在线监测装置汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇在线监测装置范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

1、电力一次设备在线监测的特点

电力一次设备的在线监测装置是智能电网能够进行自愈控制的基本结构。电力一次设备在线监测由对一次设备的状态进行常规检测，发展成一次设备状态的检修，取代了旧时的计划检修。其监测装置大致可分为集中式和便携式两类。一次设备在线监测装置可采用集中式。利用监测装置对不同的电力设备进行监测，对电力设备的运行状态和绝缘状况进行分析、判断。

2、变电站一次设备在线监测方法和配置

2.1避雷器在线监测

避雷器在线监测主要是测量泄漏电流，利用避雷器运行时的接地电流作取样装置的电源，将泄漏电流的大小转换成光脉冲频率的变化。采用光纤取样，微机数据处理和数据通讯等技术，解决避雷器泄漏电流测量、传输中的无源取样、高电压隔离和数据远传等关键问题和泄漏电流超标即时报警，实现避雷器绝缘状况在线监测的自动化。

2.2GIS组合电器在线监测

1）SF6气体压力检测

监测SF6气体压力是GIS设备基本的自检测项目之一。目前该项技术较为成熟，选择具有DC4～20mA模拟输出的气体密度继电器，可以定量检测SF6气体压力。

2）气体水分检测

SF6绝缘设备密封性良好，因此检测SF6水分的必要性要弱一点，推荐用于新的GIS设备或SF6断路器，对于已有的GIS设备和SF6断路器，考虑到传感器接入可能导致密封问题，不做硬性推荐。

3）局部放电检测

GIS局部放电是GIS最常见的故障模式。目前，适合GIS局部放电检测的技术主要有罗氏线圈耦合式和天线接收式。

4）断路器机械和动作特性状态监测

传统的方法是采用光电编码器测量，但电路复杂、响应速度慢、稳定性不高。目前已开始使用高精度直线位移传感器或角位移传感器来直接测量动触头的相对位移量，分析计算行程曲线得到动触头行程、超行程、平均分（合）闸速度、分（合）闸速度、分（合）闸时间、分（合）闸速度时间曲线等参数。

5）储能电机工作状态

断路器储能电机工作状态是操动机构状态的一个重要方面。对于液压机构，除了检测储能电机工作电流、电压之外，还应统计储能电机的启动次数/日、累计工作时间/日等。日启动次数增加或日累计工作时间增加极可能是液压系统出现泄漏。

2.3变压器在线监测

变压器在线监测项目包括：油色谱在线监测、本体及套管介损、局放、瓦斯气体、压力释放、油流继电器、油位、变压器温度在线监测、接头温度红外监测等。

3、重庆星寨220kV变电站一次设备状态监测系统配置方案

3.1总体方案

重庆星寨220kV变电站状态监测系统宜采用分层分布式结构，由传感器、在线监测装置就地单元、后台系统构成。变电站统一配置一套设备状态在线监测系统，对主变压器、避雷器等一次设备进行在线监测。利用一体化监控系统的综合应用服务器实现一次设备状态监测数据的汇总分析。各类设备状态监测统一后台分析软件、接口类型和传输规约，实现全站设备状态监测数据的传输、汇总和诊断分析。综合应用服务器通过对数据分析及综合专家系统软件，识别设备已有的或正在发生的或潜在的设备性能劣化现象，对设备状态做出状态预判和检修决策建议，并采用IEC61850规约远传至远方监控中心，同时接收远方监控中心的控制命令并返回信息。

3.2实施方案

1）监测参量

2）主变压器

3）避雷器

避雷器在线监测主要监测：泄漏电流、动作次数。

传感器采用外置方式安装。220kV避雷器在线监测智能控制器就地安装于GIS汇控柜内。避雷器状态监测系统单独组网接入综合应用服务器。

4）220kV GIS

GIS设备在线监测配置：一台SF6密度监测单元，主要监测GIS气室SF6气体压力等状态量。

传感器采用外置式安装，监测单元安装在GIS汇控柜内，汇控柜就地安装。在线监测单元接收各传感器采集的数据，经过处理后将信息通过光纤以太网按DL/T 860标准送至在线监测的统一后台。

篇（2）

中图分类号：TH561 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0093-01

高压断路器是变电运行中起控制作用的重要电气设备，其运行状态直接影响到电力系统的正常运行。根据国际大电网会议高压断路器调查显示，因操作机构问题而导致断路器故障的比例占故障总数的43.5%，而其中主要故障是由于机械特性不良造成的[1]，例如拒分、拒合或误动作等。因此，对高压断路器实施状态监测，掌握其运行特性及变化趋势，对预防断路器故障，增强断路器工作的可靠性，成为电力行业发展中的一项重要研究课题。

某变电站3322间隔例行试验时发现断路器无法正常分合闸，事后分析为主传动杆销挡圈脱落导致该断路器一侧传动杆脱落。为了解决实际运行过程中断路器内部发生故障而无法预知的问题，在该变电站安装断路器在线监测装置，研究其对断路器分合闸特性曲线的监测，分析不同情况下特性曲线的变化，验证在线监测装置在断路器分合闸状态监测方面的有效性。

1 断路器在线监测装置分合闸监测试验研究

被试断路器分别在两种情况下进行模拟试验，一种情况是正常分合闸，另外一种情况要求断路器一侧拐臂和连扳脱落（只分合一侧断口情况）。试验时正常情况下的测试，采集分合闸动作数据各6次；模拟一侧拐臂和连扳脱落情况下采集分合闸动作数据各2次。测试曲线如图1、图2。

1.1 正常情况下分合闸试验

对LW25-363型断路器在正常情况下分别进行分合闸试验，测试断路器多次动作情况下分合闸曲线的重复性。从图1曲线2分闸曲线，图2曲线2合闸曲线的对比来看，多次动作的分合闸行程曲线一致性较好，说明在线监测装置对断路器多次分合闸操作情况下监测稳定性较高。

1.2 一侧断口脱落情况下分合闸试验

由于断路器一侧断口脱落情况下进行分合闸，断路器两边受力不平衡，为保证试验时设备安全可靠，在一侧断口脱落情况下分合闸试验分析仅进行两次，试验结果：从图1曲线1，图2曲线1两次分、合闸动作的对比行程曲线来看波形一致性较好，与正常情况下表现一致。

1.3 两种情况下试验对比

两种情况下分闸动作对比如图1，曲线2为正常情况下的行程，曲线1为一侧断口脱落情况下的行程，分析对比曲线，在断路器分闸启动阶段两种情况下分闸速度并没有太大的差异，后面的分闸速度开始增加，分析认为一侧断口脱落情况下由于内部阻力变小，操作机构在同样的作用力下，分闸速度明显增加。

图2为两种情况下的断路器合闸动作对比，曲线2为正常的行程，曲线1为一侧断口脱落情况下的行程，可以看出一侧断口脱落情况下断路器的合闸速度有明显增加，分析来看是由于内部阻力变小，而其它作用力不变，导致开始阶段加速度增加，速度变快。

2 试验结果

该文结合LW25-363型断路器操动结构特点，分析不同状态下断路器分合闸操作时动作特性曲线，测试结果表明，安装的在线监测装置具备断路器分合闸特性曲线监测功能，记录的断路器分合闸过程有良好的重复性和稳定性，且不同情况下特性曲线有明显差异，实际使用中可以有效辅助运行人员解决断路器运行中内部状态不明，无法预知故障的问题。

3 结论

（1）该文所采用的断路器在线检测装置通过位移传感器可以较直观的判断正常工作和一侧脱落缺陷时断路器分合闸的重复性、一致性、稳定性等方面的指标。

（2）将在线检测得到的结果与正常工况时的结果进行对比，应用断路器在线监测装置发现断路器连扳连接孔变形、轴销变形问题具有可行性。

篇（3）

中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0381-01

前言

电能计量是电力企业营销管理的重要内容，为了确保计量数据的可靠性，电能计量装置运行必须可靠，在线监测技术的应用值得重视。

一、电能计量装置在线监测的必要性

随着国民经济的快速发展，电力需求也随之持续增加，对电网建设提出了更高的要求。在此形势下，电网一次二次设备数量大幅度增加，电网覆盖面积逐步增大，供电量迅猛增长，直接导致电网计量设备规模与计量管理人员数量不匹配，增加了计量管理人员的工作量。与此同时，随着用电客户经济意识的逐渐增强，用电客户对电网计量装置的准确性要求也在日益提高。所以，电力企业必须加快计量管理信息化建设，积极推行电能计量装置在线监测技术，促进电力企业持续发展。

