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建筑电气系统中高压开关设备的在线监测与预防性维护技术分析

刘彩宏1,姜晓波?

摘要：建筑电气系统中的高压开关设备承担着电力输送和配电的关键作用，传统的维护方式已无法满足高压开关设备

对可靠性的要求，在线监测与预防性维护技术成为提升设备运行安全和减少故障发生的有效手段。本文分析了高压开

关设备在线监测系统的组成与工作原理，讨论了常用的监测参数与监测方法并深入分析了在线监测数据的异常识别技

术，提出基于故障模式的预防性维护计划优化方法以及智能化预防性维护调度与资源配置技术，基于实时监测与数据

分析的预防性维护可以提高设备运行的可靠性，还能有效减少故障发生率，以此降低维修成本。

关键词：高压开关设备；在线监测；预防性维护；故障模式；数据分析；维护策略

0引言功能，借助分析设备运行参数的历史数据和实时变化，进

高压开关设备的稳定运行直接关系到整个电力系统行故障预测。若设备的电流和温度上升，系统可提前识别

的安全与可靠性，传统的人工巡检和预防性维护已难以满潜在故障并发出预警；数据存储模块存储所有采集的数

足高效安全、长期运行的需求，在线监测与预防性维护技据，以便后续查询和分析,常用介质包括固态硬盘(SSD)或

术成为保障高压开关设备运行可靠性的关键。在线监测技工业级SD卡；通信模块将实时数据从现场设备传输到远

术实时采集设备运行数据，实现故障预测与早期预警；预程监控平台，常用通信方式包括以太网、光纤或无线网络，

防性维护技术制定科学合理的维修计划，减少不必要的停保证数据的及时传输；用户显示界面则为运维人员提供设

机时间。在线监测与预防性维护技术逐步向智能化、自动备的实时状态，包括电流、电压、温度等关键参数。当监测

化方向发展，未来有望在建筑电气系统中发挥更大作用。到设备参数异常时，系统会生成故障报告并借助报警系统

1高压开关设备的在线监测技术通知运维人员。高压开关设备在线监测系统如图1所示。

1.1在线监测系统的组成与工作原理1.2常用监测参数及其监测方法

高压开关设备的在线监测系统由传感器、数据采集单高压开关设备的在线监测系统主要监测电流、电压、

元(DAQ）、中央处理单元(CPU)、通信模块、数据存储模温度、气体浓度和开关状态等，以保证设备的安全运行和

块和用户显示界面等组成，协同工作以实现实时监测和故早期故障诊断。电流借助电流互感器(CT)进行测量，设备

障预警。传感器负责采集设备的电气参数（如电流、电压）的额定电流为2500A，监测的电流值应保持在2400A~

和环境参数（如温度、气体浓度）。电流和电压信号由电流2600A之间。如果电流超出此范围表明设备可能出现过载

互感器(CT)和电压互感器(PT)采集，温度通常由热电偶或故障，需进行检查。电流互感器精度较高，可检测到微小

传感器监测，气体泄漏传感器用于检测SF6气体的浓度

[1]。这些传感器将模拟信号转换为电信号后传输至数据采

服务器温度

集单元；数据采集单元负责将采集到的信号借助模数转换821.56℃

621.4%1湿放16.25

器（ADC)转换为数字信号。当设备电流为2800A时电流2016.25℃

电流电压3滋度16.25

互感器将该信号传送到数据采集单元，经过ADC处理后