状态监测技术国内外研究现状调查报告
目 录
1 检修的定义与检修体制的发展历程 ....................................................................... 1 2 状态监测国内外研究现状 ....................................................................................... 2
2.1状态检修业务流程........................................................................................... 2 2.2状态监测技术的分类与发展........................................................................... 3
2.2.1变压器在线监测技术............................................................................. 3 2.2.2电容型设备在线监测技术..................................................................... 5 2.2.3金属氧化物避雷器在线监测技术......................................................... 6 2.2.4断路器和GIS设备在线监测技术 ........................................................ 6 2.2.5交联聚乙烯电缆在线监测技术............................................................. 7 2.2.6输电线路在线监测技术......................................................................... 7 2.2.7带电检测技术......................................................................................... 7 2.3在线监测及带电检测技术在中国的应用现状............................................... 8 3 状态监测技术存在的问题 ....................................................................................... 8 参考文献 ..................................................................................................................... 10 附录 A ......................................................................................................................... 12
状态监测技术国内外研究现状调查报告
1 检修的定义与检修体制的发展历程
正常运行的设备可能会发生故障，要求对设备进行检修，日本工业标准JIS对检修做了如下定义：“所谓检修，是指把产品保持在使用及运用状态以及为排除故障和缺陷所进行的一切处置及活动”。有效的检修应该能够降低设备故障的频率，减小设备故障的影响，延长设备使用寿命，对于电网企业来说，输变电设备的有效检修还可以提高供电可靠性，保证良好的供电质量，减少停电造成的经济损失，提升企业的社会影响与形象。因此，确保经济、合理、有效的设备检修方式对电网企业的发展意义深远。
工业发展从手工作坊到机械化和电气化，各个时期的设备管理与检修方式有很大的变化，一般来说可以概括为四个阶段，各阶段特点见表A-1。第一次产业革命时期对设备实行事后维修，运行人员兼做维修工作。第二次产业革命时期开始实行预防性计划检修，检修从生产中分离出来，形成相对独立的专业工作，产生了检修人员，有了专业性检修队伍。第三次产业革命时期推行考虑经济目标的检修，开始应用设备寿命周期费用概念进行设备管理。第四次产业革命时期正逐渐实施以设备状态监测和故障诊断为基础的状态检修，即基于设备状态的检修。从该表可以清楚地看到，设备检修体制是随着生产力的发展、科学技术的进步而不断演变的。它在很大程度上反映出生产力发展水平和技术管理水平的高低。在检修体制演变的过程中，根据不同的行业特点、不同的设备管理要求，出现了各种追求不同具体目标的检修方式。
事后维修(Corrective Maintenance)是当设备发生故障或其它失效时进行的非计划性维修。在现代管理设备要求下，事后维修仅用于对生产影响极小的非重点设备、有冗余配置的设备或采用其它检修方式不经济的设备。这种检修方式又称为故障维修。
预防性计划检修(Preventive Maintenance)是一种以时间为基础的预防检修方式，也称计划检修。它是根据设备磨损的统计规律或经验，事先确定检修类别、检修周期、设备检修内容、检修备件及材料等的检修方式。定期检修适合于已知设备磨损规律的设备，以及难以随时停机进行检修的流程工业、自动生产线设备。
状态检修(Condition Based Maintenance)是从预防性检修发展而来的更高层次的检修体制，是一种以设备状态为基础、以预测设备状态发展趋势为依据的检修方式。它根据设备的巡检、例行试验、在线监测、诊断性试验等方式提供的信息、经过分析处理，判断设备的健康和性能劣化状况及其发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不允许极限前有计划地安排检修。
根据以上的定义可以看出，状态检修与事故检修均着眼于设备故障发生的时
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间，力图在设备故障现象发现前或发生后及时予以处理，消除故障隐患或故障，保证设备能够正常发挥其设计功能，而定期检修作为事故检修与状态检修的过渡性检修体制，其出现与特定时代的技术背景和设备的复杂程度有关，最终将被状态检修所替代，仅作为一种辅助性检修的选择。与早期的事后检修与定期检修相比，状态检修能够对设备进行适时地、有针对性地维修，不仅能保证设备处于良好的技术状态，而且能够充分利用零部件的寿命，有效地避免“维修不足”和“维修过剩”的情况，目前，状态检修已广泛应用于美国、法国等发达国家电力系统的检修实践中，美国电力研究院的研究结果表明，实施状态检修可提高设备利用率5%以上，节约费用25%~30%。
2 状态监测国内外研究现状
2.1状态检修业务流程
依据国家电网公司出台的设备状态检修管理规定的相关内容，状态检修是企业以安全、环境、效益等为基础，通过设备的状态评价、风险分析、检修决策等手段开展设备检修工作，达到设备运行安全可靠、检修成本合理的一种设备检修策略。根据国家电网公司相关规程，状态检修业务流程如图2-1所示。
设备状态量状态评价风险评估检修决策
图2-1 状态检修业务流程图
设备状态量是指直接或间接表征设备状态的各类信息如数据、声音、图像、现象等，状态量主要由原始资料、运行资料、检修试验资料、其他资料四部分构成，基本涵盖了设备生命周期内的所有历史资料以及与该设备相关的家族缺陷、不良工况等资料。
设备状态的评价应该基于巡检及例行试验、诊断性试验、在线监测、带电检测、家族缺陷、不良工况等状态信息，包括其现象强度、量值大小以及发展趋势，结合与同类设备的比较，对反应设备健康状态的各状态量指标进行分析评价，从而确定设备在评价时刻的状态等级。
风险评估是指在设备状态评价的基础上，评估设备出现故障的可能性和后果的严重程度，确定设备面临的和可能导致的风险。
检修决策是指依据设备状态评价结果，考虑风险因素，确定设备检修的类别、内容及时间。
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