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目录1

第1章 概论1

1.1 电气设备的绝缘故障及其危害性1

1.2 在线监测与状态维修的必要性及意义2

1.2.1 预防性维修和试验2

1.2.2 状态维修和在线监测3

1.3 在线监测技术的国内外发展概况及趋势4

1.4 在线监测系统的技术要求7

思考题和讨论题7

参考文献8

2.1.1 系统的组成9

2.1 系统的组成和分类9

第2章 监测系统的组成9

2.1.2 系统的分类10

2.2 传感器11

2.2.1 概述11

2.2.2 温度传感器11

2.2.3 红外线传感器13

2.2.4 振动传感器17

2.2.5 电流传感器18

2.2.6 电压（电场）传感器25

2.2.7 气敏传感器25

2.2.8 湿敏传感器29

2.3.1 数据的采集30

2.3 数据采集系统30

2.3.2 信号的传输和传输过程中的干扰抑制32

2.3.3 光电信号传输通道33

2.4 抗干扰技术概述37

2.4.1 硬件措施38

2.4.2 软件措施40

2.5 数据处理46

2.5.1 时域分析46

2.5.2 频域分析（频谱分析）46

2.5.3 相关分析47

2.6 诊断48

2.6.1 概述48

2.5.4 统计分析48

2.6.2 阈值诊断49

2.6.3 模糊诊断51

2.6.4 时域波形诊断57

2.6.5 频率特性诊断57

2.6.6 指纹诊断57

2.6.7 基于人工神经网络的诊断58

2.6.8 专家系统在故障诊断中的应用59

2.7 小结64

思考题和讨论题64

参考文献65

第3章 电容型设备的在线监测68

3.1 概述68

3.2.1 工作原理71

3.2 测量三相不平衡电流？k71

3.2.2 监测线路72

3.3 介质损耗角正切的监测74

3.3.1 电桥法74

3.3.2 相位差法76

3.3.3 全数字测量法78

3.4 介质损耗角正切的异频检测81

3.5 电力电容器的在线监测与故障诊断81

3.5.1 电力电容器绝缘劣化的诊断81

3.5.2 局部放电的监测82

思考题和讨论题83

参考文献84

4.1 避雷器的故障特点与诊断内容85

第4章 避雷器的在线监测与故障诊断85

4.2 补偿法测量阻性电流86

4.2.1 基本原理86

4.2.2 相间干扰的抑制88

4.2.3 自然向量补偿法88

4.3 谐波法测量阻性电流89

4.3.1 零序电流法89

4.3.2 三次谐波法89

4.4 谐波分析法监测阻性电流90

4.4.1 基本原理90

4.4.2 监测系统90

4.5 光电技术在避雷器泄漏电流在线监测中的应用93

参考文献94

思考题和讨论题94

第5章 电力电缆的在线监测95

5.1 电缆绝缘的劣化和诊断内容95

5.2 电缆绝缘的在线监测96

5.2.1 直流法96

5.2.2 电桥法100

5.2.3 介质损耗角正切法101

5.2.4 低频法101

5.2.5 电缆局部放电的监测102

5.2.6 综合诊断法108

5.3 电缆的故障定位111

参考文献113

思考题和讨论题113

第6章 红外监测与故障诊断115

6.1 红外点温仪115

6.1.1 红外点温仪的工作原理115

6.1.2 红外点温仪的分类116

6.1.3 红外点温仪的技术参数和使用要求117

6.2 红外热电视119

6.2.1 红外热电视的基本原理119

6.2.2 红外热电视的调制120

6.2.3 红外热电视的技术参数和使用要求121

6.3 红外热像仪122

6.3.1 光机扫描红外热像仪122

6.3.2 焦平面热像仪124

6.3.4 红外热像仪的技术参数和使用要求126

6.3.3 红外热像仪的图像处理系统126

6.4 电气设备的红外检测与诊断技术129

6.4.1 红外检测的基本要求和影响因素129

6.4.2 电气设备红外诊断的基本原理和方法130

6.4.3 红外诊断电气设备故障的内容及应用实例131

思考题和讨论题136

参考文献136

第7章 变压器油中溶解气体的监测与诊断137

