第一篇：在線監(jiān)測應用于設備管理提高故障診斷水平

在線監(jiān)測應用于設備管理提高故障診斷水平

在線監(jiān)測應用于設備管理提高故障診斷水平

提要：介紹在線監(jiān)測系統(tǒng)的構成、主要功能及其在電廠設備管理中的應用情況和取得的成效，提出在線監(jiān)測應用于設備管理對提高故障診斷水平、促進維修制度改革具有一定的現(xiàn)實意義。

在線監(jiān)測系統(tǒng)在設備管理中的應用

徐興科孔令先趙以萬田保忠任華玉

勝利石油管理局勝利發(fā)電廠技監(jiān)中心

摘要：介紹在線監(jiān)測系統(tǒng)的構成、主要功能及其在電廠設備管理中的應用情況和取得的成效，提出在線監(jiān)測應用于設備管理對提高故障診斷水平、促進維修制度改革具有一定的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：設備管理 在線監(jiān)測 旋轉機械

一、前言

旋轉機械是在工業(yè)中應用最廣泛的機械，也是電廠設備的重要組成部分，一旦故障停機，不但影響電廠的安全生產(chǎn)，而且會造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。旋轉機械在運行中與其狀態(tài)有關的特征有振動、溫度、噪聲、潤滑油中的磨粒和形態(tài)、轉矩等，每個量都從不同的角度反映運行的狀態(tài)。但由于現(xiàn)場條件和測試手段的限制，有些特征的提取和分析不易實現(xiàn)，有些特征反映的情況不敏感。而旋轉機械的振動信號中含有設備運行工況的豐富信息，這些信息在振動的相位和譜圖中有所體現(xiàn)，從而可以推斷出振動的原因和故障類型。

對旋轉機械進行在線監(jiān)測，及時取得振動信息進行處理和綜合分析，根據(jù)其數(shù)值及變化趨勢，可對設備可靠性隨時作出判斷，發(fā)現(xiàn)故障隱患，提供預警，還可預測設備剩余壽命。在線監(jiān)測診斷的特點是可以對運行中的設備進行連續(xù)或隨時的判斷，使預防性維修向預知性維修即狀態(tài)維修過渡。

二、系統(tǒng)選擇

典型的狀態(tài)監(jiān)測方式包括：離線定期監(jiān)測方式、在線監(jiān)測離線分析的監(jiān)測方式、自動在線監(jiān)測方式。

國內的振動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要有：哈爾濱工業(yè)大學等單位聯(lián)合研制的3MD-I、3MD-II、3MD-Ⅲ系統(tǒng)；西安交通大學機械監(jiān)測與診斷研究室的RMMDS系統(tǒng)；西安交通大學潤滑理論及軸承研究室的RB20-1系統(tǒng)；鄭州工學院的RMMDS系統(tǒng)；重慶太笛公司的CDMS系統(tǒng)；浙江大學的CMD-Ⅰ型及Ⅱ型系統(tǒng)；西北工業(yè)大學的MD3905系統(tǒng)；北京機械工業(yè)學院的BJD-ZⅠ、BJ D-ZⅡ , BJD-ZⅢ系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的主要功能有軸振動監(jiān)測，包括軸心軌跡分析、軸向串動、軸振動位移峰一峰值計算；殼體振動監(jiān)測；頻譜分析，包括頻率細化、階比潛分析、階跟蹤譜、三維功率譜分析；自動預、報警；故障特征提取及診斷。

國外的振動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要有丹麥B&K公司的2520型振動監(jiān)測系統(tǒng)、美國BENTLY公司的3300系列振動監(jiān)測系統(tǒng)、美國亞特蘭大公司的M6000系統(tǒng)、美國IRD公司的IQ2000系統(tǒng)、美國恩泰克（Entek）公司的預測維修系統(tǒng)（Preventive Maintenance System）等其中，美國恩泰克公司的預測維修系統(tǒng)最具有代表性，其主要功能有：幅值趨勢圖顯示；時域波形顯示，頻譜顯示；兩頻譜幅值比顯示，兩頻譜幅值差顯示；三維譜圖顯示；用旋轉機械故障診斷專家系統(tǒng)進行離線故障診斷；支持鐵譜分析；支持局域網(wǎng)。該預測系統(tǒng)能對頻譜進

行自動比較，能識別由于旋轉機械轉速變化所引起的頻率漂移，并提供報警信號。勝利石油管理局勝利發(fā)電廠綜合考慮供貨渠道、價格、業(yè)績、技術服務等因素，選擇了美國恩泰克公司集振動監(jiān)測與預測維修于一體的在線監(jiān)測系統(tǒng)其中振動傳感器為9200型加速度計，共購置40只，分別安裝在2＃機組的2臺送風機、2臺吸風機、2臺排粉機、2臺給水泵、2臺凝結水泵的主要支承軸承處，共計40個測點。

三、系統(tǒng)構成1．硬件系統(tǒng)

(1)加速度傳感器

加速度傳感器是把被測設備的機械振動量（加速度）準確無誤地接受下來，并將此機械量轉換成電信號（電壓）輸出，實現(xiàn)機械能到電能的轉換。

(2)Enwatch數(shù)據(jù)采集模塊

Enwatch數(shù)據(jù)采集模塊是16通道網(wǎng)絡化在線采集模塊，每個采集模塊均配有標準的RJ-45以太網(wǎng)接口，它是分布在設備現(xiàn)場的采集模塊，其采集信息可通過以太網(wǎng)絡傳輸?shù)綂W德賽系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，可直接安裝在被監(jiān)測設備附近，用于人員無法接近或危險區(qū)域的設備監(jiān)測。

