在线监测技术汇总十篇
在线监测技术篇（1）
中图分类号：X834 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）01-0328-02
1 背景
大海虽然为我们提供了丰富的食物和矿产，但是环境污染以及风暴潮等海洋环境的变化正在影响着海洋生物的栖息和繁衍，甚至危机着人们的生命。我国拥有18000多公里的海岸线以及300万平方公里的管辖海域，采用高新技术对海洋进行全方位检测迫在眉睫。为此，我国政府把“海洋监测技术”列入国家863计划“九五”研究计划中，此技术作为国家863计划的一个主题，对推动我国海洋检测高技术的发展具有重大意义，“九五”期间投入1.2亿元海洋检测高技术研究经费，“十五”期间投入2.4亿元，“十一五”期间为了加强海洋监测高技术研究，更加大了投入。
2 与国外监测技术差距
目前，在海洋仪器中，主要以国外仪表为主，比如应用最广泛的美国的声学海流剖面仪（ADCP）、挪威的安德拉海流计、HYDOLAB公司的MiniSonde型多参数水质监测仪和美国SEABIRD温盐深测量系统等，他们在国际市场上有很高的占有率，都是集技术、生产、商贸为一体的产品。而国内的海洋仪器基本是研究所的产品，仅有山东省科学院海洋仪器仪表研究所立足于海洋仪器行业。研究所由于生产能力不足、企业技术素质和开发产品的能力不高，因此在现有体制下很难互补，这是海洋仪器行业存在的通病。由于海洋仪器基本属于科学仪器范畴，技术复杂、市场面窄以及批量小，加上国内元器件市场混乱，导致了国内海洋仪器缺乏竞争力。如果不从体制上进行解决，很难扭转我国目前海洋仪器仪表行业日渐衰退和产品没有竞争力的局面。
3 国内外海洋监测技术
3.1 海洋监测参数 随着海洋环境检测技术的不断创新，目前监测的物质和参数主要有：
第一，水文气象参数：风速、流速、气温、波浪、流向、水温等；
第二，物化指标参数：pH值、有机物、溶剂氧、盐度等；
第三，营养物质和毒性参数：各种营养盐、重金属、核辐射等。
海洋环境污染监测技术包括物理、化学以及生物监测技术等。长期以来在监测各种有毒有害物质时主要通过现场取样分析或取样进行实验室化学分析方法，因此缺乏实时性。面对海洋污染现状的复杂性，为了研究他们之间的函数关系以准确掌握海洋污染物的分布情况，探索海水的细微结构和海洋污染程度，要求对海洋水质污染的重要参数进行现场综合的自动、长期和连续的监测。因此，此技术的研究和应用得到了各国的重视。
3.2 海洋监测传感器的技术状况 采用海洋生态环境监测常规指标从目前国际来看，在线监测海流、溶解氧传感器以及盐度等的技术十分成熟，可靠性和精度都已经达到了相当高的水平。但是，在营养盐和重金属等毒性指标方面的化学分析技术和生物传感器技术还不过关。国内外的传感器都向着智能化、模块化以及网络化、小型化、自动化以及多功能化发展。化学和生物传感器是正在发展的载体平台自动取样分析技术的关键。
根据国际海洋环境检测技术的发展动态，结合我国现状，目前我们的总体目标具体表现为：第一，在物理、化学传感器研究方面向模块化、智能化、网络化发展，向小型化和多功能化发展；提高分析和测量的精度；环境生态自动连续监测系统的研究；与国际接轨共同开发新的分析原理和方法。第二，发展现场、连续、自动监测系统；信息采集、传输、存储和处理的模块化和集成技术；自动浮标站的研制等。
3.3 近海环境自动监测技术 近岸海域是污染和生态环境监测的重点，适合发展各种小型轻便的传感器集成平台技术，适宜在海湾、河口及浅海增养殖区的使用，形成了多种便携式水质监测仪器。目前，生物学研究、污染和生态环境检测、卫星遥感定标以及真实性检验研究等应用的传感器或仪器是发展的重点。目前，微电极和阵列电极在实验室已取得一定的研究成果，测量痕量物质的微电极已有样品，pH和溶解氧电化学传感器的性能也得到了显著改善，总体上，生物传感器还处于实验室研究阶段。模拟动物味觉和嗅觉系统由多传感器阵列组成的电子舌和电子鼻的研究也有所进展。
3.4 海洋遥感技术 在海洋和近海环境的观测和检测中，海洋监测结合传统常规的手段取得了过去常规手段无法取代的重大成果。虽然此技术能够利用海洋水色遥感探测与海洋水色环境有关的参数，但是需要借助卫星等通讯设备，不仅造价高，并且建设周期很长。遥感飞机作为监测海洋环境的遥感平台，具有全球、连续、大尺度以及费用低和实施是环境影响小等特点，此技术对于周期短和尺度小的海洋环境变化具有独特的优势，不仅在海洋环境遥感检测方面起到了巨大的作用，更为广大海洋遥感作者和管理决策部门提供了大量的科研数据和决策依据。
3.5 痕量物质测量和分析仪器 随着海洋污染物的种类越来越多，为了分析和测定重金属、有机污染物以及放射性物质等痕量物质，将大量的海水样品带回实验室进行分析测量是常规的办法。取样分析方法和微电极测量方法都在国外得到了发展，美国在便携式分析方面发展了用微电机测量Cd、Pb、Cu、Zn等重金属的方法，采用阵列微电极技术测量多种重金属成分。
3.6 营养盐现场自动分析仪 亚硝酸盐、磷酸盐以及硅酸盐等营养盐虽然是海洋生物生存的基本营养物质，但是富营养会又可能引发赤潮以及生物的病害。因此，生态环境和污染环境的必测项目就是营养盐。目前的方法，微机控制的全自动测量并使其微型化的方法代替了原来的人工操作的实验室分析方法，即在现场建立一个全自动的微型营养盐分析实验室，一般采用实验室的化学分析流程。
3.7 多参数水质监测仪 海洋监测设备多讲究小型化、多功能化和多参数化，小型多参数海洋环境浮标监测核心是水质传感器。该水质传感器选用美国YSI公司的6600V2型多参数水质监测仪，水质传感器的外观如右图所示。
4 结论
海洋监测作为一门技术含量高且作为一个独立的专业，刚步入社会时，总会遇到各种困难，如：技术人才不足、技术集成环境差、市场容量有限以及外国技术市场垄断等，而民族海洋检测技术作为一个海洋大国，必须发展自己独立的海洋经济、海洋管理以及海洋服务和海洋军事。我国的海洋监测与国外相比，还有很多的差距，主要体现在监测能力、监测设备和监测技术方面，想要在海洋监测中立足，必须要有自己的新技术，目前最欠缺的技术就是重金属污染物、有机污染物、石油类污染物和营养特征污染物的在线实时监测技术，如果在这些方面有所突破，必然会给海洋监测带来很大的技术变革。
参考文献：
在线监测技术篇（2）
中图分类号： TM7 文献标识码： A
1. 输电线路在线监测技术的主要内容
输电线路在线监测技术随着传感器技术以及通信技术的不断发展已经有了质的飞跃，很多在线监测装置涌现出来，为电网的安全可靠运行贡献着力量，对输电线路在线监测技术进行总结，主要包括以下几个方面：
1.1 对输电线路上覆冰的在线监测技术。这一监测系统能够对导线的覆冰情况进行实时监测，通过相应的后台诊断，提前预测线路的冰害事故，及时向相关管理人员发出信号。该系统的工作原理可以从两个方面进行描述：一是对线路拉力进行监测，将拉力传感器安装在绝缘子串上，对受力状态进行测量，并且综合环境的温度、湿度等因素，将所有数据送到后方的监控中心计算分析，得出线路的冰情预报；二是对导线的倾斜角和弧垂进行监测，同时结合线路其他参数和具体的气候条件，计算出导线覆冰后的重量、平均厚度等数据，判定出覆冰的危险等级。
1.2 对输电线路气象以及风偏的在线监测技术。该系统能够为线路的设计和风偏的校验提供有力的实测依据，设置了相应的预警系统，运行部门可以及时的采取适当的风偏防范措施，寻找到放电的故障点；检测中心能够检测到线路所在地区的气象条件，有利于风偏计算方法的完善。同时，该系统能够为设计标准的制定提供技术数据，它是通过在绝缘子串上安装角度测量系统，并且结合线路的实测数据综合对风偏状态做出判断的。
1.3 对输电线路塔杆倾斜的监测技术。地面出现裂缝、山体滑坡、地震等灾害会引起线路塔杆的倾斜，威胁着输电路线的安全。杆塔倾斜监测报警装置的出现很好的实现了对运行塔杆倾斜情况的实时监控，这一装置已经在很多的输电线路上投入使用，并且多次起到了缺陷发现和及早预防的作用。在高压线路的塔头处有严重的无线电干扰，在一些山区中通信信号薄弱，我国正在大力开展高压塔杆倾斜检测报警装置的研究。
1.4 对输电线路舞动的监测技术。在外力作用下，输电线路会不可避免的出现舞动现象，一旦舞动程度过大，将会对线路造成损害，导致金具的断裂和导线落地，金属部件变形，最终迫使大面积的停电，因此，对舞动在线监测技术进行研究具有重要意义。其监测原理为：依据具体的档距和线路情况，在相应的位置安装适量的导线舞动监测仪，对加速信息进行采集，根据相应的公式对线路的基本信息进行计算分析，判断出线路是否发生了舞动危害，同时，在必要的时候给出报警信息。