二、电能计量装置在线监测的基本原理

通道切换与数据采集模块将来自电能表的电压信号、电流信号和脉冲信号，以及PT端的电压信号、CT端的电压信号和CT二次回路电流信号采集到系统内部，实现对电能表的误差测试、PT二次回路压降测试以及CT二次回路导纳测试等基本功能。同时还能够体现某一时刻计量装置的实时工况信息。内部微处理器负责通道切换与运算，并能将数据及时存储。在线检测系统是建立在将标准模块转移到现场，通过多路转换开关来实现多路、多只电能表的误差检验，通过定期的数据回传，实现后台主站的数据查询并发现问题的过程。而PT压降的测试则是采用布线的原理，将PT端电压和电能表端电压采集到在线监测系统里，人工测试方法不同的只是系统将临时拖放的测试电缆以布线的形式固定下来，通过其内部专用的电路模块来完成电压的测量和比较计算。同时电能计量装置在线监测系统还实现了远程的手动检测功能，在周期测试的基础上，加入手动测试，以达到实时测试。通过以太网的通信方式实现远程功能，并能将数据保存在后台监测主机上，实现数据的分析，处理和保存。

三、电能计量装置在线监测技术的应用

1.系统构成

1.1 现场数据采集层

按一次设备对应分布式配置多功能电能表，将其安装在开关柜回路内，或集中安装在电能表测控屏内，用于实时采集数据，并将数据通过通信接口传输到电能采集终端。各个计量点的电能量信息均是采集终端的采集对象，在信息采集完成后由电能量采集终端综合管理各项数据。

1.2 通信网络层

该层是主站层与现场数据采集层的连接层，主要负责上下两层之间的通信连接、数据采集、数据转化、数据传输、协议转换和命令交换，确保大量实时数据能够在汇集后高速传输，提高主站层获取监测信息的全面性、准确性和及时性。

1.3 主站层

该层主要由网络系统、WEB应用服务器、采集服务器、数据服务器、辅助设备等部分构成，是电能计量在线监测系统的信息收集与控制中心，既可通过GPS、PSTN、CDMA、以太网等远程通信信道采集和控制现场终端的信息，也可以对大量数据进行综合处理。

2.系统主要设备

2.1 安装位置及技术指标

通常发电厂和变电站内涉及诸多计量点，如网损、线损、关口等，为了确保在线监测功能的实现，上述位置处都需要安装电能表，其基础技术指标应当符合相关要求。如果是关口计量点的电能表，应当能够设置4个费率，每个时间段与一种费率相对应。安全防护功能可以采取三级密码管理。电能表出厂后必须立即采取有效的防护措施，避免软硬件校正电能表的误差，电能表一旦出厂不可对其误差进行再次调整。

2.2 集中器应用

在系统中，集中器主要负责电能信息的采集、数据传输与管理、转发及下发控制命令。其应当具备如下功能：

（1）精度。电能量采集终端的高精度数据采集工作需要通过RS-485接口完成，并对带时标的电量数据进行储存。可根据在线监测需求设置信息采集周期，保证数据采集的准确性达到100%，而后再向主站传送信息。

（2）存储。电能量采集终端的数据存储容量要超过64MB，并且拥有独立的数据参数备份单元，备份单元的容量要超过256MB。备份单元可采用SD卡，一旦电能量采集终端出现故障，可以到现场插拔SD卡以获取相关数据，将数据导入系统。

（3）采集信息。及时采集窗口电量、分时电量、事件记录、遥测量、遥信量数据等，按照预设的时间起点将指定内容传送到主站;也可传递失压记录、瞬时量、电压合格率、电能表时钟时间等数字量或模拟量。

（4）数据传输。至少要有一路RS485总线既可用于抄表，又可作为数据上传通道。同时，还应支持多种通信方式，如语音拨号、TCP/IP网络等。

2.3 通信方式

系统需要实现与变电站和发电厂的通信：①与变电站的通信。电能计量系统以电力调度自动化系统为基础，对变电站采用专线Modem方式进行通信。调制解调器可根据不同的应用场合，使用不同的手段传送模拟信号，传输介质可以选用射频无线电、光纤或电话线等。专线Modem方式不需要经过话音交换网络进行通信，而只需有标准四线接口就能够提供可靠的通信通道。专线Modem方式不允许在同一时间内并行多个数据，但是随着电能数据量的增加，这种点对点的通讯方式必然会造成数据堵塞，所以必须对这种通信方式进行优化。②与发电厂的通信。由于国内的各大发电厂普遍采用电力载波作为通信方式，其二四线通道分别被调度电话和自动化占用，无法为系统提供通信通道，因而可采用拨号Modem的方法来解决通信问题。

三、电能计量装置在线监测应用的加强

1.电能计量装置改造

加快电能计量装置改造进度，做到事前有计划，改前有标准，改中有检查，改后有验收，确保计量改造质量。对互感器、电能表的精度等级、二次回路导线截面不满足要求用户进行改造，要选用高动热稳定、宽量限的s级互感器和宽负载的S级电能表表，保证小负荷条件下的计量准确性;合理选用TA变比，确保用户正常负荷时TA一次电流应达TA一次额定电流的1/3及以上运行，换大TV二次回路导线截面，缩短二次导线长度以减少二次压降引入误差对计量准确性的影响。对新建、扩建、改造的电能计量装置，严格把住设计、施工、试验和进货关。

2.计量点的问题解决

为了杜绝用户计量点大马拉小车现象，采取了相应的解决办法：一是新装增装用户投运前进行全面检查。二是通过现场检查对于变比不符合生产实际的，在最短的时间内调整好。三是通过现场检查及时解决用户提出的用电问题。四是安装高精度的电能表，确保规程规定的允许误差。

四、结语

总而言之，随着电力技术及电网智能化的发展，电能计量装置在线监测技术实现了电能计量装置的实时在线监测，提高了电能计量数据的准确性，电力企业要重视这项技术的应用。

篇（4）

1、净化装置腐蚀监测的目的、意义

腐蚀监测是全面认识净化装置设备、管线腐蚀现状，制定防腐蚀措施的基础；是监测、评价防腐蚀措施效果的有效手段；是指导防腐工作开展的依据；能起到掌握净化装置的腐蚀现状、腐蚀动态，通过防腐措施的实施及监控，避免因腐蚀造成的后果，最终实现“控制和减缓腐蚀以及安全事故的发生，为装置安全平稳运行提供保障。

2、常用的在线腐蚀监测技术

目前，常用的在线腐蚀监测技术有：电化学监测、电阻探针监测、电感探针监测、pH值探针监测。这四种技术基于不同的原理，具有不同的特点和应用场合，实际应用中应当做好对比，合理选型。

（1）电化学监测：电化学探针是测量流过电极表面的电流指标来确定腐蚀速度电化学方法。

其优点是速度快，不需要测量腐蚀减薄量；缺点是必须用在电解质的环境，即有水的环境。其中电

化学噪声技术也属于电化学方法的一种，是测量金属局部腐蚀，它不是采用施加极化的方式，而是

对两个相同材料的金属直接测量它们之间的电流，当获取大量的信息之后再利用各种分析手段进行局部腐蚀分析。

（2）电阻探针监测：电阻探针测量是通过在线仪器测量金属丝的腐蚀减薄。并采用温度补偿试片消除金属温度系数的影响。优点是适用工况范围宽，适用介质广泛，但测量周期长、灵敏度低，测量结果受腐蚀产物的导电性的影响，无法记录腐蚀速度的瞬时变化。

