3.8 电气设备的在线监测与状态检修
3.8.1 在线监测与状态检修简介
1. 在线监测
随着传感器技术、信号处理技术和计算机技术的发展与应用，利用集中型绝缘在线监测装置连续自动监测电容型设备的绝缘参数、监测环境温度、湿度和系统谐波、频率以及电压等非绝缘参数。监测所得的参数经相应的软硬件综合处理分析，可以对被监测设备绝缘状况进行定时监视或随时监视。当有设备出现“超标”等异常情况时，监测系统即自动报警，将绝缘监测从预防性阶段进入到预知性阶段，使测试的有效性、灵敏性都大大提高。集中连续自动的绝缘在线监测是高压电力设备绝缘监测的重要手段，也是输变电设备开展状态检修的重要支撑。
在线监测系统的主要功能可实现对电力设备状态的参数的连续检测、传输和分析处理，并可实现越限报警，提示设备可能有潜在缺陷。根据设备状态综合诊断的需要，在线监测系统一般宜采取对多个状态量进行综合监测的方式，并可扩展到整个变电站。
根据实际需要，在线监测系统可以进行必要的简化配置，如仅由检测单元组成，有的就地显示监测数据（如避雷器泄漏电流表）或通过通信设备实时远距离传输数据，或定期采集数据等。
2. 设备状态的划分
对于在线监测系统所获取的数据，应进行综合比较和分析，并结合被监测设备的运行工况、交接和预防性试验数据及其他信息，进行全面分析设备状态评价。
设备状态一般分为正常状态、注意状态、异常状态和严重状态4种。
1）正常状态。运行数据稳定，所有状态量符合标准，各种状态量处于稳定且在规程规定的标准限值以内，可以正常运行的设备状态。
2）注意状态。单项或多项状态量变化趋势朝接近标准限值方向发展，但未超过标准限值，仍可以继续运行，但应加强运行监视的设备状态。
3）异常状态。单项重要状态量变化较大，或几个状态量明显异常，已接近或略微超过标准限值，已影响设备的性能指标或可能发展成严重状态，设备仍能继续运行但应监视运行，并应适时安排停电检修的设备状态。
4）严重状态。单项或几个重要状态量严重超过标准限值，需要尽快安排停电检修的设备状态。
3. 状态检修
状态检修也称为预知性维修，这种维修方式以设备当前的实际工作状况为依据，通过高科技状态检测手段，识别故障的早期征兆，对故障部位、故障严重程度及发展趋势做出判断，从而确定最佳维修时机。状态检修是当前耗费最低、技术最先进的维修制度。它为设备安全、稳定、长周期和全性能优质运行提供了可靠的技术和管理保障。
3.8.2 断路器的在线监测与状态检修
1. 断路器的状态监测技术在状态检修中的应用
断路器状态检修的关键在于如何及时、正确判断其性能和状态，利用在线监测技术，可以实时监测和预知断路器的运行状态，可以为断路器的状态检修提供最真实可靠的依据，这样就可以实现预警式检修，减少停电、操作和检修次数，降低检修和维护费用，彻底摆脱因无检测手段所呈现的不该修也修、该修不修和出事以后再修的盲目被动局面，将断路器的隐患控制在萌芽之中，保证断路器始终处于完好状态。目前，断路器在线监测的项目和内容主要如下：
1）灭弧室电寿命的监测与诊断动作次数，记录合分次数，过限报警。
2）断路器机械故障地监测与诊断。合分线圈电流波形监测，非正常报警；合分线圈回路断线监测；监测行程，过限报警；监测合分速度，过限报警；机械振动，非正常报警；液压机构打压次数、打压时间、压力等；弹簧机构弹簧压缩状态，电动机工作时间；关键部分的机械振动信号；合、分闸线圈电流和电压波形的测检；线圈电流波形中包含着许多操作系统的信息，如线圈是否接通、铁心是否卡涩，脱扣是否有障碍等；合、分闸机械特性，即速度、过冲、弹跳和撞击等，这些信息也可从振动波形中有所反映；控制回路通断状态监测。这对因辅助开关不到位或接触不良造成的拒分、拒合故障有很好的监视作用；操动机构储能完成状况。
3）绝缘状态的监测。绝缘状态的监测内容包括气体断路器气体压力、过限报警、闭锁和局部放电。
4）载流导体及接触部位温度的监测。
5）SF6其他成分的监测。主要通过测量SF6分解物判断内部的放电情况。
2. 断路器状态信息的收集
重视断路器运行、检修、试验数据的积累和分析，建立一套包括交接验收资料、运行情况资料和检修试验资料等在内完整的断路器档案，并最好实行设备档案的动态计算机化管理，是开展断路器状态检工作的基础和首要任务。SF6高压断路器状态信息必备的资料如下：
