. . 2. 故障的程度与原因. . 运行环境状况监测 1. 环境参数检测. . 2. 环境分析. . 因因果果监测量的随机性 故障报警u 阈值报警u 关联报警u 趋势报警一、阈值报警被检测设备被检测设备监测量监测量“注意值注意值”变压器套管变压器套管介质损耗介质损耗tg 0.8%变压器变压器油中总烃含量油中总烃含量150ppm变

31、压器变压器局部放电量局部放电量500pC变压器变压器绕组对地绝缘电阻绕组对地绝缘电阻500M 电力设备检测中常用的“注意值”标准监测量时间阈值阈值的确定阈值的确定 u 试验的方法：试验的方法：最直观的方法是通过试验确定阈值，即通过对设备的最直观的方法是通过试验确定阈值，即通过对设备的型式试验和大量的破坏性试验，来获得设备的监测参量与设备故障间型式试验和大量的破坏性试验，来获得设备的监测参量与设备故障间的量化关系。但这种方法由于成本和测试周期的原因，对大型电力设的量化关系。但这种方法由于成本和测试周期的原因，对大型电力设备是不可取的。备是不可取的。u 简化试验法：简化试验法：通过对设备可靠性模型

32、的简化，对其薄弱环节的材料通过对设备可靠性模型的简化，对其薄弱环节的材料和结构进行试验测试，以确定监测参量的阈值水平。和结构进行试验测试，以确定监测参量的阈值水平。u 实际统计法：实际统计法：有关的导则和规程中给出的各种有关的导则和规程中给出的各种“注意注意”值，实际上值，实际上大多是基于以往停电试验经验的总结。每次在制订规程、导则时，都大多是基于以往停电试验经验的总结。每次在制订规程、导则时，都需要收集和整理现场大量的运行数据及经验，并以此作为故障阈值设需要收集和整理现场大量的运行数据及经验，并以此作为故障阈值设定的基础。定的基础。 监测参量的阈值，决定了设备能够正常运行的基本条件。所以监测

33、参量的阈值，决定了设备能够正常运行的基本条件。所以如何保证所设定的阈值能够真实、可靠地反映设备是否存在故障，是如何保证所设定的阈值能够真实、可靠地反映设备是否存在故障，是阈值报警的关键。阈值报警的关键。确定阈值的90%原则 首先需要通过机理分析和基础试验，确定被监测参量首先需要通过机理分析和基础试验，确定被监测参量与设备故障是相关联的。并进一步对运行设备的监测参量与设备故障是相关联的。并进一步对运行设备的监测参量进行统计。进行统计。阈值的阈值的90%原则是原则是基于基于90%的设备是运行正的设备是运行正常的，而将其余常的，而将其余10%高于此标准的设备看作内部存在着高于此标准的设备看作内部存在

34、着可能引发事故的早期故障。可能引发事故的早期故障。监测量台次累计台次占总台次的90%阈值水平监测参量的统计分布 例如例如80年代时，我国在年代时，我国在“导则导则”中所提出的变压器油中溶解气体中所提出的变压器油中溶解气体注意值，如总烃（注意值，如总烃（C1+C2）：）：150ppm，乙炔：，乙炔：5ppm，氢：，氢：150ppm。是在对。是在对19省市省市6000多台次变压器的实地调查统计后获得多台次变压器的实地调查统计后获得的，如表的，如表2所示。所示。 设备名称设备名称气体组分气体组分提出的提出的“注意值注意值” (ppm)6000台台次中超过该次中超过该注意值的比例注意值的比例变压器变压

35、器及及电抗器电抗器总烃总烃1505.6%乙炔乙炔55.7%氢氢1503.6% 因此，对变压器的当前因此，对变压器的当前DGA测值分析中，如某气体含量超过此测值分析中，如某气体含量超过此“注意值注意值”，只说明它已属小概率事件，应该引起注意，但并不能确，只说明它已属小概率事件，应该引起注意，但并不能确切地给出该设备有问题的判断。切地给出该设备有问题的判断。表2 当时“注意值”的统计依据 对于运行设备来说，检测参量的不安全或对于运行设备来说，检测参量的不安全或不可接受的水平一直是一个有争议的问题，实践不可接受的水平一直是一个有争议的问题，实践表明很难把判断有无故障这样一个复杂的具体问表明很难把判断

