电气设备状态分析及其维修策略初探

闫纪弛

（中国矿业大学信电学院，江苏 徐州 221005）

几十年来，我国电力生产中的高压电器设备的技术管理一直沿用一些国外的管理模式，采用的是设备预防性试验＋设备计划大修的维修模式。不可否认，多年来这种管理模式在我国的电力生产中发挥了很大的作用。但也存在弊端，主要表现在需要检修的电气设备却不能修而造成事故发生；不需要检修的电气设备却仍然按周期进行大修等。实际上，电气设备的状态维修是当前先进工业国家普遍推行的一种科学的设备维修管理策略。

1 电气设备状态分析

1.1 电气设备状态的确定

《电气设备预防性试验规程》是目前我国电力行业设备维护的指导性文件，已对我国电网的安全运行发挥了积极的作用。预防性试验所确定的原则在导则的设备状态分析中仍然是重要依据之一。根据故障诊断、维修经验以及专家的分析，建议将电气设备的健康状态分为：健康、良好、注意、恶化、差，电气设备处于“健康”状态，意味着所有预试数据均远离规程中的注意值或与优质产品出厂值相近，且既没有经历不良工况，又没有家族质量缺陷史，即电气设备完全处于正常状态。电气设备处于“良好”状态，意味着所有预试数据均远未达到规程中的注意值，可根据规程延期或按计划安排电气设备的检修。电气设备处于“注意”状态，意味着所有预试数据接近规程中的注意值，劣化趋势不明显，与同类电气设备相比相当或略差，可根据生产计划情况优先安排电气设备的检修。电气设备处于“恶化”状态，意味着所有预试数据接近或达到规程中的注意值，有明显的劣化趋势，应根据生产情况、供电安全情况以及资金情况，尽快安排电气设备的检修。电气设备处于“差”状态，意味着所有预试数据达到或超过规程中的注意值，劣化趋势非常明显，电气设备应该立即停电进行检修。

1.2 电气状态分析构成机理

电气设备状态分析与判别专家系统属于诊断预测型专家系统，它不仅根据数据判断电气设备实时的运行状态；还要根据其运行状态的变化趋势，来预测电气设备未来的状态，提请注意。其构成部分依据推理机、数据库、知识库、用户接口。推理机是指电气设备状态分析与诊断专家系统使用知识库的内容进行推理，推理依据主要是《预防性试验规程》的相关规定；数据库是指用于存储电气设备状态的相关信息，包括试验记录、试验结果、诊断结果等内容。知识库用来存储领域专家特定的领域知识，其中包括逻辑性知识与启发性知识，以此为依据，可以对试验结果进行分析，诊断出电气设备的状态，提出预警；用户接口要能方便用户操作，具有很强的兼容性，方便数据的录入和数据输出，可为该专家系统的提供友好的界面，并可挂网运行，实现资源共享。

2 电气设备维修技术

2.1 电气设备故障分析

电气设备故障的产生通常是由多种因素造成的。电气设备在工作过程中，其零部件由于磨损、疲劳、老化等因素会引起结构上的劣化或失效，即引起其固有特性的改变，从而使设备不能正常输出。故障的传播过程实质上是异常输出的传播过程，这种传播是一个由低层到高层的逐层传播过程。这里需要进一步强调的是，故障是系统的固有特性发生了不允许的劣化后，系统所处的一种状态。子系统或零部件之间的联系也会由于参数的变化、安装不当、相互位置改变等因素引起劣化和失效，从而导致系统偏离正常状态；系统的异常输入有时也会使有关的元素或联系的状态发生变化，这些变化如果超出一定的范围，将引起包含这些元素或联系的状态发生改变，进而产生异常输出。子系统或零部件之间的联系也会由于参数的变化、安装不当、相互位置改变等因素引起劣化和失效，从而导致系统偏离正常状态。系统的异常输入有时也会使有关的元素或联系的状态发生变化，这些变化如果超出一定的范围，将引起包含这些元素或联系的状态发生改变，进而产生异常输出。

2.2 电气设备维修实例分析

2010年7月8日，某供电分公司运行人员对其所管理的某110 kV变电站110 kV I段母线B相电容式电压互感器进行红外测温。检测时，发现CVT底座严重过热，温度已达90 ℃（环境温度30 ℃），为查找原因，及时将其退出运行。对其进行常规高压试验项目，结果均合格，进行油色谱化验，使用电气设备状态分析进行分析和诊断。随后对CVT进行了解体检查。解体后可看到CVT内部辅助一次侧阻尼器中阻尼电阻烧损、阻尼电阻外漆包线己严重烧坏、铜线裸露，缠绕电阻的绝缘板也发生变色。另外能闻到明显的油烧糊的味道。进一步检查认为CVT中间电压电磁单元中辅助谐振电容c。击穿短路、压敏电阻（保护阀片）烧损等内部故障产生高温是造成此类型故障的原因。经过检修，故障排除。

电气设备状态分析是传统的学科之一，逐步引进电气设备故障诊断系统，把故障诊断、人工智能、模式识别、计算机网络、通讯等方面的细节问题进行归类，转变成故障诊断领域的前沿学科，还存在许多细节问题有待解决和研究。在生产实际现场中逐步提高故障诊断的智能化水平，是这一领域专家和学者共同的任务。

1 谢庆华.红外诊断技术在带电设备缺陷诊断中的运用[J].四川电力技术，2008（S1）

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