第六节 电气设备检修制度的发展

一、检修制度的发展过程

纵观世界各国电气设备的维修历史，其检修制度大致可分为三个阶段：即事故后检修、定期检修和状态检修。目前发展的趋势是由定期检修向状态检修过渡。

（1）事故后检修。这种检修制度是当电气设备发生故障或其他失效时进行的非计划性维修。即坏了就修，不坏不修，是早期设备管理的一种主要形式。

（2）定期检修。定期检修是20世纪50年代从前苏联引进的一种检修制度，它以时间周期为基础。所谓定期检修是指按主管部门颁发的全国统一规程所规定的项目、周期等进行的检修。例如，DL/T 573《电力变压器检修导则》规定，电力变压器一般在投入运行后的5年内和以后每隔10年大修1次，一般每年小修1次；DL/T 574《变压器分接开关运行维修导则》规定，有载调压变压器大修的同时，进行分接开关大修，有载调压变压器小修的同时，进行分接开关小修，每年1次，而且都规定了相应的维修项目。虽然这种维修制度对减少和防止事故的发生起到了积极的作用，但随着电气设备的电压增高、容量增大、结构复杂化，暴露出这种检修制度的不足，主要表现如下：

1）具有盲目性和强制性。由于定期检修是到期必修，既不考虑电力设备制造质量的差异，也不考虑电气设备实际的运行条件和运行状态，实行“一刀切”，这就具有很大的盲目性和强制性，因而会造成电气设备的“过度维修”或“维修不足”。前者会浪费大量的人力、物力和财力，后者可能导致电气设备在两次维修周期内发生故障。例如，某电厂主变压器220kV侧A相避雷器，在投运时间不到1个月就因密封不良而受潮导致爆炸。

2）导致新的隐患。在“过度检修”过程中，由于检修者技术不佳、工艺不良或管理不善，在频繁的拆装过程中就容易造成新的隐患，例如，某50MVA的电力变压器，维修后，110kV侧分接头2的直流电阻超标，反复查找找不出原因，最后把分接头2的静触头紧固螺丝紧了半圈后，直流电阻合格；又如某30kVA的三相油浸式配电变压器，大修后就检查出有短路故障。东北某农电局曾多次检出大修后电力变压器的绝缘缺陷。

3）耐压试验可能对绝缘造成损伤。由于在维修中要对电气设备绝缘进行耐压试验，而施加的试验电压又远高于其额定电压，所以就可能在试验过程中对绝缘造成不可逆的损伤，它不仅可能缩短绝缘寿命，而且可能引发事故。有的电气设备在检修后，投入运行时间不长就发生绝缘事故，可能与耐压试验造成的绝缘损伤有关。

基于上述，状态检修已引起国内外电力工作者的普遍关注，我国目前也开始研究状态检修，以期改革定期检修制度。

（3）状态检修。状态检修的观点是英国于1970年提出的，后来又经世界各国不断完善，逐步用于实践。这种检修制度是以状态监测和故障诊断为基础，从电气设备的实际工况出发，根据收集到的状态信息进行处理和综合分析，确定电气设备是否需要维修，以及需要维修的项目和内容，所以状态检修具有极强的针对性和实时性。通常可以简单地把状态检修概括为“当修即修，不做无为的维修”。电气设备从定期检修向状态检修过渡是检修思想和方法的重大变革，具有广阔的发展前景和巨大的社会经济效益，主要表现如下：

1）提高供电可靠性。由于采用状态检修后停电次数随之减少，使供电可靠性提高。例如，东北某电业局实行状态检修后，供电可靠性指标由1987年的99.7%提高到1993年的99.83%，每年多售电400万kW·h；再如，山东某电业公司实行状态检修后，1997年的停电次数比1996年减少33.7%，1998年比1997年减少6.7%，其供电可靠率达到99.83%。

2）经济效益显著。由停电次数减少，直接和间接经济效益都相当可观。据国外资料报道，1995年美国电科院与Com Edison电厂合作对10台机组安装了状态监测装置，实施状态检修，经计算，开始2年的经济效益超过1600万美元。英国曾对状态检修所得的节约作过估计，认为这种节约相当于年总产值的1%，考虑各部门的差别，具体在0.5%～3%之间。我国山东某电业公司1998年的维修费用为305万元，比1996年减少49%，故障停电时间下降43%，增加供电量为345kW·h，获得的经济效益为500多万元。

