電氣設(shè)備絕緣檢測(cè)與診斷2

1、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本框架運(yùn)運(yùn) 行行 技技 術(shù)術(shù) 措措 施施電電 力力 設(shè)設(shè) 備備傳傳 感感 器器信信 號(hào)號(hào)預(yù)預(yù) 處處 理理數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 采采 集集數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 處處 理理信信 號(hào)號(hào) 傳傳 輸輸故故 障障 診診 斷斷信信 號(hào)號(hào) 變變 送送 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 設(shè)設(shè) 備備 近近 區(qū)區(qū) ）數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 采采 集集 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 設(shè)設(shè) 備備 近近 區(qū)區(qū) ）信信 號(hào)號(hào) 傳傳 輸輸系系 統(tǒng)統(tǒng)處處 理理 和和 診診 斷斷 系系 統(tǒng)統(tǒng)（ 主主 控控 室室 ）什么是傳感器？傳感器定義傳感器定義 傳感器是借助檢測(cè)元件將一種形式的信息轉(zhuǎn)傳感器是借助檢測(cè)元件將一種形式的信息轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。換成另

2、一種信息的裝置。 物理量物理量電量電量 目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)。目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。傳感器的構(gòu)成傳感器的構(gòu)成 傳感器由敏感器件與輔助器件組成。敏感器件傳感器由敏感器件與輔助器件組成。敏感器件的作用是感受被測(cè)物理量，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。的作用是感受被測(cè)物理量，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件則是對(duì)敏感器件輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、輔助器件則是對(duì)敏感器件輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。 dV 故

3、障診斷傳感什么？超聲波超聲波脈沖電流脈沖電流遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外氣體含量氣體含量溫度溫度電電信信號(hào)號(hào)溫度溫度熱電偶熱電偶直流電壓直流電壓光強(qiáng)度光強(qiáng)度光電二極管光電二極管直流電流直流電流機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)超聲傳感器超聲傳感器交流電壓交流電壓放電脈沖放電脈沖羅克夫斯基線圈羅克夫斯基線圈交流電流交流電流氣體含量氣體含量氣體傳感器氣體傳感器電阻電阻位移位移電感式位移傳感器電感式位移傳感器電感電感液位液位電容式液位計(jì)電容式液位計(jì)電容電容厚度厚度水晶厚度傳感器水晶厚度傳感器頻率頻率傳感器工作原理放放大大、變變換換測(cè)測(cè)量量環(huán)環(huán)境境被被測(cè)測(cè)信信號(hào)號(hào)檢檢出出器器狹狹義義傳傳感感器器信信號(hào)號(hào)預(yù)預(yù)處處理理部部分分廣廣義義傳傳

4、感感器器輸輸出出輸輸入入匹匹配配xiyo對(duì)傳感器的基本要求：（1 1）能監(jiān)測(cè)出反映設(shè)備狀態(tài)特征量的信號(hào)，有）能監(jiān)測(cè)出反映設(shè)備狀態(tài)特征量的信號(hào)，有良好的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。良好的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。（2 2）對(duì)被測(cè)設(shè)備無(wú)影響或影響很微弱，吸收待對(duì)被測(cè)設(shè)備無(wú)影響或影響很微弱，吸收待測(cè)系統(tǒng)的能量極小，能和后續(xù)單元很好地匹配。測(cè)系統(tǒng)的能量極小，能和后續(xù)單元很好地匹配。（3 3）可靠性好，壽命長(zhǎng)。）可靠性好，壽命長(zhǎng)。傳感器基本性能指標(biāo)基本參數(shù)基本參數(shù)環(huán)境參數(shù)環(huán)境參數(shù)可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)其他指標(biāo)其他指標(biāo)量程指標(biāo)量程指標(biāo) 量程、過(guò)載能力。量程、過(guò)載能力。靈敏度指標(biāo)靈敏度指標(biāo) 靈敏度、分辨率、靈敏度、分辨率、