（3）电感探针监测：电感探针测量原理是通过探针检测腐蚀减薄所引起的磁通量的变化直接测得腐蚀深度，从而计算出金属腐蚀速率，适用于各种介质，测量灵敏度高，可以测量腐蚀速率的短期变化。电感探针除有片状结构形式，还有管状结构形式，适用于不同管径，小于100mm的小管径管线适宜采用片状探针。电感探针的温度补偿效果比电阻探针好，由于激励信号是高频信号，抗干扰性好。

（4）pH探针监测：在线pH值监测的原理是利用对H+敏感的选择电极进行介质酸碱度测量。

各种在线监测技术各有优点和局限性，因此想要达到准确的测量和控制不是一种方法可以解决的，需要综合运用多种技术形成全面的在线监测系统。

3、净化厂脱硫装置腐蚀状况

第一净化厂从建厂至今已运行10多年，随着运行年限的不断增加，设备、管线腐蚀越来越严重。原料气具有硫化氢、二氧化碳含量高的特点，其H2S含量达663.33mg/m3，CO2含量（体积分数）高达4.608%，而酸气中的硫化氢含量一般在（10000～40000）mg/m3，因此设备、管线的腐蚀控制成为装置管理的重要环节。

从净化装置近三年设备管线腐蚀统计结果来看，脱硫装置腐蚀严重部位主要存在于再生塔贫液出口管线、酸气分离器底部及酸气管线等。

4、监测点选择

监测点选择是在线监测方案设计的关键步骤，准确选择监测点决定了腐蚀监测能否成功指导生产和防腐工作。一般依据设备的材质和腐蚀监测的目的按照下述原则进行监测点的初步选择。①有凝结水的部位；②设备管道高湍流区域，如管线的弯头等；③高含硫和高含酸气的高温部位；④高含硫低温部位；⑤事故发生频繁的设备管线；⑥其他需监测的部位。

从表1可以看出：在脱硫装置的局部位置存在严重的腐蚀，主要表现既有全面腐蚀，又有坑蚀、孔蚀等如再生塔贫液出口管线、酸气分离器底部及酸气管线；因此应当依据装置流程、腐蚀分布、工艺防腐、相变区的腐蚀特点、需要重点进行监测。

5、腐蚀监测技术的应用前景

应用在线腐蚀监测技术对获得金属材料的腐蚀数据对净化厂脱硫装置安全生产具有重要意义。其中，高度敏感的在线腐蚀监测技术可以实时对腐蚀速率进行在线监测，通过与现场工况参数建立的动态联系可以进行腐蚀控制措施的优化和调整。为历年净化厂检修提供了很多数据支持。

篇（5）

引言：JJG700-1999《气相色谱仪》规定“气相色谱仪”的检定周期为2年。即每2年要对色谱仪进行标定，以确定仪器的准确性。时下实验室色谱分析仪常用标气进行标定;在线色谱检测系统用油样对仪器进行标定，此方法极其繁琐，且每次标定都将浪费大量的人力、物力及财力。因此，在满足工艺需求测量精度的基础上，寻求和探索在线色谱检测系统科学合理、现实简便、经济的标定方案，具有举足轻重的现实意义。

一、油中溶解气体在线监测装置检定技术现状

国内现行气相色谱仪检定规程（JJG 700-1999）仅适用于实验室通用气相色谱仪，随着油中气体在线监测装置技术更新和产品升级，常规检定技术如“模拟变压器方式进行油色谱数据比对”、“运行中变压器油的色谱数据比对” “标准气体校准”等，均无法保证油中气体在线监测装置检定数据的准确性和可靠性，无法对在线监测装置性能有效监督。

目前国内针对油中溶解气体在线监测系统检定仪的研究只有个别电科院开展了类似科技项目，且都不成熟，存在着大小不同的问题，如：（1）油样切换浓度不便，高低浓度切换，通常需要几个小时或更久;（2）特征气体浓度控制精度低，对所需的极小或极大的浓度很难进行配制;（3）油样浓度不稳定，易漂移。

二、油中溶解气体在线监测装置检定技术发展及关键技术认知

近年来，由于变压器在线监测技术的不断进步和电力行业状态检修的迫切需要，各种变压器油中气体在线色谱监测仪不断涌现。尽管其可检测的气体种类和体积分数范围参差不齐、检测方法也各有千秋，但其最佳检测指标却不断提高并向实验室气相色谱逼近。在线色谱监测技术涉及面广，现场条件苛刻，近年来一直处于发展完善之中。

对现有典型的在线色谱监测系统进行分析，最关键的一步是油气分离。目前普遍使用的高分子膜，其平衡时间较长，使测量结果失去了及时性，且由于不同组分的平衡时间相差较大，难以给出油中气体体积分数的真实值，使测量结果失去了准确性。当监测仪出现报警时，还必须取油样进行实验室色谱分析。

以色谱为基础的在线监测系统，其载气通常可用一年，色谱柱、传感器的寿命多为2年，这与变压器的30年设计寿命相比，监测系统本身所需要的维护周期相对较短。且目前在线监测油中气体使用的气敏传感器或者热导池，其综合监测指标与实验室气相色谱还有一定的差距。因此，必须建立完整、有效的测试流程和检定规范以实现入网到运行期间实施监控油中气体在线监测装置的性能。

在线监测装置检定仪研制中重点解决的技术由如下几个：

（1）气缸油槽：由于气缸压缩靠压缩空气来实现，所以对密封性要求很高，如果泄露将对标油的浓度造成极大的影响。（2）标油的配比：主要指对进油量的控制和进气量的控制。进油量控制相对比较容易，而进气量控制则要求比较高。原因是配比浓度低的标油要求气量很小，故很难控制。（3）油气的混合平衡：由于配置的标油体积较大，如采用机械振荡的方法进行油气混合，不但振荡结构设计复杂，而且机械结构的寿命也会受到影响，所以研究考虑依靠标油循环的方法进行油气溶解平衡，平衡效果需用实验来证明。（4）隔膜油罐的设计：虽然目前市场上的隔膜水罐较多，但未必耐油，故需考量合适的隔膜技术，实现大油箱的恒压。

由于在线监测系统维护周期与整个变压器寿命周期的不协调性，以及油中溶解气体与故障之间并没有确定的对应关系等一系列问题的存在，对建立完整、有效的测试流程和检定规范增加了难度;但通过变压器油中气体在线监测装置检定仪器的高效使用，可以实现对在线监测装置高效率的检定，将检定结果及时的对比，为检定规范的制定提供了可靠的资料。

篇（6）

中图分类号：X93 文献标识码：A

腐蚀参数、腐蚀速度以及设备腐蚀状态均是炼油装置中在线腐蚀监测技术需要掌握的基础，技术人员通过掌握这些基础性工艺与测量数据从而了解炼油装置所处环境的变化以及遭受腐蚀的状态，从根本上找到适合不同介质环境的腐蚀监测技术。

1 炼油装置中在线腐蚀监测技术的作用

炼油装置中在线腐蚀监测技术具有十分重要的作用，其在现实生活与实际生产中起着决定性的意义。

1.1 通过评价缓蚀剂效果选择合适的缓蚀剂

在炼油生产过程中，缓蚀剂在工艺中的优化数据能够体现生产的需要，二在线监测技术能够对优化数据进行评价，从而选择合适的缓蚀剂。

1.2 对原油混炼技术的指导

原油性质的不同在混炼的过程中会增加其酸性值，从而使设备受到腐蚀。应用在线腐蚀监测技术能够迅速发现原油混炼时PH变化的情况，从而进行控制，在诸如缓蚀剂的过程中改善相关工艺，从而合理配置原油的比例，使电脱盐的效果增强。

1.3 定点测厚结合在线监测队检修过程进行指导

在线监测具有实时性与准确性的优势，因此在覆盖范围内，其能够通过收集到的多参数数据绘制腐蚀曲线图，从而分析炼油装置中腐蚀变化的情况，制定解决方案，进行全方位的诊断。定点测厚具有灵活性，其余在线监测相结合，能够对重点部位实施监控，从而避免重大泄漏事故的发生，完善检修计划。