3）设备事故和人身事故减少。目前，我国实行状态检修的单位虽然不多，但现有的实践已经表明，实行状态检修对减少设备和人身事故起到重要作用，有助于形成良好的安全局面。

4）减少大修次数。采用状态检修后，通常都能使大修时间间隔延长，与定期检修相比，其相应的检修次数也就减少了。美国一家公司认为采用状态检修后，主要设备的大修周期由3年延长到7～8年（实行状态检修后实际上不存在维修周期的概念，应为两次检修的时间间隔）。

目前，我国在总结几十年来电气设备管理经验的同时，借鉴国外现代设备管理方面的先进经验，确定应用诊断技术进行状态检修为设备检修的发展方向，进行广泛的试点、总结和推广，为探索有中国特色的现代化电气设备管理进行尝试。

二、状态检修的关键

研究表明，状态监测与故障诊断既是状态检修的基础，又是状态检修的关键。状态监测是状态特征量的收集过程，故障诊断是特征量收集后的分析判断过程。

目前状态特征量收集的主要途径如下：

1.在线监测

在线监测是连续自动监测的动态诊断方法。它是收集特征量的重要手段和途径。该技术有三个要素：即信息采集、数据处理与分析、处理意见与决策。关键是究竟要对哪些量进行监测才能得到有用的信息。诚然，设备不同，反映其状态的特征量不完全相同。目前我国在发电机、变压器、电容型产品、电缆、避雷器、高压断路器、GIS等电力设备上都不同程度地采用了在线监测技术，安装了在线监测装置，积累了一些好的试验，这对进一步推广在线监测技术具有重要意义。然而，要灵敏、有效地反映绝缘状态还需要重点研究信息传递手段、绝缘劣化的机理和规律、干扰的抑制等，使在线监测技术不断完善，为状态检修提出可靠的特征量。

目前，电力变压器在线监测的方法有：①化学方法，包括油中气体含量、油中氢气含量、油中氢气和一氧化碳、油中乙炔在线监测等；②电气方法，常用的是局部放电、铁芯多点接地电流的在线监测等。其中变压器油中气体含量、局部放电在线监测是开展较早和应用较广泛的两种在线监测技术。图1-17为油中溶解气体色谱分析法判断电力变压器故障的诊断流程图。

水轮机的在线监测系统应包括如下几方面的内容：机组稳定性状态监测子系统、机组效率状态监测子系统、机组气蚀状态监测子系统、发电机运行状态监测子系统和其他系统传输的开关量、模拟量等。并且包括将这些系统整合起来进行数据管理、诊断及网络发布的状态诊断网络，通过这一网络，则可使各生产单位及管理部门可随时灵活地管理机组状态信息，达到为生产和检修服务的目的，其框图如图1-18所示。

2.离线试验

离线试验主要是传统的预防性试验，它虽然有不足之处，但目前仍是电气设备绝缘诊断的基本方法，也是收集绝缘缺陷和故障特征量的重要手段和途径。只是当前迫切需要引入新的反映设备状态的新参数，研制新装置，研究新手法、新技术，以提高检测的有效性。近些年来研究推广的色谱分析、局部放电、糠醛分析、频率响应分析等项目都是行之有效的，应当继续总结经验，不断完善，以便从多方面为设备状态提供特征量。

应当指出，在线监测与离线试验是相辅相成的。如在线监测发现事故隐患后，必要时可在离线状态下进行较为全面、彻底的试验和检查。

3.完善设备的档案

设备档案可以提供大量的状态信息，所以不可忽视。设备档案应当包括出厂试验、历次试验报告、维修记录、运行记录、故障记录和异常现象等，为状态分析提供依据，为统计分析奠定基础。

4.故障诊断

通过离线试验和在线监测等手段采集信息后，应进行处理分析做出正确判断。目前多采用专家系统。它是一种有人工智能功能的计算机程序，其中包括知识库、推理机、综合数据库、解释接口或人机界面和知识获取。现场开发的电力变压器故障诊断专家系统如图1-19所示。诊断其他设备的专家系统还有待于进一步开发。

状态检修是一个系统工程，它在我国刚刚起步，有的单位进行了初步尝试，取得了很好经验，主要是将以在线监测为主、离线试验为辅的状态监测手段相结合。通过正确诊断充分了解设备的绝缘状态，掌握绝缘老化的规律、老化程度及剩余寿命，就可能逐步实现由定期检修向状态检修过渡，创造更大的经济效益。