电气系统绝缘故障诊断技术研究
叶伏良
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叶伏良,. 电气系统绝缘故障诊断技术研究[J]. 电力研究,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157054.
摘要:
近些年来,我国社会经济高速发展,各行业在所属领域内的发展也越来越快,电气系统的绝缘检测更是如此。电气系统的广泛应用使其作用不断突显,对电气系统的绝缘故障进行诊断对电气系统的安全运行具有重要意义,由此电气系统的绝缘检测研究应运而生。20世纪80年代,国内学者就已经开始开发电气系统的绝缘装置,至今已取得了质的飞跃。
关键词: 电气系统绝缘故障诊断技术
DOI:10.12721/ccn.2023.157054
基金资助:

1电气设备绝缘故障定位

1.1检查设施的电气故障

一旦工程设施出现故障要及时找出问题所在,收集原始数据以分析问题类型。可通过三种方式了解故障相关情况。(1)对当前设备工作人员进行咨询,弄清工作人员的具体实施流程,了解工作人员对设备的操作,以清晰掌握设备在运行中出现的问题,排查故障起因。(2)动手检查,通过身体的感官得知故障出现的细节漏洞,排查设备是否依然存在问题。最后,在能够保障工程设施无危险隐患的基础上通电试车,了解其情况。经过上述方式检测设施之后可初步得出结论,在接续的工程运行中将监管的关键点落在易出问题的地方,对故障问题开展恰当的推断,减少故障界限,提升对问题的解决效率。

1.2排除电气设施故障

电气设施的故障排除基于对故障原因的清晰掌握,故障排除具备多种方式,常见的故障排除就有经验法、推理法等,在此不过多赘述。往往在故障排除后需要交由专业工作人员对设备实行现场试验证明,以查验工程设施可否能够恢复正常运行。同时需要对工作人员交代注意要点,以避免因操作失误引起设施故障。

2电气系统绝缘故障诊断技术设计

2.1 提取电气系统绝缘故障信号的特征参数

在提取电气系统绝缘故障信号特征参数的过程中,引入小波包分解技术,对绝缘故障信号的频带进行划分,根据绝缘故障信号的特征,选择绝缘故障信号对应的频带。将小波包系数作为电气系统绝缘故障信号的特征,利用小波分解将电气系统原始绝缘信号分解成w层,重构电气系统绝缘故障信号的特征矩阵。引入小波包分解技术,划分电气系统绝缘故障信号的频带,通过重构电气系统绝缘故障信号的特征矩阵,得到电气系统绝缘故障信号的特征向量,进而提取出电气系统绝缘故障信号的特征参数。

2.2 分析电气系统绝缘故障信息

当电气系统中绝缘装置的结构对称时,气隙磁密与磁势和磁导的乘积为正比关系,绝缘设备的安装会导致电气系统的转子出现不平衡现象,从而影响电气系统绝缘装置的气隙磁导。

利用电气系统中绝缘设备的电流基波频率和极对数,计算绝缘设备的脉振磁势,考虑到绝缘设备的安装会影响电气系统绝缘装置的气隙磁导,通过计算电气系统绝缘设备的磁力,来完成对电气系统绝缘故障信息的分析。

3 电气绝缘故障排除方法分析

3.1经验法

(1)弹压活动部件。工程的电气设备有很多,例如按钮等活动部件在日常作业中有着很高的利用率,因而较容易出现故障,此类问题就可通过弹压活动部件的方式开展排查。在断电的前提下,通过重复弹压活动部件,使其更加灵敏,并且帮助摩擦触头。长期未经使用的元件同样可以通过这样的方式帮助去除氧化,促使电气设施能够顺利运行。(2)电路敲击。此种方式的具体实施等同于弹压活动部件,但电路敲击需要在电气设备通电的情况下对其开展排查。在排查初期通过借助绝缘体微微敲击正在运作的元件,此时可通过观察故障是否解除,或是否发现其他故障来判断元件的好坏。电气的设施大多能够经受一定的敲击力度,若在敲击过程中发生其他状况,就能够判定元件存在问题隐患,当下需要对元件及时排查并解除隐患。(3)黑暗中观察。若电路在运行中所产生的电火花不同寻常或发出异响,怀疑电路出现故障,那么最简单且有效的排查方式就是在黑暗中观察。当周围环境黑暗且无声,此时我们可以清楚的感知电火花或者电路响声与平时的细微差别,在此基础上确定位置可推断出问题所在。