(3）端子排

端子排箱安裝在現(xiàn)場

(4)信號線

①傳感器到端子排的信號線：9200傳感器輸出端接有附帶的4m長傳感器電纜，各個傳感器電纜聯(lián)入端子排并由端子排輸出多芯總屏電纜。若4m長傳感器電纜長度不夠，可采用雙芯屏蔽電纜加以延長。

②端子排到Enwatch的信號線：由端子排輸出的多芯總屏電纜直接接入Enwatch數(shù)據(jù)采集模塊的相應通道，為了防信號衰減，該段電纜長度不足

300m，電纜走線時，盡量避免與強電電路平行，否則需距其1m以上或另加金屬套管加強屏蔽。

2．軟件系統(tǒng)

EMONITOR Odyssey軟件是在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心，是一個全功能的窗門版預測維修軟件，不僅能系統(tǒng)地管理預測維修和性能監(jiān)測活動的數(shù)據(jù)，而且還提供一套完整的方法，將這些數(shù)據(jù)轉換為設備的狀態(tài)信息具體功能如下。

(1)系統(tǒng)管理

Odyssey軟件的管理功能包括兩個方面：文件管理和用戶管理。文件管理是由備份檢測數(shù)據(jù)和程序文件組成。隨著時間的推移，數(shù)據(jù)庫存儲的設備信息會越來越龐大，這不僅影響軟件運行的速度，而且在計算機出現(xiàn)故障時會丟失信息，使監(jiān)測人員的工作付之東流，最基本、最有效的辦法就是定期將數(shù)據(jù)和程序設置文件備份到另一臺計算機或移動硬盤上，這正是Odyssey軟件文件管理職責所在。除計算機出現(xiàn)故障而丟失信息外，操作人員在使用過程中的不當操作、非操作人員的非法操作也會造成數(shù)據(jù)丟失，Odyssey軟件的用戶管理職能解決了這個問題，Odyssey軟件可以設定安全等級，將操作人員分為三種權限：一般操作人員可以建序列、將序列裝入數(shù)采器、回放數(shù)據(jù)、修改數(shù)采器設置、修改自己的口令、打印報表和顯示檢測數(shù)據(jù)的圖形；高級操作人員除了具有一般操作人員的權限外，還可以修改數(shù)據(jù)庫、替換和刪除操作、修改存儲和刪除視圖、刪除序列、建立和刪除報表描述、生成報警統(tǒng)計；管理員除了具有高級操作人員的權限

外還可以增加刪除和修改用戶名和口令、設定進入軟件必須登陸、設定不須登錄用戶的默認權限。

(2)數(shù)據(jù)的圖形分析

在線監(jiān)測系統(tǒng)除了對設備的檢測（報警）之外，再就是分析診斷以確定故障的原因所在。借助于圖形進行分析是一個主要方面。Odyssey軟件提供的圖形有：

①幅值趨勢圖(Trend)，觀測設備振動的歷史變化趨勢。

②頻譜圖（Spectrum)，觀測設備某測點振動的頻率成分。

③時域波形（Time waveform)，觀測設備某測點振動的時域波形。④譜陣圖（Waterfall)，觀測設備某測點振動頻譜的變化趨勢。

⑤頻段趨勢圖（Frequency Band)，觀測設備某測點振動各頻段成分的變化趨勢。

⑥自動顯示圖（Auto View)，觀測設備某測點所有測量定義的相關圖形，了解該測點的全面信息。

⑦振動分析圖（Vib Analysis)，綜合觀測設備某測點的幅值趨勢、相關頻譜、譜陣圖。

⑧HVA圖，同時顯示設備某測點水平（H)、垂直（V)、軸向(A)三個方向的頻譜圖。

⑨頻譜差值圖（Baseline diffe)，顯示當前時間頻譜和Baseline頻譜相間的結果。

為了方便分析診斷，這些圖形可以單獨顯示，也可以根據(jù)需要進行組合，顯示在同一個窗口。

圖形操作具有改變圖形坐標軸、顏色、光標形式及顯示、字形、圖中的數(shù)字格式、圖形點和線的類型，顯示設備狀態(tài)注釋及注釋碼、顯示和隱藏頻段幅值、在圖中輸入及編輯注視、拷貝圖形和打印圖形等功能。

(3)報表操作

報告報表是狀態(tài)監(jiān)測人員與設備科和檢修人員的非常重要的溝通工具，Odyssey軟件提供了42種標準報表格式，這些報表均可以打印、顯示和拷貝，可以作為文件進行傳送，報表中可以包含數(shù)據(jù)表、圖形，或兩者的組合，任何一個報表都可以制成ASCII文本文件，并可以送到如WORD、EXCEL等其他應用軟件中。如果這42種格式都不能滿足報表的要求，監(jiān)測人員可以根據(jù)領導的要求和自己的需要，在Odyssey環(huán)境下建立自定義報表，而且可以作為標準的報告格式存儲起來，以備調用。

(4)報警設置

報警方式和報警值的設定在預測維修工作中是非常重要的，一個有效的預測維修系統(tǒng)要處理成百上千個測點的測試數(shù)據(jù)，怎樣從大量的數(shù)據(jù)提取出值得分析的反映設備狀態(tài)變化的數(shù)據(jù)，怎樣區(qū)分出有問題的設備和沒問題的設備，什么樣的設備還可以堅持運行，什么樣的設備必須停機，這都依賴于軟件的報警功能。Odyssey軟件不但可以設置幅值、頻譜、頻段和時域波形報警，而且可以建立統(tǒng)計報警，統(tǒng)計值包括當前序列中所有測量定義及設備分類中的最小值、最大值、平均值和標準方差，這將有助于設備管理人員建立和探索設備檢修的企業(yè)標準，在安全運行的條件下，使設備發(fā)揮最大的效能。