36、有无故障这样一个复杂的具体问题，简单化为仅由一个数值界限去机械地判断。题，简单化为仅由一个数值界限去机械地判断。 实际运行经验表明：在某些情况下，监测量虽未达到实际运行经验表明：在某些情况下，监测量虽未达到注意值，但因有的监测参量注意值，但因有的监测参量增长增长很很快快，则往往很值得重视；，则往往很值得重视；反之，即使略有超过注意值而历年来很少增长的设备，则反之，即使略有超过注意值而历年来很少增长的设备，则其危险程度就小得多。其危险程度就小得多。 即在实际故障诊断中，不仅要看当前的测值，而且要即在实际故障诊断中，不仅要看当前的测值，而且要认真进行多方面的综合比较，例如认真进行多方面的综合比较，

37、例如纵比纵比及及横比横比：此：此纵比纵比指指的是应考虑进行该设备的历史参数（出厂数据、刚投入时的是应考虑进行该设备的历史参数（出厂数据、刚投入时的交接试验数据、以前的运行中状况及试验数据等）的比的交接试验数据、以前的运行中状况及试验数据等）的比较；而较；而横比横比是指同一设备不同相间的比较、同类产品的相是指同一设备不同相间的比较、同类产品的相互比较等。互比较等。二、关联报警 关联报警，也称横向比较报警。主要目的是为了提高报警的准确程度，减小误判率。u 同一设备、不同监测量间的关联报警； 多种传感器组合检测及报警u 多台设备、相同监测参量的比较报警。同一设备、不同监测量间的关联报警 任何电力设备

38、的故障源，都会存在多种物理任何电力设备的故障源，都会存在多种物理-化学表现，化学表现，所以可以同时在多种监测量中得到反映。例如充油电力设所以可以同时在多种监测量中得到反映。例如充油电力设备中的过热性故障和放电性故障。备中的过热性故障和放电性故障。过热性故障放电性故障绕组温度油中溶解气体顶层油温红外探测超声测量油中溶解气体局部放电量UHF 探测例 某230kV故障变压器特征气体特征气体COCO2H2CH4C2H6C2H4C2H2结论结论含量含量(ppm)458355380224463110538内部存在放内部存在放电性故障电性故障其油中溶解特征气体的监测情况放电监测情况放电监测结论：在B相高压引

39、出线处，存在较强烈的放电点。吊芯检查结果：B相高压引出线的均压球与高压引线接触不良，发生悬浮放电。多台设备、相同监测参量的比较报警 在电力现场通常会安装多台同一类型的设备，如不同母线上的电在电力现场通常会安装多台同一类型的设备，如不同母线上的电流互感器、电压互感器以及三相分体的电力变压器等等。这些设备通流互感器、电压互感器以及三相分体的电力变压器等等。这些设备通常都是同一厂家、同一型号以及相近生产年份的产品，因此其结构和常都是同一厂家、同一型号以及相近生产年份的产品，因此其结构和特性是基本接近的。特性是基本接近的。 而且通常多台设备同时发生故障的几率是非常小的（小于百万而且通常多台设备同时发生

40、故障的几率是非常小的（小于百万分之一）。分之一）。比较报警就是通过对同一类型、不同设备的相同监测量进比较报警就是通过对同一类型、不同设备的相同监测量进行比较，来发现设备参量的异常变化。行比较，来发现设备参量的异常变化。 通常以三相设备的相对变化率作为判断指标：优点：能够很好地消除由于负荷及环境变化等共性因素导致的误判。缺点：很难建立统一的标准。%100 i上式中，i 为被监测参量，I =1，2，n 为各监测参量的平均值nnii 1 可见因负载变化所导致的突变点已成功地被剔除，而正常的数据变化得到很好的保持。两试品介损A1、A2及相对值的在线测值设备名称设备名称绝缘电阻绝缘电阻（M）泄漏电流泄漏

41、电流（A）tg（%）规程规程要求要求综合分析综合分析解体分析或解体分析或后果后果98年年99年年66kV电电流互感器流互感器A10000-0.2130.96tg值不大值不大于于3%A相相tg增长增长过快，且远过快，且远大于同设备大于同设备的的B、C相相解体后发现解体后发现A相受潮相受潮B10000-0.1280.125C10000-0.1520.173220kV电流电流互感器互感器10000-0.411.4tg值不大值不大于于1.5%tg增长过快增长过快投运投运10小时小时即发生爆炸即发生爆炸60kV少少油断路器油断路器A8007-泄漏电流泄漏电流不大于不大于10AA相绝缘电相绝缘电阻及泄漏电