2 炼油装置中在线腐蚀监测技术的应用

炼油装置中常见的在线腐蚀监测技术共有四种，其原理不同，因此应用的场合以及特点也不尽相同。根据实际情况，选好关于PH探针监测、电阻探针监测、电感探针监测、电化学监测的监测技术型号。

2.1 电阻探针监测

电阻探针监测需要应用的仪器以及零件为在线监测仪器、金属丝、温度补偿试片。当金属丝被腐蚀后开始变薄，便可以通过在线监测仪器检测出来并排除因金属丝的温度异常而产生的不利影响。电阻探针适应于各种工况范围与介质，但是灵敏度较低，测量的周期长，又因金属丝受到腐蚀后所产生的产物具有导电性，因此影响了其测量结果，没法对腐蚀速度的瞬时性进行记录。

2.2 电化学探针监测

电化学探针监测也是通过测量腐蚀速度来进行监测的一种技术，其与电阻感应不同的是，电流指标（流经电极表面）是其确定腐蚀速度的标准。这种方法测量周期短、速度快，不会像电阻探针监测般测量腐蚀减薄量，但是其在监测过程中受到环境的限制，必须在水中传导才可进行。

电化学方法也包括电化学噪声技术，当金属局部腐蚀后，便可以通过两个同质金属获取其之间通过的电流量，然后在利用其它方法分析局部腐蚀的情况。

2.3 PH探针监测

不同介质酸具有不同的碱度，因此H+敏感选择的电极也不同，根据其电极的异同情况检测介质酸的碱度，而且PH探针监测器一般情况下应该在压力≤0.4MPa，温度≤70℃的环境下运行。

2.4 电感探针监测

电感探针监测分为高温管状电感探针、低温片状电感探针、低温管状电感探针三种。电感探针的测量依据是探针被腐蚀的深度，探针腐蚀的越薄，其所引起的磁通量变化就越大，这种变化直接影响到金属腐蚀的速率，从而得出不同介质在腐蚀过程中的周期性变化，从而体现其显示出这种监测方法的灵敏度。一般情况下，片状结构以及管状结构是电感探针的两种结构形式，其分类是由管径决定的，片状探针应用于

3 选择监测点

硫化物、氯化物的低温电化学腐蚀以及硫化物的高温化学腐蚀是炼油装置发生腐蚀的两大主要类型，前者是中全面腐蚀的体现，因此在选择监测点时必须关注相关腐蚀的流程、重视腐蚀分布的区域、对高温设备的材质进行监测、应用相关防腐工艺与技术，从而避免腐蚀所产生的伤害。

后者由监测到的视点可以发现，其具有均匀性腐蚀的特点，因此在炼油装置的产品分离系统化、常减压蒸馏、延迟焦化的过程中便应该选择监测点。在安装监测点时，不仅应该按照相关腐蚀原理进行安装，还应该考虑到在线观测的维护与评价便利性。由此，在线监测点的设置应该为一闭路循环系统，监测点选择适宜，有利于炼油装置中在线腐蚀监测反应的速度以及收集参数数据的准确性，提高了该系统的即时性。

4 在线腐蚀监测技术的发展方向

炼油装置中在线腐蚀监测技术的发展方向应该建立在需求与应用实践的基础上，并根据基础性要求拟定发展方向。

要想实现复合监测技术，必须提高在线监测技术的可靠性、精度以及灵敏度，将多种不同类型的参数利用一根探针进行监测，从而实现在线监测的简便化，减少了在线监测的程序。多参数监测是未来监测技术的发展趋势，只有实现腐蚀发生发展过程监测、腐蚀影响过程监测、腐蚀事故监测、腐蚀结果监测等全面的腐蚀监测，才能够拥有系统化的监测技术。

将收集到数据采用高科技手段进行智能化分析，然后建立与其有关的腐蚀数据库，深入分析与挖掘相关数据，为技术发展提供理论性、决定性依据。

要想提高炼油装置中在线腐蚀监测技术的自动化控制能力，就必须将腐蚀数据作为参考，并以此为参考点进行研究，提高在线腐蚀监测的力度，促进炼油装置的科技化改进与发展。

结语

本文通过对炼油装置中在线腐蚀监测技术的作用进行了具体分析，并且就其应用与监测点进行了恰当的选择，从根本上总结出在线腐蚀监测的未来发展方向，为我国化工业的发展开辟了一条简便、快捷、安全的生产道路。

参考文献

[1]庞喆龙，马新飞.炼油装置在线腐蚀监测技术状况[J].石油化工腐蚀与防护，2008，25（1）：62-64.

[2]易轶虎.在线腐蚀监测技术在炼油装置中的应用[J].石油化工腐蚀与防护，2012，29（5）：44-46.

篇（7）

1.炼铁高炉水温在线监测装置的重要性

高炉炉体、炉缸以及炉底破损是影响高炉使用寿命和冶炼强化程度的主要因素。尤其是炉役后期，炉墙变薄、漏水、漏气现象增多，应采用必要的检测手段，及时预报高炉各部位的冷却水温差和热流强度的变化情况并及时采取相应措施，才能稳定高炉生产，保证高炉安全。同时，高炉冷却水进出水温度的变化，能够间接反映出高炉炉内的物料和冶炼状况，也是计算高炉炉壁热负荷能力的重要参数。通过在线实时监测水温差的变化，可监测到高炉冷却壁的使用状态，及时对冷却壁进行维护，可提高高炉的使用寿命、减少高炉炉缸事故的发生。通过对温度曲线、热流强度趋势的分析，为高炉冶炼顺行提供指导，最终提高炼铁高炉利用系数，降低能耗，提高产量。因此，高炉冷却水温度的在线检测是高炉炼铁的关键操作内容之一。

2.当前炼铁高炉水温在线监测装置存在的不足

高炉冷却水温差在线监测系统就是是针对高炉冷却水工艺开发，应用于对高炉冷却水进、出水温度的测量及温差计算，目的是使高炉安全稳定运行。当前高炉冷却水监测装置一般是利用计算机、电子、现场总线、数字化温度传感器等各种技术在线实时监测高炉冷却壁进出水温度，并在值班室监测计算机上显示测量结果，同时分析、计算并记录温度、温差实时数据，通过查询相应的历史曲线和分析热流分布及变化趋势。系统的计算、分析结果来确定是否对高炉炉墙进行维护。但当前的高炉冷却水温差在线监测系统大都采用PT系列模拟热敏电阻，通过RS-485现场总线与工业控制计算机通讯，系统中的A/D转换、光电隔离等电路对测量精度有很大影响，为提高测量精度，不得不购买高精度温度传感器，系统成本大大增加。 同时，现有监测系统中存在计算机及网络系统数据采集 速度慢、传送数据量小、误差大等弊端，对整套系统的性能影响很大。

3.一种新型高炉水温智能在线监测装置

3.1 新型高炉水温智能在线监测装置组成

本文提出的新型高炉水温智能在线监测装置包括数字温度传感器、数字控制站、工业控制 计算机，该数字温度传感器安装在被监测高炉各分支水冷却 壁的进、出水管相应的位置上，通过屏蔽数据线连接于数字 控制站的端子接口，该数字控制站通过LONWORKS现场总线与工业控制计算机相连，该工业控制计算机配置有相应的 网络服务器和打印机。

3.2 新型高炉水温智能在线监测装置的工作流程

在高炉冷却壁和冷却板所对应的进、出水管道上安装的 温度传感器作为一次元件，通过数字控制站进行处理后和计 算机通讯，计算机根据数字控制站提供的数据以各种表格、 曲线的形式在线实时、直观的显示高炉各层的冷却水温差分 布情况，实现对冷却壁状态和高炉状态的监测。冷却壁冷却 水管中进出水温度的变化能够间接而可靠的反映高炉温度 场的变化，在线监测冷却水进出水温差可以准确判断冷却壁 的运行状况。根据冷却水进出水温差的变化判断冷却壁所承 受的热负荷的高低，对出现问题的冷却壁能让操作人员做出 及时的处理，避免冷却壁过早损坏，从而延长冷却壁的使用 寿命。同时根据冷却水温差的不同变化规律得到高炉整个温度场 的分布，能够准确判断出高炉炉墙实时状态和发展征兆，避 免影响高炉生产的炉墙结厚、结瘤或渣皮大面积脱落等恶性 炉况的发生与发展。