(5)輔助診斷

0dyssey軟件具有輔助診斷功能，即在頻譜圖中或報告中自動識別特定故障

類型產(chǎn)生的頻率。使用輔助診斷功能，診斷人員可以在采集得到的振動頻譜中標注故障特征頻率，迅速簡便地識別故障類型。例如滾動軸承、電機等的故障。

四、系統(tǒng)使用效果

1．準確判斷設備故障

在沒有安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)時，從頻譜上一旦發(fā)現(xiàn)軸承的故障頻率，就對其進行跟蹤監(jiān)測，如果故障頻率的幅值增大，就認為軸承故障在惡化。安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)后，由于振動信號的連續(xù)性，認識到過去的這一觀點是錯誤的，在頻譜圖上發(fā)現(xiàn)軸承故障頻率，只能說明軸承產(chǎn)生了早期故障，隨著時間的推移，軸承故障頻率的幅值有時增大、有時減小，經(jīng)過一段時間的運行，軸承故障頻率甚至在頻譜圖中消失。

振動的測試參數(shù)有位移、速度、加速度，因此判斷振動故障的標準有三個，即振動位移標準、振動速度標準和振動加速度標準，人們一般習慣使用位移標準。使用在線監(jiān)測系統(tǒng)后，發(fā)現(xiàn)在很多情況下使用速度和加速度標準更好一些。位移標準一般用于判定軸系問題，比如不平衡、不對中等故障；速度標準用于判定機器的整體狀態(tài)；加速度標準用于判定軸承、齒輪的故障。

2004年1月9日，2＃機組乙送風機電機驅動端軸承位移、速度的振動趨勢平穩(wěn)，但振動尖峰能量值陡然增大。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)該軸承缺油，造成潤滑不良，加油后，振動尖峰能量值下降，趨勢平緩。如果此時僅以振動位移或速度為依據(jù)，則不能發(fā)現(xiàn)軸承潤滑不良的故障。

2．避免突發(fā)故障

3＃機組2A送風機驅動端軸承保持架突然斷裂，由于該設備未安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，實行離線監(jiān)測，監(jiān)測周期為7天，比較監(jiān)測數(shù)據(jù)，無論觀察各參數(shù)的振動趨勢圖，還是觀察各參數(shù)的頻譜圖，都沒有發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，其原因就是該故障從產(chǎn)生、發(fā)展到損壞的整個過程極其短暫。如果該設備安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，由于振動監(jiān)測的連續(xù)性（1小時測1次或1天測1次），這種發(fā)展迅速的故障就無法逃脫監(jiān)視，在其萌芽狀態(tài)被消除，使設備按計劃進行修理，保證生產(chǎn)有序進行。

3．及時發(fā)現(xiàn)和處理常見故障

在線監(jiān)測使用一年來，據(jù)不完全統(tǒng)計共發(fā)現(xiàn)常見故障13次。其中風機葉輪由于質量分布不均造成的不平衡振動8次，均在設備備用和計劃停機期間實施了現(xiàn)場動平衡，將振動控制在標準范圍內；基礎或地腳螺栓松動故障3次，聯(lián)軸器不對中故障2次，均在適當?shù)臅r機進行了處理。

4．延長軸承的使用壽命

滾動軸承是旋轉機械的重要支承部件，且價格昂貴，診斷人員利用在線監(jiān)測的連續(xù)性，使已存在故障隱患的軸承安全運行至其極限，發(fā)揮滾動軸承的最大效能，對降低維修費用、節(jié)約成本具有重要的現(xiàn)實意義。

2004年2月初發(fā)現(xiàn)了軸承的異常頻率，頻率的幅值時大時小，進入10月份軸承故障明顯惡化，但診斷人員充分發(fā)揮在線監(jiān)測系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢，跟蹤軸承故障的發(fā)展變化，認為可以堅持運行，直至11月23日診斷人員才下達設備異常通知單，建議檢查。經(jīng)檢修人員解體檢查，發(fā)現(xiàn)軸承外圈滾道約有

60mm×170mm的剝落坑、多個滾子有麻點、軸承游隙嚴重超標，與故障診斷完全吻合。自發(fā)現(xiàn)軸承故障至停機檢修，軸承的使用壽命延長了7032h，避免了直接經(jīng)濟損失2.3萬元。

參考文獻韓捷，張瑞林．旋轉機械故障機理及診斷技術．北京：機械工業(yè)出版社2 [美]J.S米切爾．機器故障的分析與監(jiān)測．北京：機械工業(yè)出版社

第二篇：電力設備在線監(jiān)測與故障診斷

電力設備預防性維修的特點：根據(jù)檢修的技術條件、目標的不同分為7個分支。對電力企業(yè)影響較大的主要有以時間為依據(jù)，預先設定檢修內容與周期的定期檢修（TBM,TimeBasedMaintenance）,或稱計劃檢修（SM,ScheduleMaintenance

單純按規(guī)定的時間間隔對設備進行相當程度解體的維修方法，不可避免地會產(chǎn)生“過剩維修”，不但造成設備有效利用時間的損失和人力、物力、財力的浪費，存在“小病大治，無病也治”的盲目現(xiàn)象，甚至會引發(fā)維修故障。缺乏針對性，具有盲目性。

