摘要：从介绍在线监测的发展情况入手，简单介绍了在线监测的基本原理和实现方法，结合实际使用的典型设备(变压器、电容型设备、氧化锌避雷器、红外监测等)的在线监测应用实例，简要分析了各类设备在线监测技术存在的问题和取得的经验。指出要正确认识和推广应用在线检测装置，提高电力企业安全生产水平和经济效益。
关键词：电力设备在线监测应用分析
随着科学技术的进步和电力企业的发展，电力设备状态检修的呼声越来越高，而状态检修的前提条件是必须全面掌握设备的运行状况，在线监测作为状态检测的重要手段，也越来越受到电力企业的重视。在线监测和状态检修的重要意义国内外已有诸多论述，这里不再重复，仅结合国内外在线监测开发和使用情况的有关报道，就在线监测的基本原理、实现方法和我公司在线监测应用实例，作一简要分析，借以指导在线监测的选型和生产。
1发展情况
几十年来我国所沿用的定期进行预防性试验的方法与制度，经过高电压技术人员的不断改进，已为我国电力设备的安全运行发挥了重要作用。但随着我国电力设备额定电压的提高、单台容量的增大、结构品种的多样化，原有的主要依靠定期停电后进行绝缘预防性试验的方法已显得很不适应。不但试验时需要停电，更重要的是原有的停电后的试验内容及方法，不少已难以真实地反映出被试设备在运行条件下的绝缘状况。
近20年来，国内有不少单位开始研究及试用实现在线监测的方法，但苦于没有先进的检测技术及相应的仪器，以致难以实用化。近几年，随着状态检修概念的普及，电力设备在线监测技术迅速成为国内外高电压技术人员关注的研究热点，现代科学技术的发展突飞猛进，传感器、计算机技术、光纤及新的测量技术的迅速发展，为电力设备在线监测技术开拓了新的领域。近来，各类设备、各种类型的在线监测的应用实例，在网内层出不穷。各种在线监测技术及装置已先后研制出来，在全国各地已有不少电力部门开始试用和使用，有效地反映了设备的运行状况，而且有的已在运行中及时检测出设备缺陷，为开展状态检修提供了有力的帮助。
从在线监测的发展情况来看，我国从20世纪80年代开始出现各种专用的带电测试仪器，使在线监测技术从传统的模拟量测试走向数字化测量，摆脱将测试仪器直接接入测试回路中的传统测量模式，而代之以利用传感器将被测量转换成数字仪器可直接测量的电气信号。同时还出现一些其他通过非电量测量来反映设备状况的测试仪器，如远红外装置、超声装置等。从20世纪90年代开始出现了以数字波形采集和处理技术为核心的微机多功能在线监测系统。利用先进的传感器、计算机、数字波形采集和处理等高新技术，实现更多的绝缘参数(如介质损失角正切值tgδ、电容量、泄漏电流、局部放电、色谱等)在线监测。这种监测系统可以实时连续地巡回监测各被测量，监测内容丰富、信息量大、处理速度快，对监测结果可显示、存储、打印、远传及越限报警，实现绝缘监测的自动化，代表了当今在线监测的发展方向。
2基本原理
在线监测技术的基本原理可简述如下：绝缘的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性，发展的速度也有快慢，但大多具有一定的发展期，各种前期征兆表现为设备的电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化，及时取得各种即使是很微弱的信息进行处理和综合分析后，根据起数值的大小及变化趋势，可对设备的可靠性随时作出判断和对剩余寿命作出预测，从而能及早发现潜伏的故障，必要时提供预警。在线监测技术的特点是可以对电力设备在运行状态下连续或随时进行监测与判断。
在线监测的一些基本流程如图所示：由各种传感器所采集的信号，经过必要的转换或处理后，送到数据处理系统进行分析，综合分析判断后输出结果：屏幕显示或打印，也可存盘，与上一级检测中心相连，形成多级监控系统SCADA中的一部分。诊断系统与在线监测一样越来越受到重视，网络技术的成熟与发展，使电力设备的远程诊断和网络化管理成为可能。如发现异常，根据不同的设计可以提示或报警，以便及时采取必要的措施，为此，首先要研制出各种需用的传感器，以便从被监测的设备上获取信息，然后是要确保各种信息无畸变地送到数据处理系统去进行分析、存储。因为信息采集要在设备带有高电压下进行，要想准确地获得并传输这些相当微弱的信号，使之少受或不受干扰，就需要采用一系列的屏蔽抗干扰措施，例如有的采用光纤及电一光、光一电变换，即E／O—光纤—O／E系统。要准确地在设备接地侧获取电流信号，又不改变原有的一次接线，现多采用穿心式互感器(或称I／U传感器)，但此法难以保持一、二次之间电流的角差、比差很小且恒定。
由于电气设备种类繁多、结构各异，其在线监测的项目各有不同，而采集不同的信号需要不同的传感器。信号有电气参量，也有温度、压力、振动、超声等非电气参量，因此，必须利用电气、物理、化学、机械等多种有效手段对电力设备绝缘状况进行监测。
目前我国运行的电力设备在线监测装置大致可分为三大类：一是分散式在线监测系统，利用专用的测试仪器，从固定安装在电气设备附近的专用互感器上取得信号，就地进行测量，其优点是结构简单、配置方便、易于更新、价格较低、便于推广，缺点是不能连续监测，无法实现远程监测和集中管理，测试工作仍需人工操作，不能纳入综合自动化系统。二是集中式微机在线监测系统，采用当地计算机，扩展其外围接口电路，集中采集不同的绝缘模拟量，即通过大量的屏蔽电缆将较微弱的被测信号直接引入设在集中控制室的微机在线监测屏，进行集中监测，并迅速完成对监测数据的处理和分析。为减少电缆的用量，后期推出的监测系统有的已采用分区集中方式，按照变电站内设备的分布情况，将被测信号分为若干区域，分别进行汇集及信号选通，然后通过一根特殊设计的多芯屏蔽电缆把选通的模拟信号传送到主机，由主机进行循环监测及处理。其突出优点是可以对所有被测设备实施定时或巡回自动监测，运行方式灵活、易于扩展、监测容量大、便于建立专家诊断系统，实现综合自动化等。但不能解决模拟信号在长距离传输后所导致的失真问题，现场工作量大、维修困难。三是分层分布多CPU式在线监测系统，采用模块化设计和现场总线控制技术，由安装在变电站内的数据采集及处理系统和安装在远方的数据分析和诊断系统所共同组成，通过光纤或公共电话网络，把若干个变电站的监测数据汇集到位于职能管理部门的数据管理诊断系统，以实现对多个变电站内的电气设备状态实时在线监测。每一层完成不同的功能，由不同的设备或子系统组成，层次和功能清晰，利于模块化设计，现场维护和系统故障处理较为方便。一般。整个系统可分为四层，即就地、通信、主控和远方管理模块层，可应用于有人或无人值班变电站。其特点是采用数字传输技术，信号不易失真，计算就地完成，减少了数据的传输量和主控模块的工作量。同时可实施就地监测，采用现场总线。传输数据的电缆仅用一根，且系统的开放性和扩展性好。但成本较高。