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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？k 71

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