狀態(tài)維修的特點：以設備健康狀況為基礎的狀態(tài)維修應運而生，被引入電力行業(yè)，狀態(tài)維修是當前技術最先進的維修制度，它為設備安全、穩(wěn)定、長周期、全性能、優(yōu)質運行提供了可靠的技術和管理保障。真正做到適時而修，最大限度地提高發(fā)電設備的利用率，降低維修人、財、物的浪費和檢修磨損，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

發(fā)展趨勢：但依當前的整體技術和經(jīng)濟條件，要想把全部設備改為狀態(tài)維修，對國內大部分的電力企業(yè)來說，還有很多困難。因此在大部分電力企業(yè)目前仍沿用預防性維修為主體，輔以事后維修、狀態(tài)維修的檢修模式。

2電容型設備絕緣特性參數(shù)：介質損耗角正切值

3對電力設備進行局部放電監(jiān)測，采用高頻和特高頻監(jiān)測頻段

5、在線監(jiān)測電力變壓器油中溶解氣體組分的方法：

氣相色譜法的優(yōu)點是能夠對油中溶解的各種氣體含量進行定量分析。它的缺點是環(huán)節(jié)多，操作復雜，技術要求高，試驗周期長等。因此這種方法通常用于主要設備的定期檢查(例如半年一次)，由熟練的專業(yè)人員在試驗室里操作。而在兩次定期分析的間隔期內，變壓器內部狀況的變化就不能被檢測到。

采用膜滲透法在線監(jiān)測油中氣體采用紅外線光譜分析技術的油中氣體在線監(jiān)測

第三篇：避雷器在線監(jiān)測與故障診斷技術綜述

避雷器的在線監(jiān)測與故障診斷技術

前言：電力系統(tǒng)設備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷是近

10年來發(fā)展較快的新技術，具有良好的發(fā)展和應用前景。但是，目前狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的應用還不普遍，還存在種種問題，包括一些認識上的誤區(qū)。在實際應用中，有故障預報、故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測等幾個在內容上相近但存在差別的概念。一般來說，他們在內容上沒有嚴格的界限，采用的方法很多都是一樣的，都要進行在線檢測盒數(shù)據(jù)分析，而且最終目標也是一致的，即防范于未然。本文主要講述避雷器的在線監(jiān)測和故障診斷技術。根據(jù)國家電網(wǎng)公司的規(guī)劃，我國交、直流特高壓輸電工程的建設步伐將逐步加快。隨著電壓等級和桿塔高度的提高以及電網(wǎng)規(guī)模進一步擴大，電網(wǎng)結構更加復雜，加之近年來我國氣候環(huán)境變化異常、雷電活動日益頻繁，防電問題必將更加突出。

1、避雷器在線監(jiān)測與故障診斷原理

金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測和故障診斷的方法主要有全電流法，阻性電流分量法，功率損耗和元件溫度，在參考文獻中主要用到全電流法，監(jiān)測避雷器的泄露電流，在一定程度上判斷阻性電流的變化。這種方法簡單方便，但在正常情況下，總泄露電流的阻性分量只占容性分量的10%左右，這使得監(jiān)測到的總泄露電流的有效值或平均值主要取決于容性電流分量。

泄露電流是評估10kV配電網(wǎng)MOA運行狀態(tài)的有效特征量，可通過監(jiān)測正在運行的MOA泄露電流有沒有發(fā)生畸變來評估MOA的運行狀態(tài)。當10kV配電網(wǎng)的MOA正常運行時，其全泄露電流較小，只有微安級，且為工頻正弦波；老化后的MOA的泄露電流幅值增大，且波形發(fā)生嚴重畸變，不再是標準的工頻正弦波。10kV配電網(wǎng)中氧化鋅的泄露電流及其微弱，很容易被噪聲淹沒，單純從沒有處理過的原始波形上無法區(qū)別正常避雷器和老化避雷器。消噪后的泄露電流可以為氧化鋅避雷器運行狀態(tài)的在線評估提供幅值和波形兩個有效數(shù)據(jù)。

2、在線監(jiān)測與故障診斷基本方法

通過改進閾值的小波消噪算法對10kV配電網(wǎng)避雷器的泄露電流信號進行消噪處理，并驗證了本文所提出的算法在消噪效果上的優(yōu)勢，為配電網(wǎng)避雷器在線監(jiān)測的工程實際應用提供了指導。改進閾值的平移不變量小波消噪算法原理，閾值的選取是利用小波閾值去噪的關鍵步驟，通常采用硬閾值法和軟閾值法。近年來，有人提出采用軟硬閾值法相結合的思路，本文中姑且稱為軟硬折中閾值法，其計算式見文獻。另外，在一些特殊的情況下，10kV配電網(wǎng)氧化鋅避雷器的泄露電流信號的不連續(xù)鄰域中，采用閾值方法時其信號會再某一目標水平內上下浮動，這種現(xiàn)象稱為偽吉布斯現(xiàn)象。此外，由于傳統(tǒng)的閾值法缺乏平移不變性，因此極易在去噪后產(chǎn)生振鈴效應。利用平移不變量小波去噪的方法能夠很好的抑制偽吉布斯現(xiàn)象，其具體算法為：先把包含噪聲的待處理信號循環(huán)平移n次，采用閾值法進行去噪處理，再對去噪結果取平均值，即“平移-去噪-平均”。改進后的閾值函數(shù)，采用硬閾值法得到的小波系數(shù)會出現(xiàn)不連續(xù)點，產(chǎn)生偽吉布斯現(xiàn)象，重構后的信號震蕩較大，采用軟閾值法得到的函數(shù)連續(xù)性好，但小波系數(shù)始終存在一定的偏差，導致重構信號的誤差較大，軟硬折中閾值法雖然可以結合二者的優(yōu)點，但其閾值函數(shù)仍存在不連續(xù)點。閾值的選擇既不能過大，也不能過小。若閾值過大，則會過濾掉原來不該被消除的有用信號，使信號嚴重失真；若閾值過小，則不能達到消噪的根本目的。在小波變換中，原始信號與污染噪聲的傳播特性有本質區(qū)別，每層小波系數(shù)所對應的閾值與污染噪聲的小波系數(shù)傳播特性應該是一致的。