1.5 对输电线路视频进行监控的技术。为了能够及时的发现对线路安全运行造成威胁的动作，在一些人口较为密集的居住区和交通繁忙的地带安装视频监视器是有效途径之一。同时，这一视频监视器还能实时记录下线路的覆冰情况。该系统运用了较为先进的数字技术，可以全天候监测输电线路的运行状况和其所处环境，但是，该系统目前的数据传输量较小、无法做到完全自由的控制，还常常出现装置失灵的问题。
1.6 对输电线路绝缘子污秽的监测技术。对于污秽度的在线监测来说，通常采用的方法是停电测量，通过对光能参数的检测，计算出传感器表面的盐分，从而得到绝缘子表面的盐密度；对于泄漏电流的在线监测来说，由于绝缘子表面的泄漏电流能够综合的反映出电压、污秽以及气候等因素，可以通过对泄漏电流的测量了解绝缘子污秽程度。泄漏电流是沿面形成，通过引流卡和电力传感器的实时测量，借助相应的信号处理单元，计算出泄漏电流的统计值，将数据传到总站，综合评估和预测绝缘子的积污状况。
2. 在线监测技术在高压线路中的应用
2.1 基本要求及使用范围
将在线监测技术应用于高压输电线路上具有十分重要的意义，为了对这一技术进行规范，同时也为高压线路的在线监测系统的设计提供合理依据，应该对相应的监测装置提出要求：监测装置不能对线路的电气和无线电干扰的基本要求；监测装置不能对线路的机械性能造成影响，不能给系统的结构带来隐患；在装置的安装上应该考虑到运行人员的作业，遵从简单、方便和可靠的原则；要保证监测装置能够长期稳定的运行于高压线路上，具有抵抗高压线路电磁场的能力，能够应对各种恶劣的天气；在数据的传输方式上要符合相关标准，为数据的统一管理提供方便。在应用范围上，应该以突出重点和体现差异为原则，在重要的交叉跨越地点、山区中的较长耐张地段、容易出现覆冰现象的区域应该安装在线监测装置，并配合使用视频监控设备；应该在煤矿采动影响区安装必要的杆塔倾斜监测装置，对杆塔的倾斜情况进行实时的监控，防止线路事故的发生；在容易引起舞动的区域应该安装舞动监测装置，同时注意对相关资料的积累；在污秽严重的地区应该安装绝缘子污秽监测装置，对线路的污区数据进行累计，建立污秽数据库，并及时更新，建立专家诊断系统。
2.2 高压在线监测管理平台从经济效益角度出发，为了节约资金，合理利用监测数据，建立在线监测管理平台，实现数据的集中处理是非常重要的，对这一管理平台的特点进行总结有：（1）应该具有标准的数据接收方式。我国当下的在线监测产品研发依然处于初级阶段，还没有形成一致的标准，出现了各种数据格式、通信协议以及判断标准，在市场的自由竞争环境下，很多厂家对技术实行保密管理，这对于数据接收方式的标准化来说是一大障碍。管理平台系统首要解决的问题就是数据接受的统一；（2）数据应该具有统计的功能。基于在线监测信息的采集查询，平台系统能够统计各类数据，并能对这些数据实现简单的分析，在统计报表中不仅包含有监测的数据，还包括报警信息的各类报表；（3）对输电线路的运行状态进行合理预测。在线监测数据中心可以积累输电线路的状态数据，通过相关的专业理论和技术预测导线的疲劳寿命、覆冰生长以及导线的温度等；（4）对输电线路的运行状态进行合理的预警。比较预测结果和运行状态的预警阀值，通过短信、邮件等预警方式实现在线监测功能，图1 给出了报警的基本流程图，它使得运行人员能够及早的了解到事故，预先做好处理措施。
结语
在线路的运行中，保证高压工程的可靠性是非常关键的，对线路实施在线监控是主要的技术手段。本文针对输电线路的在线监测技术，对其在高压输电线路中的应用进行了研究，首先对输电线路在线监测技术的主要内容做了总结，重点就在线监测技术在高压线路中的应用进行了分析。
参考文献：
在线监测技术篇（3）
1在线监测技术概述
在线监测始于20世纪90年代初，至今已有接近30年的发展历史。在线监测技术发展初期，主要以科研院校理论研究工作为主。当时相关技术体系并不成熟，且受限于其他技术如通信、传感器技术影响等，尚未实现商业化。进入21世纪后，在输电技术及通信技术等快速发展的背景下，在线监测逐渐成为了输电线路运行的刚性需求，所衍生的产品也变得愈来愈多，在电力系统当中的应用范围变得愈来愈广。但整体系统架构还不够规范，且缺乏相应的技术标准，信息孤岛现象较为普遍，这在一定程度上限制了在线监测技术的作用。近年来，我国大力倡导智能电网建设，逐步完善了输电线路在线监测技术标准及相关系统架构，使得输电线路在线监测趋于成熟，为电网安全、稳定运营提供了基础保障。
2输电线路在线监测内容分析
输电线路在线监测内容较多，主要包括以下几个方面：
2.1图像监测
图像监测是输电线路在线监测的基本手段。通过视频图像对输电线路周围环境进行全天候监控，能够随时了解输电线路危险点、导线舞动、风偏变化、悬挂异物、塔材等情况。
2.2温度监测
导线温度与其载流量密切相关。除此之外，导线温度与环境温度、气候条件、风速等也存在紧密关联。客观上来看导线的最高允许温度（70℃）是一个理论值，其结果是相对保守的。在实际环境当中，设定值远高于理论值。换句话说，导线允许流量实际值与规定值之间存在着隐形容量。需要借助测温系统实现导线温度监测，从而及时获得输电线路潮流变化、线路运行温度变化情况，以此来分析输电线路输送余量，从而为输电线路动态扩容提供依据。
2.3覆冰监测
受环境影响，输电线路覆冰因素较多，包括雾凇、湿雪、冻雾覆冰等。影响覆冰的主要因素包括气温、湿度、风等。当导线迎风面覆冰达到一定厚度时，受不平衡力影响，导线可能出现反复扭转。因此，需要通过专门的覆冰监测系统来综合判断导线的覆冰情况，以便清楚地掌握覆冰的特征及规律，从而对覆盖冰进行有效处理。
2.4线路舞动
输电线路舞动主要是空气动力不稳定所导致，其主要影响因素包括风的激励、线路结构以及覆冰等。若导线舞动幅度偏大，摆动频率较高，可能会造成相间闪络、金具损坏等，甚至可能导致线路跳闸、导线折断等事故，对电网正常运行产生严重影响。
3输电线路在线监测系统构成分析
3.1图像监测子系统
输电线路视频图像监测子系统主要由监控软件及视频系统服务器构成。其中监控软件能够实现视频抓拍、定时录像、云台控制、参数设定等功能。监控软件模块包括了录像管理、设备管理、用户管理、系统管理、Web管理等功能性模块，利用Web服务、数据库服务、流媒体传输服务等来实现监控功能。视频采集过程中，视频信号处理以CMAC视频压缩算法为主。该算法可对色度压缩进行特殊处理，在保证高压缩效率的情况下，能够获得较为理想的清晰度及色彩还原质量，占用系统容量较小。利用视频图像监测系统，可对输电线路工作状态进行全方位监测，利用无线技术便可远程采集、调控现场视频图像等，从而反映出线路的大致运行状况。
3.2导线温度监测子系统
导线温度监测子系统主要是对导线运行温度进行监测，并能够以数据列表及组态图的方式呈现给用户。温度监测子系统主要由温度传感器、电源模块及通信模块构成。除了可利用传统电源供电外，还可采取太阳能或风能供电的方式来保证相关模块稳定运行。在此基础上，以风光互补的方式进行供电设计能够进一步强化子系统运行的稳定性。温度传感器方面则采取互感取能的方式进行电能供给。通信方面，随着WIFI、4G等技术的不断成熟，传统的红外、RS232等短距离通信方式将逐渐被WIFI、4G等取代。导线温度监测子系统能够实时反映导线温度情况，通过远程控制，能够实现线路动态增容。
3.3覆冰在线监测子系统
线路容易覆冰的温度通常为-8至0℃，并且要求空气湿度达到90%以上。当环境温度及湿度条件均具备时，风速也就成为了决定覆冰厚度的最重要参数。覆冰在线监测子系统可对绝缘子串倾斜角、风偏角及拉力进行实时监测，再配合微气象环境监测装置来构建相关数学模型，即可实现线路覆冰综合监测。当出现覆冰异常状态时，系统会主动反馈预警信息，有利于提前做出针对性预防措施。
3.4线路舞动在线监测子系统
线路舞动在线监测子系统主要监测参数包括舞动半波数、舞动频率、振幅、风速、风向、气温、湿度等。以一档内多个舞动点的加速度对线路舞动情况进行分析、计算，获得档内线路基本信息，同时可根据舞动线路的舞动半波数及导线运行的轨迹相关参数，分析线路是否存在舞动危害，并由预警系统发出报警信息，从而为运行单位辅助决策或决策提供可靠信息依据。
4结语
输电线路在线监测技术的不断成熟为输电线路稳定运行及相关决策工作提供了可靠的信息基础。未来输电线路在线监测技术智能化水平还将不断提升，整体监测质量及效率也会进一步提升，为电网稳定运营提供保障。
参考文献
[1]邵必飞.输电线路在线监测技术研究[J].机电信息,2012(09):98-99.