3.3 具体实例分析

本文根据某钢铁厂3200立方高炉实际，说明此装置的可行性与优越性。如图1所示。

图1 新型高炉水温智能在线监测装置结构示意图

新型炼铁高炉水温智能在线监测装置主要有数字温度传感器、屏蔽数据线数字控制站、LONWORKS现场总线、打印机、工业控制计算机、网络服务器六部分组成，其中数字温度传感器是DS18B20数字温度传感器，安装在被监测高炉的炉身、炉腹、炉缸等断面上相对应的进、出水管道上，每块冷却壁冷却板均安装一个温度传感器，温度传感器通过屏蔽数据线与数字控制站的端子接口连接，每个数字控制站可以连接20个数字温度传感器，同时对这些数字温度传感器数据进行处理;图中数字控制站是通过LONWORKS现场总线与工业控制计算机相连，它是温度传感器与工业控制计算机的纽带，为确保数据和参数不被丢失，LONWORKS现场总线是采用LONWORKS总线网络技术，同时易于系统升级，其外壳防爆，适应现场的高温、灰尘等恶劣环境，此外还有过压、过流、雷击保护电路;LONWORKS现场总线通讯技术采用 多介质通讯，支持多种网络拓扑结构;该工业控制计算机配置有相应的网络服务器和打印机。

新型高炉水温智能在线监测装置的计算机软件和控制软件，采用ADOS ActiveX Date Object和ODBC数据库访问技术，管理远程和 本地的数据库。由温度测量软件、温度计算软件、热流计算 软件构成的软件系统，实现数据实时采集、显示、存储数据，实时报警、查询，显示温度、温差实时曲线和历史曲线、热 流分析等;组态软件根据接收到的水温实时数据，计算出温 差和热流，并且生成各种报表、曲线等，在值班室CTR画面显示监测，计算实时数据和历史数据及实时报警结果。也可根据现场工艺设置温度、温差的报警上、下限产生报警。当采集的温度、温差、热流等参数高于或低于控制目标值时，则系统软件分别监测上述参数和各个分支水冷却管及水冷却壁的数据，确定调整水流量的参数值，随即发出控制指令和调整参数。

3.4 新型高炉水温智能在线监测装置优势分析

与现有技术相比，本案所述的炼铁高炉水温智能在线监 测装置采用全数字技术，在温度和数据控制电路中以 lonworks网络模块取代非数字系统的A/D转换器，克服了数 字温度传感器及非数字温度传感器所引起的测量误差，而且 弥补了测量传感器互换性差的缺点，从而提高了温度传感器的精度和互换性。由于选用的温度数字控制站的电路精度高，所以我们可以选用级别相对较低的数字温度传感器，既满足测量系统的精度要求，又降低了制造探测器装置的成本。

4.结束语

总之，本文提出的新型高炉水温智能在线监测装置能够克服现有高炉冷却水监测 装置存在的弊端，同时，这套监测装置可以在线实时、直观的显示高炉各炉层的冷却水温差变化情况，能够利用冷却水温差的变化来判断冷却壁冷却水管的正常与否，根据实时监测的数 据和历史数据分析判断整个高炉炉墙情况的炼铁高炉水温，值得深一步研究并加以推广。

参考文献

[1]白兴全.酒钢2号高炉炉缸冷却壁水温差升高后的对策[J].炼铁，2011（02）.

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【分类号】：TM354.9

1 前言

近年来，发电厂、变电站工程设计中都配置有在线监测装置，特别是发电机和变压器的在线监测装置，在新建工程中已普遍配置，但发电厂中装设的各种在线监测装置的信息基本没有得到应有的重视和系统的管理，为使在线监测装置在发电厂中能得到充分利用，促进我国电气设备在线监测技术的发展，应对发电厂中的在线监测装置进行整合设计，建立有效的信息管理系统，使在线监测装置在发电厂的运行管理中发挥应有的作用。

2 在线监测装置产品及使用情况现状

2.1 在线监测装置的配置情况

根据GB/T7064-2002《透平型同步电机技术要求》中的规定，“对功率200MW及以上的电机，可根据用户需要配备各种监测器，以提高电机运行可靠性。如配置漏水监测器；漏气、漏油监测器，氢气纯度监测器；发电机绝缘过热监测器（G..C.M）；局部放电监测仪（P.D.M）；氢气湿度监测器等”。

发电厂的升压主变压器一般根据业主意见装设油中气体及微水在线监测装置，个别还有装设变压器套管介损、局放监测装置等；厂用变压器和起动备用变压器个别装设了油中气体及微水在线监测装置，较大部分没有装设。

敞开式布置的断路器都没有装设在线监测装置，封闭组合电器（GIS）却都配有局部放电在线监测、气体泄漏量侧及气体绝缘设备的在线监测装置。

个别业主要求为厂用中压断路器（真空断路器）配置在线监测装置。

有些高压电缆、封闭母线、高压电动机等也配置了在线监测装置。

2.2 在线监测装置的产品性能和质量

随着传感器技术、信息采集技术、数字分析技术与计算机技术的发展和广泛应用，电气设备在线监测技术得到了飞速发展，现在已能够较好的监测发电机、变压器等高压电气设备的绝缘、局部放电等潜在故障及故障发展趋势。

目前，技术含量较高的解读式在线监测装置，如发电机局部放电、发电机绝缘过热、变压器油色谱等重要电气设备的在线监测装置等多由美、加等国外制造厂和研究机构制造，监测信息的准确度能够基本满足对电气设备进行运行监视、故障趋势判断、为制定检修计划提供参考的要求。

直读式在线监测装置，如氢气纯度分析仪，定制冷却水导电率仪，氢气漏入水中监测器，氢气露点仪，氢气监测仪等监测设备，这类直读式设备的监测数据准确度较高，较少有漏、误报现象，但这些设备监测对象都是大型电气设备的辅助设施。

3 建立在线监测信息管理系统的可行性

3.1 在线监测装置组网能力

通过搜资和调研获知，现在行业中使用和配置的电气设备在线监测装置大都具有网络接口和信息传输接口，只有个别国产设备不具备信息传输接口。一些设备带有以太网口，有些设备带有串行口，也有些设备带有CAN总线接口。

个别装置不具有信息接口，可利用接口转换设备进行转换，可将基本的装置动作和报警信息传递到上位机。

各类在线监测装置的通信协议多为MODBUS、MODBUS RTU/TCP/DNP3.0及IEC60870、IEC61850等电力系统常用或通用协议。

有些制造商为适应设备组网连接开发了一系列通信接口和通信接口转换装置等。

3.2 在线监测装置信息管理终端设备能力

1）目前可作为在线监测系统信息管理终端的设备有两种：

第一，由在线监测装置制造厂或集成商开发的专用在线监测装置信息管理系统，有专门对应某一种在线监测装置的，如：发电机运行信息管理系统、GIS运行信息管理系统等；也有可收集管理所有连接的在线监测装置信息的综合管理系统；

第二，由发电厂电气监控管理系统（ECMS） 或电网监控（NCS）集成一个在线监测信息管理系统。

2）两种终端系统可达到的能力

可借助以太网或局域网及信息传输接口采集在线监测装置的信息，包括数字及文字数据，报警信号，趋势曲线等；

对采集到的数据进行整理、储存、与初始及典型数据进行对比，提供可能的潜在故障判断结果，可作为制定设备维护和检修计划的参考；

可根据设定值进行故障报警；

所有采集到的数据和信息都可在监测终端上监测和提取，根据需要可对数据和曲线进行打印，供运行人员使用。

综上所述借助于发电厂电气监控管理系统（ECMS或NCS）集成在线监测信息管理系统，或采用独立的在线监测信息管理系统都是可行的。建立在线监测信息管理系统可不过多增加发电厂的设备投资，通过在线监测信息管理系统可采集和处理较大部分在线监测装置的信息，为电厂运行提供辅助数据；