3.2检测法

(1)使用电阻法。电阻法能够在电流表的刻度盘上明显的标记电阻的变化,通过电阻表的测量,可以了解电源线路在运行中有无阻碍。(2)使用电流法。电流法具备能够确认用电设备运行状态的优势,在此基础上可推断出现故障的界限。然而其在使用中必须先断开线路再对电流表实施串接,因此在操作上并不便利。(3)使用电压法。电压法通常需要先对电源电压进行测量,后对支路电压进行测量。如果电源电压无显示,我们就能够了解到此时线圈回路受阻。

3.3推理法

此方法重点关注电气设备出现的问题呈现,通过对其表面的观察,进行细致的推导和剖析。当下有顺推理与逆推理两个主要方面,顺推理通常由设备故障的部件逐一排查,推导造成故障的原因,逆推理则是由主故障设备产生原因倒推至全设备。

4电气系统绝缘故障诊断问题的对策

4.1 合理应用新技术

采用人工智能技术等新技术,有助于解决电气系统潜在故障,需要加大对更高效、合理的故障诊断方法的研究和实践力度。如利用深度残差收缩网络,可以实现软阈值到非线性层的顺利转化。电气系统会出现各种各样的故障,使用深度残差收缩网络,可以顺利提取故障特征,有助于提高诊断效率。结合现有的研究,对相关参数进行完善和优化,可以提高故障诊断的整体性能。

当前是大数据时代,多模态数据融合技术得到广泛运用,通过互相学习可以提高故障诊断的合理性和准确性。通过多模态数据融合技术可以跨越多种模式,实现对数据的有效整合,从而顺利生成信息。一旦有故障出现可以立刻发现设备的变化。对于电气系统,只要借助传感器,就可以实现对设备的有效诊断。系统可以顺利提取有关信息并传输到信息融合中心,紧接着信息融合中心会结合特定的规则,实现对信息的有效处理,从而做出正确的决策。

4.2 完善已有方法

4.2.1 促进理论和实践的结合

电气系统绝缘故障概率不大,但一旦有故障出现就可能造成无法挽回的后果,加上当前的故障诊断理论和实践结合不完善,在实际应用期间会受到各种因素的影响,如诊断量庞大和分类出错等。实现模拟数据和实际工程的充分结合,就可以顺利诊断出电气系统中存在的故障,这也是未来研究的必然趋势。

4.2.2 优化模型构造与参数选择

在电气系统绝缘故障诊断中,建立准确的数学模型的难度较大,加上系统结构复杂,参数众多,在构造数学模型和优化参数时,需要投入大量的时间和精力。以WT模型参数小波基、小波分解层数和SVM模型参数的选择为例,在选择WT模型参数小波基时,需要根据小波基和信号的类似程度,选择小波基所具备的对称性、正则性等;在选择小波分解的层数时,要充分结合信号频率范围、时域变化等做出合理的选择;SVM模型参数主要包括惩罚系数和gamma值,需要结合实际情况进行合理选择。

4.2.3 完善电气系统绝缘故障数据采集系统

外界环境会对电气系统故障数据造成影响,如温度和湿度,电气系统故障的数据采集过程也极其复杂,要想顺利实现故障诊断工作,就必须对现有的数据采集系统进行完善和优化,这是未来研究的主要方向。

结论

在诊断电气系统绝缘故障时,要充分运用人工智能算法等方法,这是当前研究的核心目标。我国的电气系统故障诊断仍处于起步阶段,需要合理应用各种智能算法,总结电气系统绝缘故障诊断的不足,促进电气系统绝缘故障诊断的发展。

参考文献:

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