由于我國6-10kV系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)，地電位升無法通過變壓器中性點耦合到母線上，電網(wǎng)GPR過高可能會反擊到低壓避雷器上。而避雷器額定電壓選取的原則是參考系統(tǒng)的最大工頻過電壓，通常不會考慮到地電位升高的問題。這樣，當?shù)鼐W(wǎng)GPR過高導致反擊到避雷器兩端的電壓超過其工頻耐受電壓時，就可能導致其被擊穿而放電，發(fā)生避雷器爆炸事故。對于位于高電阻率地區(qū)的發(fā)變電站，如果放寬對接地電阻的要求時，需要按照站內低壓避雷器所能承受的反擊過電壓來決定。但目前國內外尚未有文獻對低壓避雷器所能承受的最大地網(wǎng)反擊過電壓做系統(tǒng)的研究工作，通常只是根據(jù)避雷器的工頻耐受特性，簡單的套用解析公式進行估算。

3、案例分析

以發(fā)、變電站10kV系統(tǒng)額定電壓為17kV的電站型避雷器為例，其1s工頻耐受電壓約為額定電壓的1.25倍，即21.25kV，由于10kV系統(tǒng)的相電壓為5.8kV，則通過公式可以計算出其最大允許的穩(wěn)態(tài)地電位升為8.58kV。然而，一般入地短路電流直流分量衰減的時間常數(shù)為0.05s左右，在4個周期即0.2s以后就基本衰減為0，如果避雷器1s的工頻耐壓仍然采用暫態(tài)的最大值來校驗顯然是不合適的。而且從繼電保護的角度來看即使考慮后備保護，故障也一般可以在0.5s以內切除，耐受時間取為1s也稍偏嚴格。另外在避雷器被擊穿后，地網(wǎng)通過擊穿的避雷器向線路對地電容充電，導致母線電壓迅速上升，作用在避雷器兩端的電壓將急劇下降。

以氧化鋅避雷器為研究對象，對地網(wǎng)電位升高時吸收能量進行系統(tǒng)的研究，并通過與避雷器的允許通流容量進行對比，從而得到避雷器對地電位升的反擊耐受能力。通過建立仿真模型，對仿真結果進行分析，可以得出從短路時刻直至5s故障切除過程中通過A相避雷器的電流在初始階段由于地網(wǎng)GPR的直流分量較大，避雷器中的放電電流也相對較大，最大值為61.94A，持續(xù)時間大約為4ms。隨著直流分量的衰減，其后放電電流減小至<1A。在整個故障過程中B相和C相避雷器中的放電電流均只有mA數(shù)量級，遠小于A相避雷器的放電電流，這主要是因為短路時刻地網(wǎng)GPR與A相母線電壓相位相反，作用在A相避雷器上的電壓遠大于B相和C相避雷器上的電壓。即使在進入了穩(wěn)態(tài)階段，避雷器中的放電電流和兩端電壓的正負半周方向產(chǎn)生了一定程度的偏移。從仿真圖中可以看出，隨著地網(wǎng)GPR的升高，避雷器產(chǎn)生的吸收能量先緩慢增加。當?shù)鼐W(wǎng)GPR上升到一定的區(qū)域后，吸收能量將急劇增加，這是因為此時雖然線路電容充電減小了穩(wěn)態(tài)時避雷器兩端的電壓，但其值仍然大于避雷器的放電電壓。也就是說，此時避雷器不僅在初始階段會產(chǎn)生放電脈沖，而且在地網(wǎng)的GPR直流分量衰減后的穩(wěn)態(tài)過程中仍然有強大的放電電流，從而導致整個故障期間積累的吸收能量急劇增加。

總結：國內外超特高壓輸電線路的進行統(tǒng)計表明，雷擊事故在線路故障中占有很大的比例，也是特高壓輸電線路跳閘事故的主要原因。日本50%以上的超高壓電力系統(tǒng)事故是由雷擊引起的，統(tǒng)計到的54次特高壓線路跳閘中，雷擊引起的跳閘共53次；美國、俄羅斯等12個國家的275-500kV輸電線路連續(xù)3a的運行資料表明，雷害事故占總事故的60%。國家電網(wǎng)公司的統(tǒng)計表明，由于雷擊造成的線路跳閘數(shù)占總線路跳閘數(shù)的40.5%。可見避雷器發(fā)生故障的幾率很大。金屬氧化物避雷器的電阻閥片的主要成分為氧化鋅，該物質有著非常優(yōu)越的非線性特性，并具有響應快、通流容量大、性能穩(wěn)定等特點，因此在發(fā)輸配電網(wǎng)中得到了廣泛應用。10kV配電網(wǎng)中的避雷器被擊穿時會造成一點接地故障，當出現(xiàn)2個不同相的避雷器同時發(fā)生接地故障時，會引起開關保護發(fā)生動作進而造成大面積停電。特殊情況下，受損的避雷器發(fā)生爆炸，極易導致周圍其他設備發(fā)生損壞。國內對避雷器的故障檢測通常是每2a拆下避雷器進行預防性試驗。但由于配電網(wǎng)避雷器數(shù)量太多，每次檢測都要消耗大量的人力、財力并斷電，且配電網(wǎng)避雷器常常采用復合絕緣材料外套，很難從外觀上發(fā)現(xiàn)避雷器短路接地，因此傳統(tǒng)的避雷器檢測技術很難在第一時間檢測到故障點所在位置，不利于配電網(wǎng)的安全運行。隨著在線監(jiān)測技術的迅猛發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)通過監(jiān)測一些參數(shù)可以知道避雷器的運行狀況，而通過泄露電流來反應避雷器運行情況的方法經(jīng)過無數(shù)次的實踐后被認為