4 建立发电厂在线监测信息管理系统的意义

4.1 在线监测装置的主要作用

发电机在线监测装置可在发电机带负荷运行的情况下，对发电机绝缘、过热、匝间短路故障等进行监视，通过趋势曲线可帮助我们评估和判断发电机主机的运行状态。

变压器在线监测装置可在线监测变压器局部放电、变压器油中溶解气体成分含量、油中水分含量等，从而帮助我们判断变压器的潜在故障和安全隐患。

GIS、断路器、高压电缆、封闭母线、高压电动机等的在线监测装置也分别对这些高压电器的运行状况提供故障判断参考依据。

4.2 建立在线监测信息管理系统的意义

在发电厂中，发电机和主变压器中多数已配置了在线监测装置，只是信息没能得到统一管理，通过建立信息管理系统能够将在线监测信息进行收集、监视和管理，使在线监测装置得到充分利用。

通过对在线监测装置的数据和曲线的监视，对设备运行状况做出预测和判断，为电厂电气设备的维护和检修提供依据和参考。

在运行中对在线监测数据进行定期和不定期管理和整理，通过与大小检修过程中的实际数据进行对比，可对在线监测装置做出客观、准确的评价，集系统中多电厂在线监测数据的积累，可逐步建立在线监测装置技术水平、产品性能、数据准确程度等的设备信息库。

加强设备信息及运行数据的管理和存储为逐步实施在线诊断和状态检修积累经验和数据依据。

建立智能化电网已正式提到电力系统建设的意识日程，而电气设备在线监测技术将是电力系统智能化的一个重要组成部分。

为建立在线监测装置的设计、运行管理制度积累经验。

5 发电厂在线监测信息管理系统的设计

5.1 在线监测信息管理系统设计思路

1） 发电厂在线监测系统的设计最重要的是这些设备提供的信息和数据的管理，必须将这些信息和数据呈现给运行人员，这些在线监测装置的配置才有意义。根据现代技术的发展，合理组网应该是最佳选择。

2） 在组网有困难时，至少应利用通信接口将配置的在线监测装置的信息上送到运行人员可监看的地方，让它们发挥对电气设备的监测作用；

3） 充分利用现场总线技术将发电厂中已选配好的在线监测装置进行组网，实行在线监测信息的集中管理。

4） 可采用独立的信息管理系统；也可考虑利用电厂中配置的电气监控设备作为在线监测信息管理系统的集中监视载体，在发电厂电气监控系统中建立在线监测管理系统子系统；或利用在线监测装置的上位机实现独立组网。

5） 发电厂在线监测装置组网可按信息采集层，信息管理层，站控层三级组网，根据具体情况可简化为两级；

5.2 基本组网方式

第一种组网方式：按在线监测装置监测对象相同的装置分别跨机组连接（管理层）后，在站控层组网。这种方式较好实现，因为同一个电厂中，同一种设备的在线监测装置多数情况下应该是同制造厂同型号的产品，他们的连接不需要规约转换，在站控层实现规约转换，这种组网方式可分为三个基本层，站控层、信息管理层、信息采集层。见附图1； 附图1：组网方式一

第二种组网方式：按机组单元将每一台发电机组（包括变压器）的各种在线监测装置纵向连接（管理层），通过规约转换后，按机组将信息上送至站控层。这种方式管理性好，每个机组的信息集中管理，较容易综合分析，判断机组是否需要局部检修或退出运行。但各种在线监测装置很难做到都是同种规约，需经过较复杂的规约转换，转换的过程中将失去部分信息，互相之间的信息共享困难，除非所有在线监测装置都采用同一制造厂产品或全部采用IEC61850标准。这种组网方式可分为三个基本层，站控层、信息管理层、信息采集层。见附图2。

附图2：组网方式二

第三种组网方式：各在线监测装置直接上传组网，组网结构简化为两层。这种组网方式，组网结构简单，但较浪费连接电缆， 每套装置都要有电或光缆接至主控室。并且这种组网方式对在线监测装置和在线监测信息管理系统载体的组网能力要求都较高。要么所有联网的在线监测装置采用同种接口和规约，要么在线监测信息管理系统载体需要具有较高的接口集成和规约转换能力。比较理想的条件是所有在线监测装置和在线监测信息管理系统载体都采用IEC61850标准和协议。见附图3。

附图3：组网方式三

5.3 应用实例

上述提出的3种组网方式，是理想条件下的基本方式，在实际工程中需灵活使用，如某电厂结合工程实际采用了第二、三种组网方式混合的组网方案。

1） 电厂在线监测装置的配置

两台机各配置一套发电机局部放电在线监测装置，由母线耦合器、BusTrac监测仪、工程师站及局放监测分析软件组成。工程师站可与电厂管理系统联网通讯，将发电机局放数据信息到电厂管理系统网上，采用RS485通信口。

两台机各配置一套FJR-IIA型发电机绝缘过热监测装置，装置不具有通信传输接口，只输出报警接点。

两台主变压器各配置一套TM8+TMM在线监测系统，采用MODBUS RTU/TCP/IP，DNP3.0及IEC60870规约。

750kVGIS配置SDM型六氟化硫压力及微水在线监测仪，主要由气体密度计、微水传感器、现场监控单元和后台监控计算机等组成。计算机主机具有以太网口。两套GIS在线监测仪共设了一个监控主机。

5.4 在线监测信息管理系统载体确定

本电厂电气设备在线监测装置由多家制造厂产品构成，各在线监测装置的通信方式、接口形式、信息报文格式都不相同，不宜采用独立载体的在线监测信息管理系统，也不宜采用某种在线监测装置自带监控主机或工程师站对全站的在线监测装置进行管理。经比较，选择借助于发电厂电气监控管理系统（ECMS）集成，即在本电厂的电气监控管理系统主站层监控管理机中集成一个在线监测信息管理系统。

5.5 在线监测组网方案

由于在线监测装置是随电气设备集成的，各装置来自不同的制造厂，有串行口、以太网口，也有开关量，协议和规约不尽相同，需针对不同信息输出形式做适当的组网连接。结合本电厂的实际情况经与发电厂电气监控管理系统（ECMS）制造商协商最终确定采用上述的第二、三种组网方式混合的组网方案。

通信管理机与ECMS服务器采用双网，GIS在线监测与ECMS直接相连采用双网，通信管理机与发电机局部放电工程师站、变压器在线监测装置、多直流测控装置采用单网。具体组网方式如下：

1）为节省电气监控管理系统中间通信控制层的接口，也为了数据隔离，配置2台通信管理机，分别用于2台机组在线监测装置的信息接收，并将在线监测装置的上传信息数据送给电气监控管理系统的后台机。

2）由于发电机绝缘过热在线监测装置不具有通信接口，只能送出报警信号开关量干接点，不被电气监控管理系统接收，配置一台多直流测控装置，用于2台机绝缘过热在线监测装置数据的采集，并通过CAN网与通信管理机通信，将采集到的数据上送到通讯管理机。

3）2台机的发电机局部放电在线监测装置都分别带有数据接收、储存和管理的工程师站，而工程师站具有RS485接口，组网采用2台机的局部放电在线监测装置分别通过各自工程师站（两台机分属不同业主）直接与通信管理机接口，上传数据，距离较近采用屏蔽双绞线连接。

4）主变压器配置的变压器油中气体及微水在线监测装置具有RS485接口，组网采用通信口直接与通信管理机通信上传数据，

5）GIS气体压力及微水在线监测计算主机具有以太网口，并采用OPC协议，组网采用以太网口直接与ECMS网络交换机连接，上传数据，由于距离较远采用光缆连接。双网2侧需要配置4个光电转换器。

电厂在线监测组网示意图详见附图4。

6 结论及建议

6.1 在线监测技术的研究上，我国还较国际水平相差甚远，虽然设备购买量很大，设备利用率低； 为提高发电厂中在线监测装置的作用，合理利用资源，从设计入手，在不过多增加设备投资的条件下，开展在线监测装置的组网设计，建立发电厂在线监测信息管理系统，对提高设计的创新性、完善性都是必要的。

