电气设备故障智能自诊断系统

电气设备故障智能自诊断系统

黄磊 ,吴会

贵州乌江清水河水电开发有限公司 贵州省贵阳市 550002

摘要：在现代科技迅猛发展的背景下，智能技术在电气设备故障诊断中的应用呈现出显著优势。应用智能技术进行电气故障诊断能够及时发现故障并且能够准确进行故障定位，从而为故障维修人员提供可靠的工作依据。为了降低人工排查电气设备故障的难度，提升电气设备故障诊断的智能化水平，设计了一种电气设备故障智能自诊断系统，该系统能准确地判断电气设备发生故障的元器件，缩短排查故障时间，提高工作效率。

关键词：电气设备故障；智能自诊断

引言

电力设备是电气系统运行中的关键组成部分。不同电力设备在运行中所产生的故障类型具有多样化和复杂性，严重影响电力系统的安全稳定运行。同时，在电力设备长期运行过程中，故障问题的发生是难以避免的。因此，增强电气故障诊断的及时性、准确性是降低电气故障影响电力系统正常运行的重要前提。在电气故障诊断中应用智能技术能够快速、高效地检测出电力系统运行中存在的各类型故障，并且能够借助智能技术实现对电力设备故障隐患的排查，从而加强对电力系统运行的检验，及时对故障隐患设备进行维修养护，实现电力系统的高效运行。

1电气设备可靠性分析

1.1准确的故障诊断方法

有多种技术可用于通过定性检测图像分析来确定电气设备的热严重性。其中一项技术是通过确定每个电气设备的实际最高温度并根据标准评估其状况来进行直接解释。最高温度由指定选定区域内的最高像素值。然而，这种技术有时会产生误导。这是因为电气设备的温度会受到环境温度不同程度的影响。因此，还必须考虑与环境温度不同的相对温度。计算直方图或直方图距离是另一种可用于两个物体之间的相似性。在这种情况下，计算每个区域的直方图并与其他区域进行比较。另一种推荐的方法是分析分割区域的梯度。利用梯度分析技术的一个优点是可以识别电气设备中热点的来源，所有这些参数都可以作为输入特征的决策过程。电气设备检测通常可用于比较相似设备之间的故障，但可能需要显示故障的严重程度。机电系统的故障诊断往往依赖于对满载发热点的预测和设备在该温度下的耐久性。由于需要预测系统满负荷运行时的最高温度，因此必须探索预测设备可靠性和使用寿命的新方法。

1.2智能诊断系统

由于电气设备对预防性维护的需求过大，迫切需要一个更可靠、更健壮的智能系统。到目前为止，由于设备的不同特点，已开发的智能系统只能用于特殊用途的电气设备。因此，必须设计和开发一个智能系统模型，以适应电气故障点成像质量问题。对于在室外进行的检查，拍摄的图像通常会受到噪声的影响。因此，必须探索一种先进的图像处理技术和新的算法来解决这些问题。所开发的模型应能适应各种因素的复杂相互作用，并能为未来的扩展提供支持。

2电气设备中常见的热故障

电气设备额定功率表示设备在不被损坏的情况下可以传导的能量值。如果设备在高于其规格的功率下运行，过大的功率会导致设备过热，从而缩短设备的寿命和效率。特别是陈旧的老化电线、不适当的修改或不合格的且无能力支撑现有负荷的电气设备，在某种程度上这种情况可能导致电气设备燃烧。新的电气设备也不能免于这种情况，随着时间的推移，电气装置及其接触面将开始老化，导致电阻增加。电气系统中的故障可分为电气连接不良、短路或开路、过载、负载不平衡和设备安装不当等。在大多数情况下，电气连接不良是电气系统线路的常见问题之一。根据调查，几乎一半的热问题是在导体连接附件和螺栓连接中发现的。这些问题主要是由于连接松动、腐蚀、生锈和未充分使用抑制性润滑脂造成的。这类问题可以通过红外热像仪检测热模式来识别，包括最高温度点指示问题的位置。在检查过程中，如氧化电缆连接导致发热点温度超过70℃。一般会产生燃烧迹象。这种情况需要立即注意并及时修理。如果氧化和电弧损伤无法修复，建议更换零件和电缆。

3电气设备故障智能自诊断系统的构成

3.1触点检测装置

电气设备二次回路的主要作用是对一次回路及其设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护。因二次回路元器件多，故障率远远大于电气设备一次回路，在实际工作中，对二次回路的元器件故障处理是一项非常复杂且麻烦的工作，需要维修人员具有大量的专业知识和经验，常用的电气设备二次故障处理方法有电位测定法、替代法、开路法、电流测定法，其中最常用的电位测定法能快速和准确地查找出故障元器件和线路。在常见的故障中，元器件损坏、线路接触不良或断路最为常见，这些故障都能通过电位测定法进行检查，该研究通过触点检测装置实现触点电位测定法自动测量电位信号来自动分析触点在二次回路中的工作状态。触点检测装置通过信息采集模块采集触点电平信号，通过对每个触点工作时产生的电平信号进行分析处理，来分析判断元器件的工作状态，提取特征送入神经网络模型进行处理，对采集的电平信号进行分类处理，从而获取与之对应的元器件的工作状态，并且可以通过存储介质对触点的状态数据进行存储。

3.2视觉检测装置

电气设备一次回路的主要作用是用于传输、变换和分配电力电能的主回路，其中作为主要控制设备的真空接触器故障也是电气设备经常出现的故障。在现有技术中对真空接触器的故障检测多对机械故障进行检测，可以检测传动杆卡涩故障、驱动弹簧疲劳、外部连接螺丝松动等故障，但是对于真空管内部的触点是否正常接触不能够有效诊断，在真空接触器内部触点发生故障时不易发现，是故障检测的难点。针对该问题，笔者设计一种新的视觉检测装置，主要用于检测真空接触器动导杆位置的图像信息。

4电气设备故障智能自诊断系统的应用

电气设备故障智能自诊断系统设置数据获取模块，获取触点检测装置和视觉分析装置采集的故障信息，同时该系统在电气设备内部设置温度传感器、湿度传感器、弧光检测传感器。在实际应用中，电气设备一次回路发生故障产生弧光时，触发弧光检测传感器，同时温度传感器、湿度传感器实时检测电气设备内部环境信息。另外，设置报警值，当温度信号和湿度信号超过报警值时，对维修人员发出警报信息，维修人员可以通过报警信息快速定位发生故障的电气设备，提高检测效率。系统数据获取模块将全部数据信息通过无线传输或有线传输的方式传输至远程监控模块，远程监控模块包括云端大数据监控平台和手机监控平台，从而可以将处于工作现场的电气设备的实时信息上传至云端。通过云端可以实时获取电气设备内部各个触点的工作状态、真空接触器的风险等级及电气设备内部的温度、湿度等内部环境信息，并可对真空接触器的闭合次数、当前闭合状态等实时监测，实现对现场的电气设备随时随地的监控，及时提供电气设备内部的各种信息、维修建议和报警信息。

结束语

智能技术在电气故障诊断中的应用能够实现精准、快速、有效地诊断电气系统故障，从而为故障解决提供可靠依据，保障电气系统运行的稳定性、安全性以及高效性。同时，随着多元化人工智能技术在电气故障诊断中的广泛应用，智能技术呈现出了广阔的应用前景，但其在故障诊断中的问题也逐渐暴露出来，因此仍需加强对智能诊断系统的优化应用研究。电力行业相关工作人员应进一步加强智能技术在电气故障诊断中的应用，为充分发挥其技术优势提供有效参考。

参考文献

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