是一個簡便而又可靠的方法。準確獲得完整清晰的泄露電流波形對判斷避雷器運行狀態(tài)起著決定性作用。因此避雷器的在線監(jiān)測和故障診斷技術在當今智能變電站的重要的組成部分，同時也是智能電網(wǎng)建設的決定性因素。

參考文獻：

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High-Voltage Surge Arresters, IEEE TRANSCATIONS ON POWER DELIVERY, VOL.23, NO.1, JANUARY 2013.

第四篇：列車在線故障診斷復習

列車在線故障診斷

一、轉向架故障：轉向架是車輛最重要的部件之一，它的技術狀態(tài)好壞，直接影響列車的運行安全。轉向架發(fā)生故障的主要部位是構架、車軸、車輪和齒輪箱懸掛裝置。

1、構架上的裂紋大部分出現(xiàn)在焊接縫處，由于焊接中激熱會造成局部應力集中，因此制造時必須采取各種措施來消除應力；構架裂紋出現(xiàn)幾率較大的另一個地方就是在彎角處，因為在長期的交變載荷作用下容易形成疲勞裂紋。除此之外，構架在設計時，由于設計者對某些動態(tài)載荷部位估計不足，選擇參數(shù)太低，也會導致強度不夠產(chǎn)生疲勞裂紋。

上述裂紋有時肉眼能發(fā)現(xiàn)，有時必須用著色探傷辦法才能確定。

2、車軸

車軸的典型故障是疲勞裂紋。車軸裂紋分為縱向裂紋與橫向裂紋兩種，若裂紋與中心線夾角大于45 度時，稱為橫裂紋，對車軸強度影響最大。

車軸裂紋必須通過退輪后對車軸的電磁探傷才能發(fā)現(xiàn)，其中濕式磁粉或熒光粉探傷最有效。如果不退輪，則可使用超聲波探傷儀進行探傷，但工藝復雜，準確率也不高。

3、車輪故障集中在踏面和輪緣上，較典型的有：踏面裂紋、踏面剝離、踏面擦傷、踏面和輪緣非正常磨損等。

（1）踏面裂紋——踏面裂紋分為熱裂紋（制動型裂紋）和疲勞裂紋兩種。熱裂紋是因為踏面的最表層由于制動、滑行或空轉的摩擦熱使之急速加熱，接著又急速冷卻產(chǎn)生的裂紋。而疲勞裂紋則是由于車輪轉動時，踏面上有很高的接觸壓力，就在踏面內部受剪切應力振幅（變化的）作用最大的位置上（稍深入踏面內部）產(chǎn)生的裂紋。疲勞裂紋開始很細微，由于在運行中受到各種負荷條件的影響，發(fā)展成為內部呈月牙狀或剝離狀的疲勞裂紋。

（2）踏面剝離——踏面的剝離是表面金屬成片狀剝落，形成小凹坑。根據(jù)踏面剝離原因，可分為疲勞型剝離和熱剝離。疲勞剝離是疲勞裂紋隨著車輪的轉動而向踏面內部擴展的結果。而熱剝離則是熱裂紋引起的，因此熱剝離也稱制動型剝離。（3）踏面擦傷——踏面擦傷是最常見的車輪故障，是由于車輪在鋼軌上滑行，而把圓周形踏面磨成一塊或數(shù)塊平面的現(xiàn)象。它多數(shù)是由于制動力過大或緩解不良等原因造成的。踏面發(fā)生了擦傷的車輪由于不能圓滑地旋轉，所以還會進一步引起滑行。擦傷和剝離都會使踏面局部凹陷，于是車輪在運行中會出現(xiàn)周期性的上下跳動，特別在低速時振動和沖擊就更大，其結果不但加速了線路的破壞，而且使列車運行平穩(wěn)性差，車輛零件也容易損壞，并且容易發(fā)生熱軸事故。（4）踏面溝狀磨損——車輪踏面除了正常磨耗外，還會出現(xiàn)一些非正常的磨耗，如溝狀磨耗等。溝狀磨耗主要是由于在制動頻繁的區(qū)段使用合成閘瓦引起的。合成閘瓦在制動時，會使車輪踏面呈現(xiàn)局部過熱，這是由于合成摩擦材料線膨脹系數(shù)較大，產(chǎn)生局部摩擦熱膨脹引起的。這種踏面橫向溫度分布的不均勻，會導致踏面產(chǎn)生溝狀磨耗。

（5）輪緣的非正常磨耗——在正常的工作條件下，輪緣的磨損并不嚴重，但如果踏面磨

損嚴重或轉向架組裝不正，使輪對與鋼軌的相對位置不正常，則輪對容易偏于線路一側，使輪緣產(chǎn)生偏磨。輪緣的非正常磨耗主要有三種：輪緣厚度快速減小、輪緣頂部形成鋒芒、輪緣垂直磨損。對于輪緣的非正常磨損，應找出其原因，及 時采取措施：如檢查和修理輪對、構架等。另外在線路的曲線段，對輪緣與外軌內側經(jīng)常進行涂油潤滑，是減少非正常磨損的有效方法