在线监测技术篇（4）
【关键词】输变电设备 在线监测 带电检测
在全世界范围内对于输变电设备在线监测及带电检测技术的研究已经持续了近40年。因为当前电气设备的种类和结构作用不尽相同，相应的检测手段和检测重点也就有所差异。就当前我国的检测水平来说，比较成熟的技术包括变压器、GIS及罐式断路器等设备局部放电监测、变压器油色谱分析、电容性设备电容量及介损带电测试、氧化锌避雷器泄漏电流监测、红外测温、紫外检测等。
1 变压器在线监测
变压器是整个电力系统中的核心部分，所以变压器的稳定运行是对整个系统功能发挥、实现经济效益的重要前提。对于变压器在线监测主要是针对以下几个指标：变压油中气体的成分和含量、局部放电强度和位置的确定、绕组发生的形状改变、铁芯接地电流监测及振动频谱。
1.1 变压油中气体的成分和含量的检测
对于变压器当中变压油内溶解的气体成分和含量的检测，能够很好的反应出变压器的潜在隐患，尤其是对过热性、电弧性和绝缘破坏性的问题提供很好的依据。
当前对于变压油中气体的成分和含量的检测技术仪器中较为成熟的是美国Serveron公司研制的T8检测仪，该仪器既能够对溶解在变压油中的各类气体进行检测，同时对油中的水分和温度加以检测，获得到的数据经过分析便可以对系统的故障进行判断。在我国国内，由宁波制造出来的MGA2000变压器色谱在线监测系统也已经投入到了1 000 kV荆门变、750 kV输变电示范工程当中；由河南研制出来的3000型在线监测色谱仪，已经能够将变压油中所有的组成成分进行精确分析。
1.2 局部放电强度和位置监测
局部放电是一种常见的变压器故障。在我国高压变压器发生的故障当中，一半以上都是由于产生了绕线间的短路，这都是由局部放电引起的。由于变压器的内部构造和绝缘部件比较复杂，如果最初的设计方案存在纰漏，就会使变压器内部出现局域性的高场强，在硬件加工过程中也同样会带入气泡，变压油发生裂解、变压器内部的震动和趋于高温都会形成气泡，最终造成局部放电情况的出现，进而使绝缘部分受到损毁。
当前对于变压器局部放电的检测包括方法：脉冲电流法、射频检测法、放电能量检测法、声测法、超高频法。几种方法当中射频检测法和超高频法具有较好的检测稳定性和准确度，同时不受外界环境因素的干扰，同时随着对信号数据采集技术的发展，这两种检测手段也收受到了越来越广泛的应用。
1.3 对绕组形变的监测
在变压器当中由于绕组形变引起的故障也非常多，因此电力部门对于这一项目的检测也逐渐重视起来。我国对于绕组形变检测的最常用两种方法包括频率响应分析法和低压脉冲法。
将待测量范围频段区分开能够很大程度的提升FRA诊断准确率，特征参数选定为所有波段内的标准差。LVI要比FRA对非实验绕组形变带来的影响程度小，同时出现故障时也能较为容易的找到故障点所在位置，但相同情况下两次间隔较长的试验结果出入会较大，即LVI的重复性较差。
在变压器中绕组的体积和所处位置会直接影响到其内部阻抗及相应的电感分量，所以研究人员也越来越重视以在线监测电抗的手段来推断绕组的状态，这种方法相比于之前的方法有了更好的重复性和稳定性，但又因为只能通过一个参量来体现，绕组产生不明显形变时，从单一参量上不能显著的体现出来。
1.4 铁芯接地电流的监测
为了保证变压器稳定工作，为了避免铁芯上产生对地电压以及产生热量造成的故障，就必须使铁芯接地。而铁芯接地电流是用来体现变压器内铁芯发生故障的表征量，对于铁芯接地电流一般采用穿心电流传感器进行数据的测量
1.5 变压器振动频谱在线监测
变压器的振动变化能够间接体现出其内部一些部件的物理性故障。在上个世纪的八十年代，一些发达国家就开始通过对油箱振动的监测来确定未工作状态下变压器绕组以及铁芯的状态，通过试验可以得出，绕组和铁芯存在物理学故障的变压器发生的振动和不存在故障的振动有很大的区别。
国际上对于变压器振动频的监测方面的研究已经进行了20多年，目前我国国内也只有为数不多的几家高校和科研机构从事该项技术的研究
2 电容型设备在线监测技术
电容型设备主要包括电力电容器、电容式套管、高压电流互感器、高压电压互感器及电容式电压互感器等。一所变电站里的设备有近一半都属于电容性，这些设备的绝缘工作也直接影响全站工作的稳定运行。对于电容性设备的监测也在全部监测设备工作当中占有很大比重，当前对于电容设备监测主要从泄漏电流、电容量和介质损耗三个方面。
2.1 泄漏电流和电容量的测量
对于泄漏电流通常是在末屏上获得，因为会受到较强电场的影响，所以对于传感器的抗干扰性和工作的稳定性都有很高的要求，通常选用性质较为稳定的坡莫合金，利用金属外壳和多路线缆来屏蔽掉环境中的磁场干扰。如今更多的时候是直接将采集到的信号加以处理，泄漏电流和采集的母线电压换算而得最终的电容量。
2.2 介质损耗的测量
设备当中的绝缘部分因潮湿产生的变质，能够利用介质损耗的测量体现出来。对于这方面的研究已经进行了较长的时间，最早的监测方式是利用介损电桥原理，利用高压标准电容C和R3等实地测试，这种方式比较容易因电场的干扰而产生较大的误差；后来又利用到单片机进行测量，但又被证明该方法也会因网谐波和元件零漂影响造成测量的不稳定性。目前对介质损耗测量较为常用的方法是谐波分析法，是利用比较电压和电流的基波相位变化来得到介质损耗的量。
3 金属氧化物避雷器在线监测技术
金属氧化物避雷器电阻片会因为所处环境的影响发生老化和失效，因为存在着导致变电站母线短路的潜在隐患，所以这一部分的监测工作也十分重要，通常我们有如下的几种方法：总泄漏电流法、阻性电流三次谐波法、基波法和常规补偿法等。其中补偿法测量阻性泄漏电流是目前较为常用的方法。
4 断路器和GIS设备在线监测技术
断路器和GIS设备是系统的闸门，其性能的优劣会直接关系到整个系统的运行安全。这部分监测工作的内容要根据断路器的种类而确定，其中相对主要的几项测量项目为：机械动作特性、灭弧室电寿命和SF气体监测等。
4.1 机械动作特性监测
对于机械动作特性的监测要利用到不同种类的传感器，对于连杆和触头部分振动的监测要利用到加速度传感器；对于电流波形的监测要利用到电流传感器；对于断路器工作中的行程监测要利用到位移传感器。
4.2 灭弧室电寿命监测
灭弧室电寿命的监测通过电流接通和断开的积累，来推测灭弧室烧蚀程度。
4.3 SF6断路器和GIS设备SF6气体监测
对于SF6气体的监测是利用压力和湿度传感器来对泄露气体的数量和湿度进行监测。
4.4 GIS设备振动及局部放电监测
对于GIS设备振动监测要利用到超声波传感器，对局部放电监测利用到电磁传感器，能够很及时的发现其中产生的局部放电。
5 交联聚乙烯电缆在线监测技术
对于交联聚乙烯电缆在线监测技术国际上比较先进的日本，我国在这方面还处在一个以日本技术为核心的参照进行阶段，国内多数的监测还是直接利用日本的技术和设备才能实现，几种主要方法包括直流法、局部放电法、介损法、低频成份法等。
6 输电线路在线监测技术
对书店线路的监测主要在于线路和所处的工作环境相适应的能力上，主要的监测项目包括雷电定位系统、微气象监测系统、输电线路覆冰在线监测、微风振动监测、导线舞动监测、风偏在线监测、导线温度监测、绝缘子污秽度监测及杆塔倾斜监测等。
7 总结
结合目前输变电设备在线监测及带电检测技术现有状态和未来趋势，总结起来说，就是监测工作以绝缘状态量为作为重点和出发点，向机械量和化学量的监测上转变和发展。除此之外，在线监测技术的发展还有另外一个趋向，就是以网络作为媒介，将不同种类的动态监测量和非动态检测量结合起来，进而更加全面和准确的分析设备的运行状态，并为之提供可靠的评价依据。
参考文献
[1]许晓慧.智能电网导论[M].北京：中国电力出版社，2009.
[2]GB/T 7252-2001.变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].
[3]朱光伟，张彼德.电力变压器振动监测研究现状与发展方向[J].变压器，2009，46（02）：23-24.