6.2 现代科学技术的不断发展使在线检测装置的生产水平和能力正在日新月异的发展，有些理论和检测手段已达到一定水平，这些装置给出的信息具有相当的可信度，至少可以作为检修诊断的有力参考；通过学习和宣传使更多的人了解在线检测装置技术和发展趋势，充分认识在线检测装置的作用，重视在线检测装置信息的采集和利用。

6.3 建议在工程中应选择具有信息和数据上传能力的微机型或数字式装置；

6.4 建议在发电厂设计中重视对发电厂在线监测装置的组网，上传和集中监视采集到的数据信息，有效利用资源。

6.5 为建立信息采集组网完善的发电厂在线监测信息管理系统，应逐步在在线监测系统推广采用IEC61850标准，利用IEC61850标准，实现不同制造厂、不同类型产品之间的信息共享，构成完善的在线监测系统和智能诊断系统，共享专家数据库，实现发电厂在线监测智能化，以便实现状态检修。

附图4：在线监测组网实例组网示意图

参考文献

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1.引言

高压开关设备是电力系统中重要的控制设备和保护设备，设备中的断路器任务是根据电网运行的需要把电力设备和线路投入或退出运行，或者将发生故障的电力设备和线路从电网快速切除，以保证电网中无故障部分正常运行。因此，一旦高压断路器出现故障，就有可能造成电力系统的更大的故障，严重时会造成重大损失[1，2]。

在我国，10KV级高压断路器大多数用于金属封闭开关设备（成套电器），受工作环境所限，基本都不具备在线监测的能力。但是就高压断路器而言，由于机械原因造成的故障（包括拒合、拒分和误动）占70%～80%。操动机构和传动系统的故障以及电气控制及辅助回路的故障是造成拒合、拒分和误动故障的主要原因。因此，对高压断路器进行机械特性在线监测，可以及早的发现断路器故障原因，对减少开关事故和方便工作人员检修有重要意义[3，4]。

本文在研究和分析了10KV级高压断路器故障原因的基础上，提出了一种针对某公司生产的BPC-12/1250-31.5型永磁操动机构高压真空断路器机械特性在线监测装置的设计方案，实现了对断路器机械特性的在线监测。

2.装置总体设计方案

2.1 设计目标

高压断路器机械特性可进行监测的参数较多，但受电磁环境等条件的约束，实际可以进行在线监测的参数并不太多。本文通过分析高压断路器各种故障的故障率，结合高压开关出厂检验仪器的国标《DL/T846.3-2004高电压测试设备通用技术条件第三部分：高压开关综合测试仪》中的要求，选取断路器的行程、超程、刚分（合）速度、分（合）闸时间、弹跳次数、弹跳时间、平均速度和动作时间这些特征量进行在线监测[5，6]。

2.2 总体设计方案

在线监测装置包括传感器、信号处理电路、CPU处理模块和通信隔离电路组成，装置整体结构如图1所示。

本文选用电阻式位移传感器获取位移信号。当断路器动作时，电阻式位移传感器会产生阻值变化，即为断路器的动作信号。传感器一般安装在断路器外部，可不影响设备的原有性能及可靠性[7]。在此，将直线位移传感器安装在动作触头的电磁铁附近，有电磁铁带动悬臂梁与状态指示器一起动作，角位移传感器安装在动触头动作的转轴一端，传感器安装如图2所示。

位移传感器产生电阻信号的变化，经信号处理电路转换为电压信号，可供CPU处理器进行数据采集。分合闸指令信号和辅助触点信号经开关量输入电路传送至CPU处理器，用来控制开启CPU的AD采集以及反映开关的分合闸状态。CPU选用TI公司的TMS320F2812型号的DSP为主处理器，DSP对采集到的分合闸信号及相应的运动过程信号进行数据采集、运算之后，进行就地显示监测参数，并通过RS485通信将监测参数上传至上位机监控软件。

3.装置硬件设计

3.1 DSP处理板电路设计

DSP系统有电源电路、时钟电路、复位电路、JTAG仿真接口电路、片外程序存储器、通信电路、时钟芯片电路、液晶显示电路和其它引脚处理及未用IO引脚处理电路9部分组成。电源电路为整个DSP系统供电，DSP需要直流3.3V和1.8V电源，，其中3.3V供给IO等外设，1.8V供给DSP内核。TMS320F2812的上电次序是外设先上电，内核后上电。电源电路采用TPS767D318为核心芯片，其输入为+5V，输出电压为1.8V和3.3V，满足DSP上电要求，具体电路如图3所示。

3.2 信号处理电路设计

信号处理电路主要对直线位移和角位移传感器信号进行处理，包括基准电源电路、直线位移信号调理电路和角位移信号调理电路。由于传感器输出信号为线性电阻信号，实际处理信号为电压信号，系统电源受外部干扰影响，稳压精度稍低。在此，本文采用稳压管TL431进行稳压，其精度较高，可用于作为基准电源，输出为电压+4V，其电路原理如图4所示。

高压断路器的位移信号是由电磁机构驱动传动机构传递的运动信号，参考相关标准可知，其运动信号为低频信号。由于工作现场环境复杂，易受外界电磁环境等干扰，在此，本文选用二阶有源巴特沃斯低通滤波器滤除干扰信号。由断路器的机械性能标准规定知，断路器机构行程为8±1mm，超程为3.0～4.5mm，动作速度

滤波器的设计应满足，在通带内信号有尽可能小的衰减，且滤波曲线平坦，在阻带内将信号尽可能衰减。断路器机械运动的最高频率为37.5Hz，将滤波器的转折频率设计在保证37.5Hz信号幅值衰减允许情况的最低频率。二阶巴特沃斯滤波器的标准传递函数为：

由式（2）巴特沃斯滤波器的传递函数特性知，当ξ=0.707时效果较为理想，此时频率响应的幅频特性不存在谐振峰，且具有最陡峭的衰减特性，查巴特沃斯滤波器的衰减特性曲线，得出此时转折频率取在60Hz附近可满足要求。对滤波参数进行归一化设计，取，二阶有源巴特沃斯滤波器设计公式为[8]：

式中，、为电阻和电容的计算参数，为截止频率，为品质因数。

DSP的AD采集端要求输入信号范围为0～3V，因此，需将滤波后的信号调整在0～3V范围，并对其限压保护。信号调理电路如图5所示。

3.3 开关量输入电路设计

开关量输入信号包括分合闸动作指令信号和断路器状态辅助触点信号，为保证装置的安全性和可靠性，本文采用光电耦合芯片TLP521对开关量信号进行电气隔离，然后送至DSP的中断端口，其电路原理图如图6所示。

4.装置软件设计

高压断路器机械特性在线监测的软件设计包括系统初始化、AD采集、数据处理、显示和通信等程序。系统上电后首先进行初始化，根据辅助触点状态来判断当前分合闸状态。当有分合闸动作中断信号产生时，启动AD采集程序，并对数据进行FIR滤波后，计算速度信号、平滑滤波、计算特征参数，并将特征参数上传至上位机，同时进行就地显示。系统程序流程如图7所示。

5.装置测试结果分析

系统装置的测试以BPC-12/1250-31.5型配永磁操动机构的高压真空断路器为实验平台。在实验室将信号处理电路部分连调测试，对分合闸动作分别进行多次实验。用示波器抓取分合闸动作信号的波形如图8所示。

其中，CH1为直线位移信号，CH2为角位移输出信号。直线位置传感器位于操控结构的悬臂上，运动过程中信号变化明显，由波形图看出，在分合闸动作时，有明显的弹跳波动。角位移传感器在动作过程中转动的角度较小，传感器阻值变化范围较小，弹跳波动不明显，该传感器输出的信号需进行进一步校正后使用。

将机械特性在线监测装置整体联调，选用直线位移信号进行机械特性在线监测输入信号，经过多次实验，取其中一组典型监测参数如表1所示。

通过分析多次实验数据分析，误差不超过2%，可满足机械特性在线监测的精度要求。

6.结语

高压断路器机械特性在线监测装置可有效的监测断路器分合闸动作时的特征参数，并且可以将监测参数通过RS485进行数据上传。装置有测量精度高、实时在线和数据通信等优点，而且有着良好的抗干扰特性，可用于智能开关柜等配有高压断路器的电气设备中进行机械特性在线监测。

参考文献

[1]范兴明，邹积岩，陈昌龙，丛吉远.基于DSP的真空断路器状态参数在线监测装置[J].电力系统自动化.2005，29（8）：99-103.