5、 滿量程輸出、輸入輸滿量程輸出、輸入輸出阻抗。出阻抗。精度指標(biāo)精度指標(biāo) 誤差、線性度、重誤差、線性度、重復(fù)性、閾值、復(fù)性、閾值、 穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 頻率特性、時(shí)間常頻率特性、時(shí)間常數(shù)、阻尼系數(shù)、響應(yīng)數(shù)、阻尼系數(shù)、響應(yīng)時(shí)間、衰減率等時(shí)間、衰減率等溫度指標(biāo)溫度指標(biāo) 工作溫度范工作溫度范圍圍 溫度漂移溫度漂移抗振指標(biāo)抗振指標(biāo) 抗振幅度抗振幅度 沖振允許頻沖振允許頻率率大氣環(huán)境大氣環(huán)境 濕度濕度 氣壓氣壓工作壽命工作壽命保修期保修期保險(xiǎn)期保險(xiǎn)期平均無(wú)故障時(shí)平均無(wú)故障時(shí)間間絕緣電阻絕緣電阻耐壓水平等耐壓水平等電源電源 供電方式供電方式 電源電壓電源電壓 電源穩(wěn)定電源穩(wěn)定性性 功耗

6、功耗結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 外形尺寸外形尺寸 重量重量 材質(zhì)材質(zhì)安裝方式安裝方式傳感器的靜態(tài)特性 靜態(tài)特性表示傳感器在輸入量處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)靜態(tài)特性表示傳感器在輸入量處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出的輸出- -輸入關(guān)系。輸入關(guān)系。 v 環(huán)境要求環(huán)境要求v 可測(cè)量范圍可測(cè)量范圍v 線性度線性度v 遲滯效應(yīng)遲滯效應(yīng)v 輸出特性輸出特性v 分辨率分辨率v 穩(wěn)定性穩(wěn)定性v 靜態(tài)誤差靜態(tài)誤差數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理1、時(shí)域分析法、時(shí)域分析法2、頻域分析（頻譜分析）法、頻域分析（頻譜分析）法3、相關(guān)分析法、相關(guān)分析法4、統(tǒng)計(jì)分析法、統(tǒng)計(jì)分析法診診 斷斷診斷內(nèi)容：診斷內(nèi)容：（1）判斷設(shè)備有無(wú)故障。）判斷設(shè)備有無(wú)故障。（2）判斷故障地性質(zhì)、類型

7、和原因。）判斷故障地性質(zhì)、類型和原因。（3）判斷故障的狀況和預(yù)測(cè)設(shè)備的剩余壽命，）判斷故障的狀況和預(yù)測(cè)設(shè)備的剩余壽命，即對(duì)故障的嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì)作出診斷。即對(duì)故障的嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì)作出診斷。（4）判斷故障的部位，即故障定位。）判斷故障的部位，即故障定位。故障診斷方法故障診斷方法規(guī)則規(guī)則診斷法診斷法邏輯診斷法邏輯診斷法模糊診斷法模糊診斷法統(tǒng)計(jì)診斷法統(tǒng)計(jì)診斷法樣板樣板診斷法診斷法閾值診斷法閾值診斷法時(shí)域波形診斷法時(shí)域波形診斷法頻率特性診斷法頻率特性診斷法 指紋特征診斷法指紋特征診斷法1.1.閾值診斷法閾值診斷法 對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，將得到的特征量與規(guī)定對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，將得到的特征量與規(guī)定的閾值對(duì)照

8、，超過(guò)閾值時(shí)判斷設(shè)備有故障。長(zhǎng)的閾值對(duì)照，超過(guò)閾值時(shí)判斷設(shè)備有故障。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)實(shí)行的預(yù)試制度，就屬于閾值診期以來(lái)，我國(guó)實(shí)行的預(yù)試制度，就屬于閾值診斷范疇。斷范疇。 比較簡(jiǎn)單，這使其容易推行，但它也存在比較簡(jiǎn)單，這使其容易推行，但它也存在判斷不夠全面，容易發(fā)生誤報(bào)、漏報(bào)等缺點(diǎn)。判斷不夠全面，容易發(fā)生誤報(bào)、漏報(bào)等缺點(diǎn)。 特征變量分布的隨機(jī)性特征變量分布的隨機(jī)性 完好絕緣完好絕緣 D1 和和 故障絕緣故障絕緣 D2 特性參數(shù)特性參數(shù) x 的的 概率密度曲線概率密度曲線 fD1(x)及及fD2(x) fD1(x) 和和 fD2(x) 分離分離 在在a，b區(qū)間中區(qū)間中 選擇選擇 閾值閾值 x0 fD