作者简介
张军伟（1986-），男。大学本科学历。现为国核电力规划设计研究院工程师。主要研究方向为输电线路。
在线监测技术篇（5）
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）26-6023-02
21世纪是信息化的时代，实现现代化生产和信息化管理需要我们在生产方式上进行不断地革新。杜儿坪矿是一座老矿井，作为杜儿坪矿的主要掘进设备――掘进机，应紧跟时代步伐，加强自动化管理，以适应矿井信息化建设要求。此前，杜儿坪矿掘进机监测数据依靠人工采集，人工采集不能及时监测监控掘进机各项技术参数，难以及时掌握掘进机各项安全技术指标等缺点都在影响掘进机的安全生产和管理水平，再者杜儿坪矿是高瓦斯矿井，恶劣的工作环境也增加了设备的安全管理难度。掘进机在线监测监控技术的应用，不仅提高了掘进机的自动化管理，保证了操作者按照要求准确无误的进行操作和维护，更使得管理部门能够及时掌握机器的全程操作、运行状况以及故障情况，进而加强对设备的管理工作。
1 系统组成
系统依托杜儿坪矿井下环网建立，主要由地面工控机，井下多合一基站，矿用本安型手机，隔爆兼本安电源及传输接口等组成。
1.1系统示意图
1.2主要设备
1.2.1地面工控机
地面工控机通过交换机与井下环网联网，为井下环网终端，采用网络IP，通过井上传输接口直接连接井下多合一基站。操作者通过工控机既要将井下基站传回的工作状态和数据实时反映到监控界面上又要把控制指令迅速传递给掘进机，而且还可对采集数据进行必要分析与显示。以上这些都是以工控机实时数据库为中界环节。
1.2.2多合一基站
该设备为矿用本质安全型设备，多合一基站安装在掘进机上面，用来接收设备的工况信息，并将接收到的信息传送至上一个基站或传输接口，也将来自上一个基站/传输接口的信息发送至无线终端设备，或传输给下一个基站。该设备安装简单，便于维护，采用无线通信方式，可根据工作地点的变化与作业要求随意移动， 一旦某一区域不再需要使用，如巷道掘进完成，可把该区域内的基站移到其他需要的地方或者回收上来备用。该设备具有无线通信和数据交换等功能，也适用于人员定位等系统。
1.2.3矿用本安型手机
矿用本安型手机通俗的说是可以在井下使用的手机。该设备具有抗干扰性，通话清晰，通讯距离远，直线距离达250米；功耗低，一次充电可持续通话6小时；轻巧，容易携带，并具有防水、防尘设计；无辐射伤害，可实现井下与井下，井上与井下的通信。
1.2.4 KDW-12/127 隔爆兼本安电源
电源安装在巷道或工作面，独立给基站供电，断电情况下可以保证至少工作两小时。
1.2.5 传输接口
传输接口负责整个系统的通讯，与电缆/光缆相互连接，安装于井下或地面，可对通过线缆传输过来的数据进行处理，传送至地面服务器。
2 系统安装
2.1井下部分
与掘进机相连的多合一基站执行数据采集与发射任务，将采集到的数据用无线方式发送到第二级多合一基站，第二级多合一基站将接收到的数据通过485矿用4芯通信电缆发送到下一级多合一基站。此多合一基站再通过光纤直接连接到井上传输接口。
2.2井上部分
井上传输接口用光纤与井下多合一基站直接相连，将接收到的数据通过普通以太网写入到工控机数据库中。语音网关连接以太网和电话交换机，可以实现井下矿用手机与矿上办公电话和PSTN以及移动手机的互通。
2.3电源部分
井下基站用本安电源供电，交流127V输入，备用电池供电时间不少于2小时。井上传输接口和语音网关直接用12V适配器供电。
3 系统具备功能
1）系统软件基于COM/DCOM组件技术，采用客户/服务器体系结构，兼容性能与开放性能好，软件充分利用多进程和多线程技术实时并发处理多任务；
2）系统扩展性好，可以与标准接口的监控设备无缝连接，非标准接口的监控设备可先转换协议，再接于系统中；
3）可根据工作需要对监测参数进行修改、设置，对监测数据进行分析，打印报表。当操作者输入错误时系统可自动检测并提示错误。在进行以上各种操作时，系统不中断正常的监测监控，不影响正常的数据传输，保证监测的实时性；
4）对掘进机的开停和运行状态、各多合一基站的工作状态等监测数据进行实时统计，每隔2分钟形成数据分析，可对各站的工作状态进行自诊断并有一定的错误统计功能；
5）在同一网络内实现测点修改的同步功能。只要服务器（地面工控机）修改测点属性，其他与之相连的终端均同时被修改；
6）将所有监测数据保存于服务器的数据库中，对不同类型的监测值，可按不同的时间间隔进行分类存储，合理安排数据在硬盘中的保存期，操作者也可根据实际需要设定数据保存期限，一般情况下实时数据保存一周，运行数据保存三个月，趋势数据保存一年，数据的安全保存为掘进机工作状态的监督检查提供了有力保障；
7）独立的报表打印和数据整理系统。打印报表的格式、内容可由用户自由编制并修改，能随时召唤打印；
8）操作者可随时浏览掘进机监测数据，支持多屏多画面显示。查询功能包括数据查询和曲线查询，其中曲线可任意缩放或局部放大；
9）报警与控制功能。出现掘进机运行故障、供电故障、传输故障或系统故障时，系统具有故障自诊断功能和报警功能。可实现掘进机开停运行的远程控制和手动控制，可对设备进行远程维护。
4 结束语
掘进机在线监测监控技术的应用，使掘进机平均无故障工作时间可提高两倍以上，便于掘进机维护人员检修和维护，无形之中减少劳动力成本，节约了劳动力资源；远程控制与手动控制相结合的操作方式，也改善了工人的操作难度。该系统的应用，便于矿机电部门与管理者及时掌握掘进机的运行状况与生产设备的安全状况，为掘进机的长时间安全运行，为井下一线的安全生产提供了有力保障。随着现代通讯技术和计算机技术的发展，高性能的煤矿监测监控技术在我国有着广阔的前景。掘进机在线监测监控技术适应了掘进机械发展的要求，进一步提高了掘进机安全监测技术自动化，监测系统的实时性，可以使管理层快速、及时、准确地获取生产相关数据，提高决策的科学性，从而避免或减少因决策失误而造成的安全事故和财产损失。 （下转第6030页）
（上接第6024页）
在线监测技术篇（6）
二、在线监测技术概述
我国电力系统是由很多部分组成的，其中一个非常重要的组成部分就是变电设备，而且变电设备运行的好与坏，将会直接影响到整个电力系统的正常运行，由此可以看出必须加强对变电检修的重视程度，从而在最大程度上确保电力系统的正常运行。目前在线监测技术一方面能够对变电设备的运行状况进行有效的监测，另一方面还能及时发现变电设备的不正常情况，使操作人员能够在第一时间采取解决措施，从而避免事故的发生，因此，变电检修中在线监测技术的应用具有非常重要的意义。就目前来说，在线监测技术在变电检修中之所以能够得到重要应用是因为其具有以下几方面重要功能：具有温度、环境和雷击等监测的功能，同时也有导线震动监测的功能。虽然在线监测具有以上几方面的重要功能，但是在实际变电检修过程中，技术人员在专业技术、经验等方面还存在着一定的不足，从而不能充分发挥出其实际功能和作用。例如，当使用在线监测技术对变电检修时，一旦遇到外界因素对其进行干扰时，就不能得到准确的数据，这就直接导致一些地区由于没有信号的覆盖而不能接收到数据的现象出现，另外还有数据分析缺乏较强的智能化等问题。所以，要求相关部门必须加强对在线监测技术的研究和创新，不断提高监测数据的精确度，同时提高其智能化的数据分析功能，从而使得在线监测技术在变电检修中得到更加广泛的应用，为我国电力系统的正常运行奠定良好的基础，满足社会生活、发展过程中人们对电力的需求。
三、变电检修中在线监测技术的应用分析
（一）变压器的在线监测
变压器的在线监测主要分为变压器油色谱在线监测和变压器局部放电的监测两部分。
1变压器油色谱在线监测
主变压器中的变压器油主要作为散热和主绝缘中介的介质，所以要求工作人员一定要对变压器油定期进行相应的监测，在对变压器油进行监测过程中，就能够观察出变压器内部是否存在异常。但就目前我国的实际情况来说，对变压器油进行定期监测的间隔周期较长，经常会出现在监测前设备就出现了故障，因此要缩短对变压器油定期监测的周期，以便能够及时发现变压器油的运行状况。在对变压器油色谱进行在线监测的主要原理为：变压器的本体油首先会被流入到循环管路中，然后再通过管路流入脱气装置，进而经过脱气处理后被输送到分析仪中，然后再经过一系列的处理后，就会将含有可燃气体的色谱图打印出来，通过图谱能够将可燃气体的含量分析出来。
2局部放电监测
变压器在正常运行过程中，偶尔会出现局部放电现象，这主要是因为在变压器运行过程中，其绝缘部位或者是变压器油中存在一定的气息而直接导致在变压器的局部有电场的存在，当电场聚集到一定程度后，会击穿介质，从而引起局部放电现象。而在线监测技术一方面能够有效的监测局部放电现象，另一方面还能够将放电的准确位置定位出来，从而大大方便了操作人员对变电检修工作的维修，进而提高了工作效率。
（二）高压设备温度的在线监测
变电设备由于处于长时间的运行状况，经常会导致发热现象的发生，时间一长就会降低设备的使用寿命，事故发生的频率也会加大，从而在最大程度上影响到了设备的正常运行和使用。例如，变电设备在正常工作过程中，经常会出现振动现象，进而会导致电路接触不良，从而使得温度处于不断上升的状况，当温度达到某种程度后就会发生氧化现象，进而就增加了接触处的电阻值，然后再随着温度的不断升高就会有放电或火花现象的发生，对周围的绝缘材料造成了巨大的破坏。而在线监测技术一方面能够将变电设备的温度状况有效的监测出来，另一方面还具有自动故障报警的功能，进而方便相关技术人员在第一时间采取解决措施。
（三）电能质量在线监测
近几年我国相关部门也加强了对在线监测技术的研究力度，加速了其创新的步伐，促使其在更多的电力企业中得到广泛应用，在确保电力企业正常运行，降低事故发生概率方面发挥着非常重要的作用。其中在电能质量方面的在线监测技术取得了非常不错的效果。在线监测技术对电能质量的监测应用主要体现在以下几个方面：（1）对电能质量的所有指标进行有效的监测，确保电力系统处于正常的运行状况，同时还详细记录电能质量各项指标的动态变化；（2）根据电能质量指标特征的不同，对其进行分层监测，从而能够有效的监测出所有的扰动信息的信号，同时还具有一定的诊断事故的能力；（3）对电力系统的运行状况进行有效监测，综合评价电能质量的所有指标情况，从而不断完善电路系统的监测体系，最终达到资源共享。
在线监测技术篇（7）
Abstract: with the rapid development of our country's economy while at the same time, a disadvantage is the environmental problems of ecological environment destruction and pollution of the environment problem increasingly prominent, the quality of people's living environment has been deteriorating, on-line monitoring technology arises at the historic moment, in this case the environment also gradually become the scientists attaches great importance to the issue. In this paper, the environmental monitoring of on-line monitoring technology and developing trend are discussed.