齒輪箱懸掛裝置

齒輪箱懸掛裝置是用于齒輪箱非抱軸一端（活動端）的懸掛固定裝置。為了使懸掛高度

位置有一定的調整量，懸掛裝置一般都采用可調節(jié)雙頭螺紋鎖緊裝置，這種裝置的最大缺點是在運行中受振動后螺紋與螺紋間會產(chǎn)生微動磨損。如果螺紋沒鎖緊，螺紋與螺紋間間隙較大，螺紋的磨損速度很快，最后導致螺紋連接失效。轉向架經(jīng)常發(fā)生的故障還有橡膠聯(lián)軸節(jié)的撕裂、軸承發(fā)熱等。電傳動系統(tǒng)故障

1、變流元件損壞

2、控制線路板故障

3、主接觸器故障

4、直流電機故障

5、其他有觸點電器 制動系統(tǒng)故障

制動系統(tǒng)關系到乘客的生命安全，必須高度重視。司機每天出車前的檢查，制動系統(tǒng)功能是主要內容之一。如果發(fā)現(xiàn)有故障或故障苗子，必須馬上進行檢修，否則不能投入運營。

制動系統(tǒng)在檢查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的故障有：單元制動機扭簧斷裂、防滑閥失效、速度傳感器失效以及空氣干燥塔排污閥失效等。

扭簧有裂紋、折損，都必須立即更換，不然將造成單元制動機不緩解，使列車滑行或出軌引起重大事故。

防滑閥故障的原因是電磁線圈燒損斷路或短路，使電磁閥控制失效。防滑閥的失效會引起車輪被制動閘瓦“抱死”，從而使車輪滑行造成踏面擦傷。速度傳感器的失效原因主要是軸箱內的磁輪被潤滑脂粘堵或減速，使速度值有很大誤差。

另外，連接線的斷線或接觸不良也會導致速度參數(shù)傳輸失敗。空氣干燥塔排污閥是個較復雜的機械控制機構，一旦失效，不是使其處于關閉狀態(tài)就是使其處于常開狀態(tài)。關閉狀態(tài)使空氣干燥塔失去干燥功能；常開狀態(tài)會引起壓縮空氣大量泄漏，造成列車空氣制動總管壓力下降，從而無法繼續(xù)運營。輔助電氣系統(tǒng)故障

輔助電氣系統(tǒng)的主要故障有蓄電池低電位、應急電池失效、空氣開關失效等

引起蓄電池低電位的原因有很多，最主要的原因是充電線路故障。充電電流過大、整流器過熱以及接觸器燒損都會引起充電線路故障。蓄電池組連接板接觸不良和個別蓄電池因污染漏電造成蓄電池低電位，也是主要原因之一。

應急電池是用于輔助逆變器失電后緊急啟動的電源。由于電池的壽命有限，往往會在緊急使用時發(fā)生電力不足而失效。因此必須經(jīng)常檢查應急電池，測量其電壓，保證緊急使用時有效。

空氣開關是有觸點電器，觸點燒熔是失效的主要原因。控制系統(tǒng)故障

控制系統(tǒng)的故障主要集中在電子線路板的接插件、元器件和連線。車門系統(tǒng)故障

客室車門的形式多種多樣，如現(xiàn)在上海地鐵列車的客室車門就有內藏門、塞拉門和外掛

門三種。內藏門的驅動裝置還可以分成氣動和電動式兩種。由于結構不同，故障也不同

氣動式內藏門的故障主要集中在解鎖氣缸和 S 形鎖鉤、驅動氣缸、限位開關、門檻條等部位。塞拉門的主要故障集中在門控單元、繼電器、手動解鎖開關、限位開關上。兩扇門葉之間的護指橡膠條由于產(chǎn)品質量有問題，或者長期使用后老化，護指橡膠條的硬度和剛度會下降，以至經(jīng)常從門上滑落。空調系統(tǒng)故障

空調系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)在不制冷，或者壓縮機持續(xù)工作，原因有壓縮機故障、制冷劑泄

漏、控制閥或控制板故障等。

運行列車的故障處理和維修

第一、快速確定方法

大部分故障會通過司機室的顯示屏或指示燈顯示出來，有的故障顯示能顯示出故障的相關設備或部位，能很方便地找到故障點

2、部件切除方法

進行部件切除處理必須有兩個先決條件。第一，該部件故障影響面是局部的，而不是整列車的。第二，該部件切除后，列車可以繼續(xù)運行，沒有連鎖關系使列車停止運行.3、線路旁路方法

為了使故障列車盡快駛離現(xiàn)場，盡快恢復運營秩序，司機可以嘗試采用對已經(jīng)確定有故障的線路進行旁路處理。

線路旁路方法與部件切除方法一樣，并不是已經(jīng)將故障真正排除，而是暫時繞過或避開故障點，使列車能在缺少保護的條件下盡快駛離故障現(xiàn)場，因此這兩種方法都是有風險的。

4、重新啟動方法

現(xiàn)在城市軌道車輛的控制系統(tǒng)大多采用微機控制，由于信號出錯或其他電磁信號干擾會造成信息顯示紊亂，甚至造成控制系統(tǒng)“死機”現(xiàn)象。運行列車也會因為這種死機停運。在這種情況下，可以采用重新啟動列車或重新啟動控制系統(tǒng)設備的方法，激活故障設備，恢復列車控制功能。