7.1 油中气体的产生和溶解137

7.1.1 气体的产生137

7.1.2 气体在油中的溶解138

7.1.3 气体在油中的损失139

7.2.1 正常运行的变压器油中气体含量140

7.2 不同状态下油中气体的含量140

7.2.2 少油设备油中溶解气体含量141

7.2.3 变压器内部故障类型与油中气体含量关系142

7.3 油中溶解气体的色谱分析143

7.3.1 气相色谱分析的流程143

7.3.2 色谱分析的工作原理144

7.4 油中溶解气体的现场分析与在线监测146

7.4.1 脱气方法147

7.4.2 油中溶解气体现场检测和在线监测装置150

7.5 油中气体分析与故障诊断154

7.5.1 故障及其严重程度的判断154

7.5.2 故障性质的诊断155

参考文献162

思考题和讨论题162

第8章 电力变压器的在线监测与诊断164

8.1 变压器绝缘的劣化及诊断内容164

8.1.1 局部放电对绝缘劣化的影响164

8.1.2 水分对绝缘劣化的影响165

8.1.3 热对绝缘劣化的影响166

8.1.4 机械应力造成的劣化168

8.2 变压器局部放电的在线监测168

8.2.1 局部放电信号的监测168

8.2.2 监测灵敏度和抗干扰技术174

8.2.3 放电量的在线标定178

8.2.4 放电源的定位180

8.2.5 放电模式识别186

8.2.6 局部放电在线监测系统187

8.2.7 变压器局部放电的特高频监测197

8.3 温度的监测204

8.4 含水量的监测204

8.5 变压器寿命的预测206

8.6 电抗器和互感器的在线监测208

思考题和讨论题209

参考文献210

第9章 电机的在线监测与诊断213

9.1 电机的故障特点与诊断内容213

9.2 放电的监测215

9.2.1 放电类型215

9.2.3 放电信号传感器和监测方法概述216

9.2.2 监测灵敏度216

9.2.4 监测系统的组成和抗干扰措施221

9.2.5 放电源的定位和放电模式识别225

9.2.6 放电量的标定228

9.2.7 GenGuard监测系统特点228

9.3 微粒的监测233

9.3.1 烟雾监测器233

9.3.2 微粒的化学分析234

9.3.3 气体成分的在线监测234

9.4 振动的监测234

9.5 温度的监测235

9.5.1 局部温度的监测235

9.6.1 磁通密度传感器236

9.5.2 最热点温度的测量236

9.6 发电机气隙磁通密度监测236

9.6.2 气隙磁通密度分析方法237

9.6.3 水轮发电机气隙磁通密度在线监测与故障诊断238

9.7 发电机气隙间距的在线监测238

9.8 发电机励磁碳刷火花监测240

9.8.1 火花评定和监测的各种方法240

9.8.2 紫外光辐射强度监测法原理241

9.9 发电机轴电压监测242

9.9.1 轴电压监测的诊断意义242

9.9.2 轴电压产生的机理243

9.9.3 轴电压的监测和诊断243

9.9.4 轴电压和电磁数据采集装置的连接244

9.10 转子绕组的绝缘电阻和平均温度监测245

9.10.1 转子绕组的绝缘电阻245

9.10.2 转子绕组的平均温度246

9.11 电机寿命的预测247

思考题和讨论题250

参考文献250

第10章 GIS和高压断路器的在线监测与故障诊断252

10.1 概述252

10.2 高压断路器的监测内容254

10.3 高压断路器机械故障的监测与诊断256

10.3.1 断路器合闸、分闸线圈电流监测256

10.3.3 断路器振动信号的监测259

10.3.2 断路器操动机构行程及速度的监测259

10.4 GlS绝缘故障的监测与诊断262

10.4.1 电气法监测局部放电263

10.4.2 机械振动法监测局部放电264

10.4.3 绝缘故障的诊断266

10.4.4 干扰的分析与抑制267

10.4.5 局部放电的特高频监测268

10.5 SF6气体泄漏的检测278

10.6 GIL局部放电的监测279

思考题和讨论题281

参考文献281

常用专业名词284

参考文献291