Key words: online monitoring; Environmental protection; The development
中图分类号： X924.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
近年来，环境与资源约束瓶颈加大，环境污染呈加剧蔓延趋势，新污染物质和持久性有机污染物的危害逐步显现，生态与环境问题变得更加复杂，环境风险更加巨大，环境问题引起了国家的高度重视。而环境自动在线监测技术的出现也为良好的保护环境的目标，提供了有力的保证，这项技术在全国各地区普遍推广的同时，也为环境管理执法部门带来所需要的监督方法，为环境监理提供了有效的依据。
一、环境在线监测技术的概述
20世纪80年代初，很多发达国家都建立了环境在线监测的自动连续监测系统和宏观生态监测系统，并且还发展了地理信息系统技术(GIS)、遥感技术(RS)和全球卫星定位系统技术(GPS)，不断观察水体污染、空气污染状况变化以及生态环境的变化，对未来的环境质量进行预测预报，这样就扩大了环境监测的范围以及监测数据的获取、处理、传输、应用的能力，为环境监测的动态监控区域环境和质量甚至全球的生态环境质量提供了强有力的保障，较好地促进了环境监测的现代化发展，对环境监测的连续性、实时性和完整性的实现有了一定的依据。
污水COD在线监测的分类及工作原理
根据所使用的氧化剂的种类，一般可以对污水COD的在线监测方法进行分类，即：重铬酸钾法、高锰酸钾指数法、臭氧法、羟基自由基法等。而根据其工作原理差异，也可以分为化学法、电化学法、光谱法和生物法四类。
化学法是通过外加氧化剂K2Cr207与水中有机物发生化学反应；电化学法则是利用电解的方式，将产生的Fe2+与剩余的Cr反应或电生羟基自由基直接氧化水有机物；光谱法简单地说，就是COD在线自动检测仪的两种设计思路，一种是根据模拟传统湿化学法的原理，将这个分析过程进行线化，必须对样品进行消解后才能测定，这也是大多数的COD在线监测仪的设计思路；另一种则是彻底地摒弃样品的消解，采用全新的原理进行测定。比如，利用电解产物直接与有机物反应，利用生物快速降解有机物或直接测定有机物的紫外吸收光谱等。后一思路是对COD测定方法的突破[1]。
（二）COD在线监测方法的应用方向
随着我国工业化进程的不断加快，形成了集约型的大生产模式，而对生产污水的集中处理也成为大势所趋。对于市场化的城市污水处理厂来说，及时对水质、水量进行准确的监测显得尤为重要。就目前来看，我国普遍使用的是分光光度法以及电位滴定法的在线监测仪，在测试过程中会消耗的大量诸如浓硫酸、硫酸银、重铬酸钾、硫酸汞、硫酸亚铁铵、硫酸铝钾、钼酸铵等化学试剂，但是，使用这些化学试剂进行检测，一方面会造成非常严重的二次污染，另一方面，由于浓硫酸、重铬酸钾溶液等化学试剂自身的强氧化性，很容易造成仪器失灵以及系统管道的破损，这样的维护工作比较大并且复杂，而且运行和维护的成本也比较高。另外，COD在线监测系统在采矿排污监控点、污水监测站、污水处理厂、自来水厂、地区水界点、水质分析室等方面都得到广泛的应用。在环境监测中心数据库管理系统与在线监测系统相连接时，会接收子站传输的信息和其他监测点源的监测信息，可以有效对污染源排放点进行监控和监督，减少或杜绝偷排现象的发生，这样就推动了我国水体污染物总量控制方面的发展[2]。
（三）水质总磷总氮在线自动监测技术
（1）仪器
水质总磷总氮在线自动监测技术所使用的仪器主要有：TN-TP在线监测仪器；分析电子天平(FA2104N)；电热恒温水浴锅(HZ一9211K)；不锈钢手提式压力蒸气灭菌锅(YXQ．SGD46，)；自动双重纯水蒸馏器(Bsz2，上海博通)；PH计(PHs_3c，上海蕾磁厂)。
（2）试剂
过硫酸钾溶液；酒石酸锑钾；氢氧化钠溶液；硫酸溶液；盐酸溶液；抗坏血酸溶液；磷标准溶液；氮标准溶液。无氨水的配置：将0.1mL硫酸加入1000mL蒸馏水中，在全玻璃蒸馏器中进行重新蒸馏，并弃去前50mL馏出液，对剩余馏出液进行收集，并保存在带有玻璃塞的玻璃瓶中。钼酸盐溶液的配置：取129g钼酸铵置于700mL水中， 0.489g酒石酸锑钾置于100mL水中，不断搅拌下将两种溶液与160mL浓硫酸进行混合，并搅拌均匀。此种溶液稳定性能保持大约2个月。
二、我国环境在线监测的现状
在我国，环境自动监测技术的覆盖范围比较广泛，近几年也有了非常迅速的发展。自从20世纪80年代初，环境自动监测技术在我国开始实行，进而出现很多其它类型的环境自动监测技术。该技术的出现，从一方面来说，推动了城市空气质量的改善，而另一方面，也促进了其它的环境自动监测技术的发展。目前，环境自动监测技术已经在全国各地发展起来，比如地下水自动监测技术、噪声控制自动监测技术、水污染自动监测技术等，并且发展势头相当快，对治理环境污染有着非常重要的作用[3]。
在我国的环境自动监测技术方面，提高技术水平的关键有科技的发达化以及信息的技术化等。环境自动监测系统包括自动采样系统、自动监测仪表、数据采集与传输系统、中心站数据收集与处理系统四大部分。在我国环境自动监测技术进步以及网络技术和地理信息系统技术的推动下，新型的环境自动监测系统已经逐渐达到日益完善的程度。
我国的自动监测系统日益规范化的问题日益突出。通过国家环保总局组织编制的新的空气自动监测技术规范、污染源在线监测技术规范、水质自动监测技术规范等规范性文件，可以看来，我国很明显地落后于环境自动监测应用的发展要求。我国国内的仪器种类虽然比较多，但是因为各个地区的差异性，因为导致对同一监测指标因方法不同而造成数据不同等问题相当严重。不少的技术人员都会因为仪器检测数据的精密性进行迟疑，可以想象如果继续这样可能会造成很大的安全隐患，当然也会给环境保护造成威胁。
在环境监测技术方面，我国的系统方案不够严密。因为大气环境自动监测系统本身就是一项较大规模的建设性工程项目，但是由于经验和技术的不足，很多系统方案的草率，不能进行严密设计，从而导致的系统漏洞百出，给扩充和改造带来了诸多的不便。当然，我国环境自动监测技术系统的发展还存在着一定的盲目性，主要表现在有些地区盲目的在到乡镇，地级以上城市应用此技术，效率低和质量差是非常显然的；缺乏对此技术应用的理性思考如河流水质自动监测系统应以饮用水源地预警监测[4]。
三、我国环境在线监测技术的发展趋势
最近几年，我国的环境监测事业取得了十分巨大的进展，为环境的管理作出了很大贡献。通过对国内外环境监测工作发展的历史、规律及特点的分析，可以对我国的环境监测在线技术的发展趋势进行总结和归纳：
（1）以有机污染物作为在线监测技术的主要目标
通过对大量的研究数据和结果的分析可以了解到，我国的有毒有害污染物的污染十分严峻。作为我国监测工作的难点之一，有机污染物的监测工作能实时有效和及时的将有毒有害污染物监测出来。
（2）扩展监控介质范围，对有毒有害的物质进行全面监控
多环芳烃类、多氯联苯类以及某些重金属有毒污染物会在一定的外界条件影响下，在不同的环境介质中进行积累、迁移和转化，而要能保障环境安全，需要考虑它与水体相关的环境介质作用，不能仅仅局限在对水质的监测和保护。
（3）运用痕量分析，提高检测精确程度
对于人体而言，许多有毒有害的物质会破坏人体的正常活动，造成严重的影响，损害人体基本机能，甚至会危害人们的生命安全。因此，要运用痕量分析以及超痕量分析技术，提高检测精确程度，以掌握它们的污染现状。
（4）监测分析器趋于小型化，现场快速分析技术得到普及