9、1(x) 和和 fD2(x) 相交相交 確定確定 x0 可能錯(cuò)判可能錯(cuò)判(虛報(bào)或漏報(bào)虛報(bào)或漏報(bào)) 增大增大 x0 減小虛報(bào)減小虛報(bào) 增大漏報(bào)增大漏報(bào) 減小減小 x0 減小漏報(bào)減小漏報(bào) 增大虛報(bào)增大虛報(bào) 考慮上述各種因素考慮上述各種因素 合適的診斷規(guī)則合適的診斷規(guī)則 損失最小損失最小2.2.模糊診斷法模糊診斷法 在狀態(tài)監(jiān)測(cè)中所得特征量在某些情況下具有在狀態(tài)監(jiān)測(cè)中所得特征量在某些情況下具有不確不確定性定性，這樣評(píng)價(jià)絕緣狀態(tài)時(shí)含有模糊性，例如，這樣評(píng)價(jià)絕緣狀態(tài)時(shí)含有模糊性，例如“絕絕緣受潮緣受潮”就是一種很難判斷的一種故障，含水分多就是一種很難判斷的一種故障，含水分多少叫受潮少叫受潮? ? 為了進(jìn)行

10、診斷，利用模糊數(shù)學(xué)的方法，引入為了進(jìn)行診斷，利用模糊數(shù)學(xué)的方法，引入隸屬隸屬函數(shù)函數(shù)的概念，隸屬函數(shù)對(duì)于設(shè)備的特征的概念，隸屬函數(shù)對(duì)于設(shè)備的特征K K和狀態(tài)和狀態(tài)D D可可分別用分別用隸屬度隸屬度表示。事件發(fā)生的隸屬度也稱為可能表示。事件發(fā)生的隸屬度也稱為可能度，用這種方法可以得到存在某種故障可能性的大度，用這種方法可以得到存在某種故障可能性的大小。小。 模糊數(shù)學(xué)將二值邏輯推廣為可取模糊數(shù)學(xué)將二值邏輯推廣為可取0,1閉區(qū)間中閉區(qū)間中任意值的連續(xù)值邏輯。隸屬函數(shù)任意值的連續(xù)值邏輯。隸屬函數(shù)（x） 0,1。二。二值邏輯函數(shù)是隸屬函數(shù)的特殊情況，隸屬函數(shù)是值邏輯函數(shù)是隸屬函數(shù)的特殊情況，隸屬函數(shù)是二

11、值邏輯函數(shù)的推廣。二值邏輯函數(shù)的推廣。 事件發(fā)生的隸屬度與事件發(fā)生的概率是不同的事件發(fā)生的隸屬度與事件發(fā)生的概率是不同的概念。概念。 模糊診斷中，診斷規(guī)則由模糊關(guān)系矩陣體現(xiàn)，模糊診斷中，診斷規(guī)則由模糊關(guān)系矩陣體現(xiàn)，此矩陣反映了狀態(tài)和特征之間的因果關(guān)系此矩陣反映了狀態(tài)和特征之間的因果關(guān)系 D=R*k其中，其中，D為狀態(tài)隸屬度向量，為狀態(tài)隸屬度向量， k為特征隸屬度向量，為特征隸屬度向量， R為模糊關(guān)系矩陣。為模糊關(guān)系矩陣。3.3.時(shí)域波形診斷法時(shí)域波形診斷法 對(duì)設(shè)備測(cè)試，得到某特征量隨時(shí)間變化曲線與對(duì)設(shè)備測(cè)試，得到某特征量隨時(shí)間變化曲線與規(guī)定正常曲線相比較，來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)，這種方規(guī)定正常曲線相比