1）原始资料。原始资料主要包括铭牌参数、型式试验报告、订货技术协议、设备建造报告、出厂试验报告、运输安装记录以及交接验收报告等。
2）运行资料。运行资料主要包括运行工况记录信息、历年缺陷及异常记录、巡检情况和不停电检测记录等。
3）检修资料。检修资料主要包括检修报告、例行试验报告、诊断性试验报告、部件更换情况和检修人员对设备的巡检记录等。
4）其他资料。其他资料主要包括同型（同类）设备的运行、修试、缺陷和故障的情况、其他影响断路器安全稳定运行的因素等。
3. 断路器状态的划分、评价
正确判断断路器的状态是选择断路器检修策略的依据。断路器及其部件的状态分为正常状态、注意状态、异常状态和严重状态4种。断路器状态的评价分为部件状态评价和整体状态评价两部分。
1）断路器部件状态评价。断路器有许多功能相对独立的单元或部件，它们能否正常运行直接影响断路器的健康运行水平。根据SF6高压断路器各部件的独立性，将断路器分为本体、操动机构（液压机构、弹簧机构、液压弹簧机构和气动机构等）、并联电容和合闸电阻4个部件，所以对断路器的状态量的评价可按部件划分分别确定评价标准。
2）断路器整体状态评价。断路器整体评价应综合其部件的评价结果。当所有部件评价为正常状态时，整体评价为正常状态；当任一部件状态为注意状态、异常状态或严重状态时，整体评价应为其中最严重的状态。
4. 断路器状态检修
SF6高压断路器检修工作分为A类检修、B类检修、C类检修和D类检修4类。其中A、B、C类是停电检修，D类是不停电检修。
1）A类检修。A类检修指SF6高压断路器的整体解体性检查、维修、更换和试验，主要包括现场全面解体检修、返厂检修。
2）B类检修。B类检修指SF6高压断路器局部性的检修，部件的解体检查、维修、更换和试验，主要包括本体部件更换、本体主要部件处理和操动机构部件更换等。
3）C类检修。C类检修指对SF6高压断路器常规性检查、维护和试验，主要包括预防性试验、清扫、维护、检查和修理等。
4）D类检修。D类检修指对SF6高压断路器在不停电状态下进行的带电测试、外观检查和维修，主要包括绝缘子外观目测检查、对有自封阀门的充气口进行带电补气工作、对有自封阀门的密度继电器/压力表进行更换或校验工作、防锈补漆工作（带电距离够的情况下）、更换部分二次元器件。
根据设备评价结果，制定相应的检修策略。
1）正常状态的检修策略。被评价为正常状态的SF6高压断路器，执行C类检修。C类检修可按照正常周期或延长一年并结合例行试验安排，在C类检修之前可以根据实际需要适当安排D类检修。
2）注意状态的检修策略。被评价为注意状态的SF6高压断路器，执行C类检修。如果单项状态量扣分导致评价结果为注意状态时，应根据实际情况提前安排C类检修。如果仅由多项状态量合计扣分导致评价结果为注意状态时，可按正常周期执行，并根据设备的实际状况，增加必要的检修或试验内容。在C类检修之前可以根据实际需要适当加强D类检修。
3）异常状态的检修策略。被评价为异常状态的SF6高压断路器，根据评价结果确定检修类型，并适时安排检修。实施停电检修前应加强D类检修。
4）严重状态的检修策略。被评价为严重状态的SF6高压断路器，根据评价结果确定检修类型，并尽快安排检修。实施停电检修前应加强D类检修。
断路器状态检修策略选择的应注意：
1）装配和安装不当是造成断路器运行故障的因素。因此，断路器状态监测应从产品监造、施工监理及验收等环节抓起，重视工频耐压等出厂、交接试验，确保投入运行的断路器处于良好状态。
2）SF6气体含水量超标，应更换吸附剂、换气及干燥处理。必要时检查气室密封情况。
3）SF6气体异常泄漏时，应确定泄漏部位，视漏气严重程度作相应处理。
4）断路器等效开断次数或累计开断的电流值达到标准极限值时应进行解体检修，必要应更换本体。
5）当断路器等效开断次数或累计开断电流值达到极限值时，应进行预防性试验项目检查，在有条件的情况下，可采用新的测试方法检查触头磨损量，如动态电阻测试等以确定是否需要检修。
6）当断路器、隔离开关导电回路电阻值超标时，应结合负荷电流、故障电流大小及开断情况综合分析，以确定开关的检修方案。
7）当断路器操动机构机械特性不符合要求，或机构变形、卡涩、拒分、拒合，泄漏、压力异常及其他缺陷时，应检查、检修机构。
8）断路器投运一年后，宜进行机械特性的测试和机构的维护、检查，开关本体大修时，应同时进机构的检修，机构的全面检查一般不宜超过5年，或按制造厂要求进行。