由于环境管理工作的特殊性和实际需要，在对一些污染事故的现场和污染物排放源进行监测时，所需要的数据也许不是污染物的浓度值，而是污染物的类型或构成，这就需要在污染现场对污染进行定性和分析，而监测分析器的小型化也为其提供了物质保障。
（5）实验室管理系统得到大量应用
利用LIMS技术，可以有效提高实验室的管理水平以及对于数据进行分析和采集的自动化水平，减少人工干预，从而确保数据的真实性和准确性，也可以有效节约人力成本；可以对分析检测工作的流程进行规范，从而实现分析检测工作系统化和流程后；可以加深管理人员对实验室的认识和了解，及时发现不符合质量管理体系的行为，并加以改进，对实验室工作流程进行规范和限制，提高分析数据的可靠性，降低实验室运行成本，提高工作效率。
结束语
当前生态建设与环境保护面临着艰巨而繁重的任务。污染减排及环境监管任务随着经济社会的发展将会越来越繁重。建立一支现代化、专业化的环境监测队伍，完善环境监测网络体系，准确及时地掌握环境质量状况及其变化趋势，提高新形势下环境监测为环境管理决策和经济建设的服务水平，以保证经济和环境可持续健康的发展。
参考文献:
在线监测技术篇（8）
随着电力系统的发展和智能电网建设的要求，高压输电设备（例如隔离开关）的温度在线监测成为一个越来越重要的课题。由于隔离开关的触头温升严重影响其安全工作性能和寿命，因此对温度进行准确和及时的监测对于提高设备的安全性，预防事故发生具有重要的意义。相比于非接触式红外测温技术，
目前国内外提出的有关高压隔离开关温度在线测量和传输系统的主要技术方案可从温度测量、供能方式和信号传输三个方面概括，本文将主要从温度测量和供能方式两个方面描述。
1、温度测量
对高压隔离开关进行温度测量的方法主要包括接触式和非接触式两种。
接触式测温主要是在隔离开关的导电臂上埋设热电偶或热电阻等测温元件进行温度测量，这种方法的测量准确度高，成本低廉，而且可以实现微功耗测量，但是由于测量装置安装在高压侧，因此如何为其提供工作电源以及如何将测量数据传递到主控室是需要研究的问题。
非接触式测温主要利用红外测温技术，通过红外探头对设备辐射的温度进行测量。采用红外测温，整个测量装置可以放置在低压侧，其工作电源可以通过电压互感器来提供，或者通过电池来供电（电池的更换比较容易）。但是红外测温技术比较复杂，首先不同的被测物体表面材料不同，则其辐射率也不同，因此对温度测量准确度的影响比较大。针对不同型号和不同触头材料的开关，为了保证测量的准确度，红外传感器都需要进行繁琐的标定工作。【1】另外，红外传感器与被测物体之间的安装距离以及安装角度也都会影响到测量的结果。最后，采用电压互感器供电需要铺设专门的电源线，而电池供电则需要定期维护。这些都会增加这种技术方案的成本，如果温度测量的节点比较多，那么这种技术方案的成本也会比较高。
除此之外，光纤测温技术研究也比较多，光纤是非常好的绝缘介质，同时也是温度传感元件，因此利用光纤对温度进行传感，而在低压侧进行温度测量是这种方案最重要的特点。【2】不过，光纤测温的成本比较高，特别是如果距离比较远，并且测温点比较多，那么造价相当昂贵。
2、供能方式
如果采用接触式测量方案，隔离开关温度在线测量装置需要安装在高压侧，因此如何提供装置的工作电源是一个核心问题，现有的主要技术方案包括：
2.1、电流线圈取能
这种方案的主要原理是在输电线上套装一个电流线圈，通过线圈互感和输电线中的电流来取能。由于负载变化，流过电流线圈电流也会随之变化，当负载较重时，供能充足，当负载不足时，供能又面临不足。
电流线圈取能方式还需面对其他问题，当负载过重时，电流过大，测温系统也不能够正常工作，需要采用限制电流传输的方法，电流线圈取能方式还要能够承受系统短路电路的冲击，电流线圈体积较大，安装也颇为复杂。
采用电流线圈取能方式及增加了成本，也加大了技术难度。
2.2太阳能与风能
这种方案目前研究比较多，主要原理是通过太阳能电池板来提供能量，这种技术往往配合储能电池一起使用，以便应付夜晚供能不足的问题。太阳能电池供电方案的主要缺点是成本较高，体积大，另外用于储能的电池寿命有限。.还有些方案中也提出采用小风机来提供能量或者采用太阳能和小风机复合供能的方式，不过小风机的可靠性较差，特别是强风情况下容易损坏，因此使用不多。
2.3电场感应供能
图1 采用放电方式的感应法取能原理图
电场感应供能的基本原理是利用高压传输线的空间位移电流给一个取能电容充电，然后利用电容放电为温度测量电路和射频收发电路供电。高压传输线的空间位移电流密度取决于电压等级以及距离地面的高度，通常是比较小的。经测试后结果表明，在20000V电压，距离地面2m高的地方，单位面积高压输电线的位移电流密度大约为0.14uA/cm2。为了能够提供温度测量和射频收发电路一次工作的功率消耗以及保证最低工作时间（大约4秒），需要较大的电容器（至少1100uF以上）来实现储能（储能电压需要超过35V）。如果位移电流的幅度过低，则会造成较长的充电时间，此时，充电控制电路的泄露电流的影响就不容忽视，因此整个感应法取能的主要技术瓶颈在于如何提高充电速率效率以及降低充电控制电路的泄露。为此，本项目提出的主要解决方案如图1。
由于电容的储能与电压平方成正比，因此提高充电电压会使电容的储能大大增加（例如使一个1uF的电容器充电到800V），但是这么高的电压对于电子设备是无法直接利用的，因此需要通过一个开关和变压器使其向一个大容量储能电容器放电，把电压降下来。变压器有两个重要的作用：一是能够使放电开关处于低电压侧;二是实现放电功率的传递。直接利用高压输电线对地之间的工频交变电场来取能以维持温度悬浮测量系统的间歇式的工作模式具有非常显著的优势。一方面，高压输电线的电压是非常稳定的，不会出现大起大落，所以直接利用电场感应来取能是非常稳定的能量供应方式;另一方面，通过电场感应取能可以采用在隔离开关导电臂上悬挂面积足够大的对地极板来实现（面积的大小取决于输电电压等级以及对地距离），实现成本是比较低。
3、信号传输
信号传输采用无线射频技术，无限射频技术指的是在工业、科学和医用频段（ISM）应用的各种射频收发器模块以及建立于其上的通讯协议。这个频段只要遵守一定的发射功率就可以不需要申请许可证，从而建立起自己专属的通讯网络。项目研究内容的原理简述以及技术应用。
目前在各项试验中验证了这种技术方案与大容量电容直接取能方式相比，可以提高储能效率2-3倍左右。对于变电站隔离开关的温度在线测量问题，宁夏电力公司和西安交通大学联合提出了一种新的接触式技术方案。在这种技术方案中，温度测量装置被悬挂在隔离开关导电臂上接近触头的位置，悬挂点埋设了测温元件，可以直接对触头附近的温度进行测量;整个装置通过感应交变的高压电场来取能，属于自供电系统，无需外加电源;
由于温度不是一个瞬变量，因此对电力设备温升的监测往往具有一定的时间间隔。在这个时间间隔内，测量系统可以处于休眠的状态来节省功耗，同时也可以利用这个时间间隔对测量系统的下一次工作进行储能。如果测量系统对温度的检测以及传输所占用的时间非常短，而两次测量的时间间隔足够长，那么测量系统的平均功率其实是非常小的。【4】所以，电力设备的温度悬浮测量系统需要一个稳定的但是平均功率不大的能量供应，同时供能方式的成本要足够低以降低大量安装这样的设备所带来的开销。目前，设备已经在宁夏电力公司银川供电局兴庆变投入运行。
参考文献：
[1] 李中祥，宋建成. 高压隔离开关触头温度在线监测系统的研制[J].高压电器，2009，45（2）：11-14.
[2] 时斌. 光纤传感器在高压设备在线测温系统中的应用[J].高电压技术，2007，33（8）：169-173.