42、阻及泄漏电流远差于流远差于B、C相相检查发现绝检查发现绝缘受潮。缘受潮。B50001-C50001- 因而只有对各种测得数据及其发展趋势等进行全面的分析对比、综合考虑后，才有可能作出较正确的结论。 事物千差万别，因此应该具体问题具体分析，不该简单地“一刀切”。例如表中所列设备的tg或泄漏电流的测值未超过 “规程”的允许值，但从相间比较或历年比较来分析已很值得注意，事后的解体分析说明了这点。三、趋势报警 除遭受自然灾害及系统突发性短路事故外，电力设备的故障总有其发生和发展的过程。 在线监测技术为实现故障的连续追踪，提供了良好的技术保证。事实上，如果加强状态检测与故障诊断工作，有许多故障，甚至某些

43、所谓的突发性事故是完全可以避免的。问题的关键是要掌握反映故障情况的特征量，以便进行趋势预测及诊断。监测量时间 故障发展趋势的类型监测量时间(1) 线性增长模型(2) 正二次增长模型监测量时间(3) 负二次增长模型监测量时间通过回归分析，可将监测量的变化模式归纳为三种模式。u 线性增长模型：线性增长模型： 其监测参量的变化规律可表示为其监测参量的变化规律可表示为 = kt + b，监测参量的变化速率为固定的常数，这种故障模式一般与稳定存监测参量的变化速率为固定的常数，这种故障模式一般与稳定存在的故障点相对应。通常以增长率在的故障点相对应。通常以增长率 k 作为故障报警的另一参数作为故障报警的另一

44、参数u 正二次型正二次型: 监测量的变化规律大致可表示为监测量的变化规律大致可表示为 = at 2+ bt+ c，即监测参量的变化速率，即监测参量的变化速率r = at + b，是不断增大的，与时间，是不断增大的，与时间成正比。这常与迅速发展的故障相对应，故障功率及所涉及的面成正比。这常与迅速发展的故障相对应，故障功率及所涉及的面积在不断变大，这种故障增长模式在这三种类型中是最危险的。积在不断变大，这种故障增长模式在这三种类型中是最危险的。u 负二次型负二次型: 监测量的变化规律可表示为监测量的变化规律可表示为 = at 2+ bt+ c，当监测量增大到一定程度后，在该值附近波动而不再发，当监

45、测量增大到一定程度后，在该值附近波动而不再发生显著变化。这种情况多与逐渐减弱的或暂时性的故障形式相对生显著变化。这种情况多与逐渐减弱的或暂时性的故障形式相对应，例如在系统短路情况下的绕组过热及系统过电压情况下发生应，例如在系统短路情况下的绕组过热及系统过电压情况下发生的局部放电等。的局部放电等。 关联趋势报警关联趋势报警 常规的故障报警方法只能反映故障当时的特征，而在实际诊断中，常规的故障报警方法只能反映故障当时的特征，而在实际诊断中，不同故障原因所表现的故障征兆有时会非常接近，很难加以区分。但如不同故障原因所表现的故障征兆有时会非常接近，很难加以区分。但如果进一步考察设备的历史数据，研究故障

46、特征的变化情况，常常可以发果进一步考察设备的历史数据，研究故障特征的变化情况，常常可以发现，由于故障机理不同，各种故障的发展过程有着相当大的差异。现，由于故障机理不同，各种故障的发展过程有着相当大的差异。0200400600800100012000200400600氢气（ppm）一氧化碳（ppm）01002003004005006007008009000200400600氢气(ppm)一氧化碳(ppm)(b) 水的锈蚀反应产氢(a) 局部放电涉及固体绝缘 通过分析监测参量的变化趋势，有利于进一步判断故障的严重程通过分析监测参量的变化趋势，有利于进一步判断故障的严重程度，评估设备的健康水平。以便决定设备的检修周期，为检修计划的度，评估设备的健康水平。以便决定设备的检修周期，为检修计划的合理安排提供决策依据。合理安排提供决策依据。 决策支持决策支持系统以提高决策效益为目标，对决策者决策支持系统以提高决策效益为目标，对决策者起到支持和辅助作用。决策支持系统不能代替决策者起到支持和辅助作用。决策支持系统不能代替决策者的决策。的决策。电力系统中对大型设备进行解体检修费用很高，电力系统中对大型设备进行解体检修费用很高，而且会造成较大区域的长时间停电，所以除非事先发而且会造成较大区域的长时间停电，所以除非事先发现某些明显异常的征兆，一般不会对其进行全面的解现某些明显