5、臨時處置方法

有時故障部件因為折損、斷裂會掉下來，阻擋列車運行。采取臨時處置方法的目的只是讓故障列車盡快離開，而不需要其他列車進行救援。

6、緊急救援方法

當上述方法都不能使故障列車離開現(xiàn)場，最后只能采取救援方法。列車故障的排查和維修

1、查故障代碼方法

2、逐級排除方法

3、更換部件或線路板方法

4、經(jīng)驗排查方法

第五篇：提高監(jiān)測水平為社會提供優(yōu)質服務

提高監(jiān)測水平為社會提供優(yōu)質服務

4月起我市質監(jiān)系統(tǒng)開展檢測工作整頓活動

為了認真貫徹落實全省質監(jiān)系統(tǒng)檢測工作整頓視頻會議精神，加強對技術機構的管理，規(guī)范檢測行為。雅安質監(jiān)局于今年4月開始，在全市質監(jiān)系統(tǒng)開展檢測工作整頓活動，進一步提高我市檢測工作質量和監(jiān)測管理水平，切實為質監(jiān)工作提供可靠的執(zhí)法基礎和技術保障，為社會提供優(yōu)質的檢測服務。

在培訓中穩(wěn)步提高檢測水平

為切實做好此項工作，雅安質監(jiān)局成立了以局長盛照耀為組長的檢測工作整頓領導小組，制定了詳細的實施方案，將本次整頓工作的目標任務進行層層分解、落實到人、責任到位。同時結合全省質監(jiān)系統(tǒng)檢測工作整頓會議精神，專題研究了我市質監(jiān)系統(tǒng)檢測工作整頓相關內容，并結合雅安質監(jiān)系統(tǒng)檢驗工作的實際，制定了11條措施，深入推動全市的檢測工作整頓。

據(jù)悉，本次檢測工作整頓分為培訓提高、自查自糾、檢查落實和總結鞏固4個階段，整個活動從4月持續(xù)到今年12月底。在活動過程中，將采取學習與整頓相結合、自查與抽 1

查相結合的方式進行，并始終堅持以科學發(fā)展觀為指導，貫徹落實“質量提升”活動整體部署，圍繞增強質檢機構檢測執(zhí)行力，以確保檢測工作準、快、全、安全為目標，切實查找和分析質檢工作存在的突出問題，研究和摸準解決問題的途徑、方法及措施，按照制度健全、能力適應、行為規(guī)范、監(jiān)管到位的要求，提高檢測工作的規(guī)范化、科學化和制度化水平，從而推動和促進質檢工作加快發(fā)展、科學發(fā)展的步伐，為質監(jiān)事業(yè)又好又快發(fā)展提供強有力的技術支撐和服務保障。

據(jù)介紹，在培訓提高階段，我市質監(jiān)系統(tǒng)一方面對全體職工實施政治思想、職業(yè)道德和檢測技術內部培訓，另一方面還選送員工到其他先進的檢測機構學習。同時，聘請有關專家進行《怎樣迎對突發(fā)事件、合理避責、增強風險意識》《相關檢驗事故分析》以及《社會輿論與行政監(jiān)管和第三方公正檢驗之間的關系》等專題講座，在學習培訓結束時，對所有檢驗人員做到100%進行考試。

在實踐中不斷提升檢測能力

為確保檢測工作整頓的各項措施落到實處，從4月下旬開始，雅安質監(jiān)局檢測工作整頓領導小組辦公室成員深入到基層，就切實落實檢測工作整頓各項措施進行了督查。在督

查過程中，督查組一行通過實地查看、現(xiàn)場聽取匯報、召開座談會等形式，全面了解了各項措施的落實情況，并根據(jù)實際情況，對檢測整頓進行了再動員、再安排、再部署，避免了整頓活動走過場、走形式。

據(jù)悉，在整頓實施過程中，我市積極開展“關注民生、計量惠民”專項行動，在雨城區(qū)、名山縣開展衡器專項計量檢定工作，檢定總合格率為99.6%，使消費者和商家做到了公平交易，維護了消費者和商家的合法權益。同時，建立了檢測風險預防與應對預案，建立健全了應對檢測工作風險預測、預警和預防體系，形成統(tǒng)一指揮、反應靈敏、運轉高效的應急機制，有效提高了我市處理突發(fā)檢測事件的能力和水平。

在有效開展相關專項行動和制定預案的基礎上，我市質監(jiān)部門還積極深入企業(yè)開展“質量提升年”活動，與企業(yè)負責人就產(chǎn)品質量的提升、生產(chǎn)過程的控制等技術問題進行了深入探討，使職工對相關產(chǎn)品的生產(chǎn)過程有了更直觀、更全面的了解，進一步提升了廣大職工的檢測能力。

據(jù)了解，通過開展檢測工作整頓，將進一步提高全系統(tǒng)對檢測工作重要性的認識，明確檢測工作管理的重要任務，擺正檢測工作的職能定位，使檢測工作切實為質監(jiān)服務，為維護質量安全服務。同時，著力解決質檢機構當前在制度建設、制度落實、人員管理、儀器設備使用和維護管理以及

檢測工作監(jiān)管中存在的突出問題，提高檢測能力和服務水平，從而達到完善規(guī)章制度，提高人員素質，加強監(jiān)督管理，提升檢測能力，確保檢測工作完整、準確、可靠的目的，并以此推動質檢機構規(guī)劃長期發(fā)展，建立長效機制、質監(jiān)事業(yè)長遠常新發(fā)展的良好條件。記者 康君 實習記者 胡志煜