在线监测技术篇（9）
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）26-0098-02
输电线路网络的覆盖范围非常广，所处地段往往地形复杂，环境恶劣，日常巡线工作面临着很大的难度，维护检修的工作量也非常大。从2008年我们国家所出现的历史罕见的冰雪灾害来看，进一步强化输电网络的安全平稳运行显得非常关键。为了确保输电网络安全稳定运行，有效解决书店线路太长而导致人力资源不足等方面的问题，必须借助现代化先进的输电线路在线监测技术及其相应的监测设备，尽快建立监控中心，从而转变输电线路的“状态检修”模式，为更加科学、准确、客观地收集信息、处理信息以及评价机器设备性能等各个方面提供强有力的技术支撑。
1 我国在线监测技术现状
2000年中国就已经开始对输电线路在线监测技术进行研究与开发，特别是在GSM（全球移动通信系统）推广以后，加快了在线监测技术的发展速度，并且有效解决了远距离数据传输存在的一些问题。例如西安金源电气有限公司等对在线监测技术尤其是绝缘子泄漏电流方面开展了全面系统的研究工作，而中国电力科学研究院则对雷电定位系统重点进行了研究与开发工作。到2003年我国输电线路在线监测方面的研究与开发工作进入了一个高潮阶段。该技术的前期产品主要存在运作稳定性方面的问题。比如，不能为用户提供有关生产方面的信息等问题，极大地阻碍了泄漏电流在线监测技术普及与推广应用。2005年，西安金源电气等一些公司相继研究开发了输电线路覆冰、线路预防偷盗、导线舞动以及测温等各项线监测技术，并逐步在电力系统得到较好的推广应用，其效果非常明显。除此之外，在我国多家企业以及研发机构的积极努力下，充分利用无线传感器网络、网络通讯、电磁兼容、电源以及机械电气等相关技术，并在此基础上成功地研究开发了微气象环境、杆塔振动以及视频在线监测等先进的技术先进的装置，建成了相应的监测系统。主要包括氧化锌避雷器、防盗报警监测、可视监控、驱鸟装置、导线温度以及动态增容等在线监测系统，成为我们国家目前比较成熟的在线监测技术，另外，站在我国目前在线监测研究成果角度，在线检测系统中的雷击定位以及导线微风振动等逐步得到推广应用。
2 在线检测系统的结构组成以及基本工作原理
2.1 线监测系统的结构组成
在线监测系统使用的是一种二级网络结构，通常由各种线上监测装置、监测基站以及监测中心等部分构成，线上监测装置则由导线温度以及导线覆冰监测仪等组成，气象环境以及线路监测基站通常在杆塔上进行安装，监测中心则设置在本部机房。
2.2 在线监测系统的基本工作原理
对大部分的输电线路中的技术参数进行监测的时候，所监测的技术参数有设备运行以及环境运行参数，具体分为微风振动、舞动、杆塔倾斜、导线弧垂以及视频等。运用先进的监测技术，充分利用输电线路的数据信息平台，对数据信息进行分析与管理，从而完成对有关数据信息的趋势进行分析、查阅以及信息预警等工作。
3 我国输电线路在线监测技术的应用
3.1 覆冰在线监测技术的应用
这种技术是针对导线的覆冰状况实施实时监测，从而保证在天气状况比较恶劣的条件下能够实现对高压输电线路和变电站绝缘子等覆冰状况实施实时在线监测。充分利用科学先进的监测分析方法以及建立数学模型从而分析监测数据信息，将有可能出现冰雪灾害的线路提前进行预测，并及时向有关输电线路维护工作人员进行报警，从而有效预防断线、倒塔、冰闪以及舞动等各种灾害事故造成的伤害。覆冰在线监测技术的基本工作原理是：监测导线倾斜角以及弧垂等有关数据信息，根据线路参数以及输电线路情况等进行研究分析，然后计算覆冰的重量以及厚度等相关技术参数，从而判定覆冰的危险级别，及时发出准确的除冰信息预警。除此之外，充分结合线路拉力的状况观测覆冰的具体情况，将拉力传感器安装在绝缘子串上，并对导线在覆冰以后的受力状况进行实时监测，同时对当地环境的温、湿度以及风向等数据及时进行采集，将收集到相关数据信息集市汇总并传递到监控中心，经过处理与分析，尽快预报输电线路冰情状况，从而发出除冰警报。
3.2 杆塔倾斜监测技术的运用
矗立在矿山采空地区上面的输电线路的杆塔因为受到自身重力、外部自然力等各种干扰因素产生的影响，容易造成岩体错位、地面裂隙、滑坡等一些地质自然灾害，导致矿山采空区的杆塔出现倾斜、甚至导致地基产生变形等，严重影响到输电线路的安全。而利用全球移动通信系统，可以对杆塔倾斜装置进行实时监测，并及时发出预警信号。在等级为220 kV电压的输电线路中，杆塔倾斜监测技术已经获得了非常广泛的运用，从而使得杆塔变形以及倾斜等状况能够及时被发现，保证输电线路的安全稳定运行。
3.3 导线微风振动监测技术的运用
导线微风振动往往会造成高压输电线路出现疲劳而断股，尽管其看似对输电线路不会产生太大的破坏力，然而其破坏往往比较隐蔽，长时间的不断积累，对高压输电线路造成的破坏性会变得更加严重。微风监测技术的基本工作原理是导线监测振动仪可以对导线以及线夹触点以外的适当距离的导线实施监测，特别是其对线夹弯曲的频率、振动幅度以及输电线路周边的风速、风向以及温度、湿度等各项的气象参数，根据导线自身的力学特点，对微风振动的具体状况、疲劳寿命等加以分析、研究以及判断。导线微风振动监测技术的运用不仅可以预防微风振动造成的危害，还可以为输电线路的防震设计提供技术依据。
3.4 导线风偏舞动在线监测技术的运用
导线风偏舞动在线监测系统主要包括气象采集与风偏采集单元、子站以及数据信息处理等系统构成，通常在杆塔之上安装气象采集单元以及子站，而在导线上安装风偏采集单元。通过对气象风偏角、参数以及倾斜角等有关数据信息进行采集，利用无线网络传输到数据处理系统及时进行处理。运用导线风偏舞动在线监测技术，便于运行部门在特殊状况下采取相应的措施，此外，也为输电线路设计过程中综合考虑设计预防水平、气候环境条件等提供科学合理的技术依据。
3.5 视频在线监测技术的运用
视频在线监测系统一般安装在人口比较密集区、林区以及那些交通事故发生比较频繁的地段，实时监测周边的状况，及时找出对输电线路构成威胁的行为，并能够及时采取纠正预防措施。视频在线监测技术必须借助视频压缩以及数据传输等相关技术，从而对输电线路本体状况以及周边环境参数及时进行监测。然而在视频监测的实践运行过程中，出现了数据传输量比较小、现场视频难以自行控制、信号不稳定等各种状况，伴随CDMA以及3G网络技术的迅猛发展，充分利用无线传输使得输电线路的远程实时监控可以实现。
4 在线监测技术应用亟需解决的主要问题
4.1 在线监测技术存在标准化方面的问题
目前我们国家的输电线路在线监测技术还处于发展的初级阶段，该领域的新技术、新方法、新设备不断涌现，而在线监测装置的标准化工作却进步不大。要想对被监测的设备是否需要进行检修加以准确判断，还应当结合相应的经验与数据。除此之外，在线监测与离线试验是不是等价，必须借助大量的实践经验的检验。目前输电线路监测的各个运行部门非常关注一个问题就是关于报警值的问题，报警值必须充分结合实际运行经验并根据有关的设备实际状况，并且通过所安装的监测设备来获得，同时还应当确定监测数据的波动规律，所以，不同的厂家所生产的相同的输、变电设备其采用的生产工艺、原材料等并不完全相同，其监测设备的报警值也就无法确定。大量应用在线监测装置的同时，还应当在掌握有关数据波动规律和实践运行经验的基础上，确定输、变电设备相对应的报警值范围。目前在线监测数据与离线试验存在一定的差异，无法将离线试验的相应标准有效应用于在线监测数据的对应诊断标准之中去。
4.2 在线监测技术存在稳定性不强的问题
有关调查结果表明，在线监测装置因为容易受到传感器、通信以及工作电源以及通信等各种因素的影响，其稳定性还存在一定的不足之处，对于在线监测技术推广应用产生较大的负面影响。除此之外，还有电路设计、无线通信以及传感器技术等一些技术性方面的问题也需要尽快得到解决。
5 结 语
总而言之，从目前中国的在线监测技术的研究与开发进程来看，在杆塔倾斜、覆冰、导线微风振动与风偏舞动以及视频在线监测技术等方面取得了十分重大的突破，并获得了非常广泛的应用，然而其标准化以及稳定性等相关问题亟需得到解决。
在线监测技术篇（10）
前言
变电设备作为电力系统中的核心主干，运行的可靠性对供电质量也会有着直接的影响，作者结合自身多年经验，对变电设备在线监测技术及故障进行探讨。
1 变电设备概述
变电设备主要就是对输送电线路上的电流、电压等信号进行改变的设备，是保证输送电效率的重要组成部分。随着社会经济的不断发展，人们用电需求的不断增加，变电设备也有所革新，进而保证系统供电的安全性、可靠性[1]。但是，在供电系统运营的过程中，依然会存在变电设备故障，对系统供电的安全性、可靠性也带来一定的影响，而变电设备的在线监测技术以及对变电设备的故障分析都能规避或降低设备故障对线路造成的损坏，进一步提高线路供电的可靠性。