[2]Satish Natti."Risk Based Maintenance Optimization Using Probabilistic Maintenance Quantification Models of Circuit Breaker".D.Ph.Thesis.Texas A&M University.2008.

[3]钱家骊，袁大陆，杨丽华，张节容，关永刚.高压开关柜——结构计算运行发展[M].北京：中国电力出版社， 2007.

[4]吕锋，曹国臣.基于DSP的断路器在线监测与诊断系统[J].仪表技术与传感器，2008，6：52-54.

[5]郭媛媛，荣命哲，徐铁军，王小华.基于双CPU的断路器在线监测装置主控单元的研制[J].电气技术，2005，12：20-23.

[6]Maricel ADAM，Adrian BARABOI，Catalin PANCU.” Monitoring and Diagnostic System for High Voltage Circuit Breakers”.International Conference on Electromechanical and Power Systems，2007.

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一、绪论

随着电网“可视化”需求飞速增长，“视频监控”在安全生产经营中的位置不断增强。伴随着变电站站点、监控设备总量的增加，视频监控终端覆盖范围不断扩大，视频监控终端的运维、业务保障能力的需求逐年提高，迫切需要完善视频监控终端运维制度、丰富运维手段，进一步提高视频监控系统的稳定性和可靠性，实现电网运行在线控制的综合监控、集中管理。文中主要以缩短视频监控终端停运时间为重点，分析影响视频监控终端停运时间的各个因素而出发改进视频监控电源适配器，因此达到目的。

二、视频监控在电力系统的研究应用

电力系统是应用信息技术较早的行业之一，信息技术在电力生产、建设、经营、管理、科研、设计等领域广泛应用，在安全生产、节能降耗、降低成本、缩短工期、提高劳动生产率和办公水平等方面取得了显著成效。多年来，随着电力生产需要，电力通信系统建立了覆盖全国的微波、光纤、卫星、无线等多种通信网，为电力系统实时自动化系统的传输、监控及调度指挥作出了贡献，为在电力系统实现远程视频监控提供了硬件支撑平台。

为了提高对变电站及无人值守变电站在安全生产、防盗、火警监控等方面的综合管理水平，实现创一流的目标，越来越多的电力企业正在考虑建设集中式远程图像监控系统并研究缩短视频监控终端停运时间。它可以对各变电站的现场进行实时监控，将变电站的各监视点，如主控制室，高压室、设备情况、断电器、隔离刀闸、变压器油面位置等现场图像通过通信网实时地传输到集控站或调度中心；同时可以按照多种方式进行数字录像，保存在服务器上供事后调用。

对重要变电站，调度人员可分别通过企业计算机网络，利用桌面计算机，实时地对变电站进行监控，可为巡视变电站设备的有关人员提供便利。现在所有电力系统安装的监控系统都有视频监控功能，为了能够更充分发挥视频监控网络的功能，更准确地判断现场发生故障的原因，并且为了确保变电站实时被监控，因此要保证视频监控终端停运时间，能在原来监控系统和利用继电器原理的基础上，缩短视频监控终端停运时间，为了实时监控提供了一种新的检测手段。

本文所研制的视频监控终端电源适配器在线监测装置可实现缩短视频监控终端停运时间。为电力系统的安全生产提供可靠的保障带来便利。

三、影响视频监控终端停运时间的因素

视频监控为现代化发展的中心部分而得到了许多领域的广泛使用。比如说，电力行业。在应用视频监控终端的同时也要确保视频监控终端的正常运行，不过很多因素对视频监控终端停运时间有很大的影响，在影响停运时间的因素中有人员培训不足、设备投运时间长、电源适配器位置不清、无法实现电源适配器的远程监测、未制定定期巡检制度、无电压监测装置等，这些因素都会影响视频监控终端停运时间。

在调查和研究过程发现最直接影响视频监控终端停运时间的因素是无电源适配器电压监测装置，因为视频监控系统中电源适配器具备信息采集条件，但都未加装电压检测装置。因此我们自行开发研制视频监控终端电源适配器故障在线监测装置。

四、电源适配器故障在线监测装置设计

4.1设计阶段

步骤一：工作原理

绘制电源适配器故障在线监测装置工作流程图：

电源适配器故障在线监测装置可以利用继电器的工作原理来传送适配器故障信号并且把信号发送到远端运维人员电脑上。

步骤二：电路设计

根据在线监测装置工作流程图，绘制电源适配器故障在线监测装置工作原理图，如图2所示。为了实时监测电源适配器的工作状态，选择将小型功率继电器的控制回路并联在电源适配器的低压侧，工作回路与DVR报警端口串联。通过电源适配器工作状态的改变，并联在其两端的继电器会发出高低不同的电平，通过DVR的报警输入端将信号传入智能监控平台，通过平台的处理，将信息传送至远端运维人员的操作界面。

4.2实施阶段

步骤一：继电器选型

统计视频监控终端使用的摄像机类型，及其电源适配器的参数，如表1所示。

查找DVR设备操作手册，DVR报警输入端口说明：

（1）报警输入类型不限，可以是常开型也可以是常闭型。

（2）报警探测器的地端（ GND ）与 com 端并联（报警探测器应由外部电源供电）。

（3）报警探测器的接地端与硬盘录像机接地端并接。

（4）报警探测器的 NC 端接到 DVR 报警输入端（ALARM ）。

（5）当用外部电源对报警设备供电时需与硬盘录像机共地。

根据继电器工作原理将DVR报警类型设置为常开，即电源适配器正常工作时，报警回路保持开路，当视频监控终端电源适配器故障时，回路闭合，DVR启动报警。

步骤二：搭建电路进行实验验证

对电源适配器故障在线监测装置进行了现场实验。当摄像机适配器正常工作时，报警回路保持开路状态，DVR报警不启动，如图4所示。

摄像机适配器故障时，工作回路断开，继电器动作，报警回路接通，向DVR报警接入端口输入低电平信号，DVR报警启动，DVR报警启动同时，远端运维人员桌面终端会弹出报警对话框并报警，提示电源适配器故障发生时间、DVR所在位置、报警类型和报警端口号，如图所示。

电源适配器故障在线监测装置在电源适配器发生故障时，能够通过DVR和通信网将故障信号迅速传送至远端运维界面并报警，实现了视频监控终端电源适配器故障快速定位。由现场长期运行的结果来看， 基于视频监控终端电源适配器在线监测装置的研制符合设计要求。

五、分析及结论

本文阐述了视频监控终端电源适配器故障监测装置的研究与应用，研究意义及目的以及当前主要的一些影响视频监控停运时间因素。重点介绍电源适配器故障在线监测装置研究、电源适配器的原理及其电源适配器故障在线监测装置实验结果。在科技迅猛发展的今天，我们有理由相信视频监控会成为很多学者研究的热点而且会逐渐趋于完善。目前，我们对于视频监控终端研究过程中已经得到了很多的经验，在这方面也有了很多成就。虽然我们能很成功的利用继电器的工作原理得到视频监控终端电源设配器在线装置。但是，针对视频监控技术研究仍处于一个较新的阶段，也许在很多方面存在缺点。针对这些缺点我们要深入研究和分析。只有这样我们才可以得到稳定性和可靠性好的视频监控系统。日后，我们需要更好的深入研究视频监控装置的实时性、稳定性等方面，争取得到最系统的，最快，最好的方法，不停地完善我们所研制的在线监测装置的缺点。研究系统性的、识别精度率高、识别能力强的在线监测装置。

参 考 文 献

[1] 王斌，楼颖稚，张肖宁. 视频监控的发展及在电力系统中的应用. 电力系统通信. 2004.

[2] 孙凤杰，张根保，傅国，李剑侠，崔维新. 基于视频图像识别技术的电源及通信设备监控系统. 电力系统通信. 2004.