12、較，來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)，這種方法稱法稱時(shí)域波形診斷法時(shí)域波形診斷法。如對(duì)高電壓開(kāi)關(guān)電磁鐵線。如對(duì)高電壓開(kāi)關(guān)電磁鐵線圈電流與時(shí)間的關(guān)系來(lái)判斷其操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)。圈電流與時(shí)間的關(guān)系來(lái)判斷其操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)。 對(duì)設(shè)備測(cè)試，得到特征量頻譜特性與樣板對(duì)設(shè)備測(cè)試，得到特征量頻譜特性與樣板對(duì)照來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)的方法稱為對(duì)照來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)的方法稱為頻率特性診斷頻率特性診斷法法。如對(duì)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條及變壓器繞組變。如對(duì)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條及變壓器繞組變形就采用這種診斷法。形就采用這種診斷法。4.4.頻率特性診斷法頻率特性診斷法5.5.指紋診斷法指紋診斷法 所謂所謂“指紋指紋”是對(duì)測(cè)試得到特征量可得一組是對(duì)測(cè)試得到特征量可得一

13、組特殊圖形，這種圖形稱為指紋。例如局部放電特殊圖形，這種圖形稱為指紋。例如局部放電測(cè)量，可以二維及三維圖形。測(cè)量，可以二維及三維圖形。 所謂所謂“指紋診斷法指紋診斷法”，是將測(cè)試得到的指紋，是將測(cè)試得到的指紋與樣板指紋對(duì)照，判斷設(shè)備有無(wú)故障的方法。與樣板指紋對(duì)照，判斷設(shè)備有無(wú)故障的方法。6.6.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種旨在模仿人腦結(jié)構(gòu)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種旨在模仿人腦結(jié)構(gòu)及其功能的信息處理系統(tǒng)。它是由多個(gè)非常簡(jiǎn)單其功能的信息處理系統(tǒng)。它是由多個(gè)非常簡(jiǎn)單的處理單元彼此按某種方式相互連接而形成的的處理單元彼此按某種方式相互連接而形成的計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng)是靠其狀態(tài)

14、對(duì)外部輸入信息計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng)是靠其狀態(tài)對(duì)外部輸入信息的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來(lái)處理信息的。其功能取決于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來(lái)處理信息的。其功能取決于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，連接強(qiáng)度以及各單元的處理方式。的結(jié)構(gòu)，連接強(qiáng)度以及各單元的處理方式。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元模型人工神經(jīng)元的特點(diǎn)人工神經(jīng)元的特點(diǎn)一個(gè)神經(jīng)元只有一個(gè)輸出。一個(gè)神經(jīng)元只有一個(gè)輸出。神經(jīng)元之間的聯(lián)系通過(guò)系數(shù)神經(jīng)元之間的聯(lián)系通過(guò)系數(shù)wji來(lái)起作用。來(lái)起作用。每個(gè)神經(jīng)元都有一個(gè)實(shí)數(shù)閾值與輸入共同影響輸出。每個(gè)神經(jīng)元都有一個(gè)實(shí)數(shù)閾值與輸入共同影響輸出。 j 每個(gè)神經(jīng)元都有激勵(lì)函數(shù)的存在。每個(gè)神經(jīng)元都有激勵(lì)函數(shù)的存在。F jyiwjiy1wj1ynwjnFyj7.7.專家系統(tǒng)在故障診斷中的應(yīng)用專家系統(tǒng)在故障診斷中的應(yīng)用專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一種以知識(shí)為基礎(chǔ)、運(yùn)用推理能是一種以知識(shí)為基礎(chǔ)、運(yùn)用推理能力推導(dǎo)出結(jié)論的人工智能系統(tǒng)，主要用于對(duì)力推導(dǎo)出結(jié)論的人工智能系統(tǒng)，主要用于對(duì)診斷問(wèn)題和指令性問(wèn)題的解答。診斷問(wèn)題和指令性問(wèn)題的解答。專家系統(tǒng)的特點(diǎn)專家系統(tǒng)的特點(diǎn)專家系統(tǒng)具有一致性專家系統(tǒng)具有一致性. .專家系統(tǒng)只是人的經(jīng)驗(yàn)的匯集，因此專家系專家系統(tǒng)只是人的經(jīng)驗(yàn)的匯集，因此專家系統(tǒng)能解決的問(wèn)題，首先人能解決