2 变电设备在线监测技术及故障分析
目前在电网系统当中，在线监测技术主要应用于变压器及其附属设备、气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）、断路器的一、二次电气部分。
2.1 变压器在线监测技术及故障分析
变压器是供电系统中重要的变电设备，对系统供电的稳定性有着直接的影响，变压器在实际的运行过程中，一旦发生故障，对变电设备的正常运行也会造成直接的影响。局部放电是变压器较为常见的故障之一，引起这方面故障的原因主要处在变压器的油绝缘、纸绝缘中存在气隙，或内部场强出现不均匀的现象，以及变压器导体内含有毛刺、尖角等现象都会造成变压器的局部放电故障，如果不能有效的处理局部放电故障，可能导致局部放电故障的恶化，甚至出现击穿故障，因此，要做好变压器的在线监测。
变压器的在线监测技术主要分为以下几种形式：
（1）色谱分析监测技术，主要是将变压器自身的油经过循环管路进行循环，并进入到脱气的装置中，然后再经过脱气装置流入分析仪，对可燃气体等进行分析和打印，形成色谱图清楚得知可燃气体的含量值，再根据变压器自身油中的溶解气体的分析，能够准确的反映出变压器运行过程中内部是否存在故障，如果存在故障能够对确定相应的故障类型，例如，总烃含量过大的话，说明变压器存在过热性故障；如果乙炔含量过大的话，说明变压器存在放电性故障等。变压器油中的气体含量变化特征是发生故障的前兆，因此，对变压器运行的在线监测非常关键。通过在线色谱分析技术，能够对变压器油内气体的浓度、类型、气体产生的速度以及气体变化的趋势进行分析，准确的判断变压器的故障情况，对变电设备的安全运行起到关键的作用。
（2）铁芯多点接地监测技术。铁芯多点接地故障监测技术，主要是利用铁芯引出线引发接地电流，再对其进行取样测量，从而实现对接地故障的在线监测[4]。铁芯多点接地监测在大型变压器的应用中，是通过外壳的小套管将其引出变压器外实施接地的，需要保证变压器的铁芯有一点接地，这样能够有效的消除铁芯产生的悬浮电位引发的对地放电的现象。如果变压器出现多点接地现象的话，极易造成铁芯硅钢片间短路，从而产生环流故障，因此，一般情况下铁芯接地仅是一点接地，而且，接地都是以毫安为单位的，一旦出现铁芯亮点接地故障的话，就会造成接地点的电流增大至数倍甚至数百倍的现象，会造成变压器油内总烃气体含量迅速增加，而相应的气体继电器就会发生动作，对供电的稳定性产生一定的影响，因此，为了避免变压器出现铁芯多点接地故障，应积极做好变压器铁芯接地电流故障监测，这样才能有效的避免或降低多点接地故障的发生。
（3）铁芯多点接地监测技术。冷却器是变电设备的重要组成部分，而且，在运行的过程中也经常发生故障，对设备的正常安全运行带来一定的影响，造成设备故障的原因主要出在风扇和泵的问题上。针对冷却器在运行状态下的监测，主要对风扇和泵的运行状态进行监测，可以通过对风扇和泵运行情况下的电流以及系统的温度测量，来实现对风扇和泵的在线监测[2]。如果风扇叶和泵业轮在正常运行之下，旋转是正常的，如果是在非正常的状态下运行，设备的控制线圈也会出现异常的现象，一般情况下，造成冷却器泵轴的故障主要是金属粒子造成的，就当今技术而言，对冷却器的监测技术主要采用离线测量的方式，更高深的在线监测技术还在研究中。
此外，变压器在线监测技术还应用在高压套管监测、本体油温及部分本体信号监测、电流电压测量、场区环境温度监测等各个方面，通过对变压器相关重要因素全方面的在线监测，能及时发现变压器运行中存在的隐患，有效避免变压器严重故障的发生。
2.2 GIS在线监测技术及故障分析
（1）SF6气体特性、水分在线监测技术。SF6气体因其优异的绝缘和灭弧功能几乎成为GIS的唯一的绝缘和灭弧介质，SF6气体的状态对GIS的稳定运行有着决定性的作用。如SF6气体发生泄漏，一方面说明设备密封不良，另一方面对于SF6断路器，将影响其分合闸功能，一旦设备发生故障，将无法迅速切除故障，导致越级跳闸事件从而扩大停电范围。
SF6气体是一种无色无味的气体，对人体大脑会造成缺氧、窒息的现象，即使空气中含SF6气体也不易被人察觉，SF6在线监测技术也能对空气中SF6的含量进行监测，一旦空气中SF6占比例过高的话，就会对其进行报警来通知值班人员。
此外，如GIS绝缘件材质不良或密封工艺不良，造成水分进入电气设备，达到一定含量时，液态水汽将会在绝缘件表面形成导电通道，造成沿面闪络，对GIS安全稳定运行造成严重影响，SF6在线监测技术能监测水分含量，在其超出规定值时及时报警，通知专业人员及早采取措施对设备进行维护检修，消除运行隐患。
（2）GIS局部放电在线监测技术。GIS局部放电会对变电设备的安全运行造成较大的影响，局部放电发生时，电磁波的信号根据GIS 结构反复进行传播、反射、折射、迟延、衰减等现象，通过盆式绝缘子放射到外界。通过GIS绝缘子泄漏的电磁波，通过高灵敏度内置型或外置型传感器，进行检测。通过传感器检测GIS内部局部放电激发的电磁波信号，检测到的信号经过滤波、射频前置放大器和检波器后，由高速数据采集模块进行采样、存储、数字信号，主要是集成了传感器、信号现场处理器、超高频检测技术、网络接入技术等技术，实现远程对GIS局部放电的情况进行监控和分析，一旦发现存在局部放电的现象，会及时采取故障报警措施，提示值班人员及时对局部放电现象进行分析，从而保证变电设备运行的稳定性。
2.3 断路器在线监测技术及故障分析
针对断路器的在线监测技术主要是对断路器的运行状态、温度、绝缘等方面进行监测，具体如下：
（1）断路器运行状态的在线监测。对断路器运行状态下机械特性的监测，主要是结合电子技术、计算机技术等先进技术，对开关每一次的分、合操作的运行时间以及运行速度进行详细的记录，再将提取的断路器运行的各项参数变化进行分析，即可分析出断路器的运行是否存在故障，如，磨损、老化、生锈、变形、装配不当等故障，都能够准确的分析出来，对断路器的故障分析有着极大的作用。
（2）断路器运行温度的在线监测。断路器在正常运行的状态下，从对温度的监测就能推测出断路器是否存在故障，一旦温度参数超出规范指标，说明断路器故障运行，设备也会采取报警措施，及时对断路器的故障进行控制，避免故障的进一步恶化。对断路器运行温度的在线监测主要采用红外热像仪，红外热像仪对温度十分敏感，能够准确的诊断出断路器的运行温度。红外热像仪主要通过对断路器的导电回路电阻的检测，并通过对运行温度能够判断开关的接触是否正常，众所周知，如果接触头接触不良的话，导电回路的电阻就会增加，功率增加温度升高，红外热像仪就可以测量出温度，并从温度的参数中分析出断路器的故障现象。
（3）断路器绝缘的在线监测。绝缘是变电设备安全运行的重要保障之一，然而，在断路器运行的过程中，经常因为绝缘的问题而引发断路器的故障，因此，做好断路器绝缘的在线监测非常有必要的[3]。绝缘的在线监测技术，主要是对变电设备的绝缘参数变化进行监测和分析，一旦发现断路器的绝缘参数超出规范值，说明断路器设备存在绝缘故障，并实施报警，为断路器监测工作人员提出重要的参考依据，也是作为证明断路器绝缘故障的重要依据。断路器绝缘在线监测技术能够有效监测数局部放电、漏电、介质损耗等故障信息，对保证断路器设备安全运行有着极大的作用。
例如，图1为某市区变电设备在线监测技术对变电设备故障的维护方式，主要分为主动维护和被动维护，主动维护是通过在线监测技术能够及时发现潜在的故障风险，而被动维护一般都是故障发生之后才会被监测到的（如图1所示）。
3 结束语
变电设备在运行的过程中，故障的发生在所难免，而故障发生的程度以及故障发生造成的经济损失、人员伤亡等也有着一定的差异，为了避免变电设备故障的发生或降低变电设备故障造成的损失，需要对变电设备做好在线监测及故障的分析，一旦发现故障，要及时采取处理措施，避免故障恶化带来更大的经济损失。通过文章对变电设备在线监测技术及故障分析的探讨，作者主要从变压器、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）以及断路器等相关变电设备的角度进行分析，希望通过文章的分析，能够对变电设备的安全运行、稳定运行提供参考性的建议。
参考文献
[1]王清华.对智能变电站全无线监测的探研[J].电子技术与软件工程，2013（19）.
[2]段继洲.变电设备在线监测与故障诊断技术的应用[J].自动化应用，2013（9）.
