电器设备状态检测_荣命哲,王小华,杨爱军编著_9787111642282

本书涉及电气工程、传感技术、信息技术、通信技术和人工智能等多学科技术，针对电器设备状态检测新技术，从设备劣化机理、状态感知、信号处理及通信、检测系统设计、故障诊断和电寿命评估等方面进行了探讨。全书分四大部分，共11章。第壹部分讲述电器设备状态检测的国内外研究现状，以及电器设备劣化规律，由第1～2章组成；第二部分为电器设备状态特征量信号的提取、信号处理方法、信号传输与通信，由第3～6章组成；第三部分为电器设备状态检测系统的设计，由第7～10章组成；第四部分为触头电接触性能测试系统设计，为本书的第11章。

电器设备是电力系统的核心主设备，也是实现电力系统保护、控制和调节的关键设备。电器设备状态检测与寿命评估，是保障其安全稳定运行的重要手段。随着电力设备智能运维逐步成为国内外研究的热点，新的检测技术不断涌现，故障诊断和寿命评估等技术也逐步在电器设备的状态检测中得到了推广和应用。电器设备状态检测涉及电气工程、传感技术、信息技术、通信技术和人工智能等多学科技术。
《电器设备状态检测》一书从电器设备劣化机理、状态特征量的提取、信号处理与传输、信号通信和故障诊断等方面进行了探讨。首先，研究电器设备温升特性、机械特性、绝缘特性和环境因素的劣化规律，对局部放电特高频信号随绝缘特性的变化、温度对绝缘电缆绝缘特性的劣化、SF6气体放电对气体分解产物的影响，以及机械特性劣化规律的多体动力学仿真分析进行了重点探讨。其次，针对电器设备的环氧绝缘套管泄漏电流信号、母线温升信号、机械特征信号、局部放电特高频信号等信号的提取方法进行了讨论，特别从时域、频域、时频域以及Chromatic法出发，探讨了几种实用的非平稳振动信号和局部放电高频信号的分析方法。再次，介绍了电器设备状态检测系统的设计方法，包括检测系统软硬件设计、信号传输技术、基于IEC61850的信号通信技术，以及抗电磁干扰技术。在此基础上，从故障诊断专家系统的组成、推理机制、系统构建等方面探讨了电器设备状态检测系统中的专家系统，并给出了多种人工智能算法的应用实例。最后，探讨了影响触头电寿命的关键因素、电触头在电弧作用下的失效机理、电触头接触电阻的测量方法、电触头熔焊力的测量方法等，全面描述了触头电接触性能的测试，并给出了电接触性能测试装置的软硬件设计方法。
《电器设备状态检测》是作者20多年来在电器设备状态检测与故障诊断研究方面的工作总结，集合了理论、方法和实践案例，对科研设计人员、高校教师和学生都有很好的指导和参考意义。本人愿意将此著作推荐给相关读者。电器设备是电力系统中最重要的控制和保护设备，其主要作用是接通、承载及分断正常条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（例如短路）下接通、承载一定时间并分断电流。电器设备的工作性能对于提高电力系统运行的可靠性和经济性至关重要。
自20世纪80年代我国开展电器设备状态检测技术研究以来，状态检测技术得到了长足发展。从2009年开始，我国大力推行智能电网建设，状态检测技术作为智能电器中的关键技术，其重要性进一步提高。同时，随着设备智能运行维护受到的关注度越来越高，新的检测技术不断涌现，故障诊断和寿命评估等技术也逐步在电器设备的状态检测中得到了推广和应用。概括来说，电器设备状态检测技术的发展呈现出如下几个特点：一是相关技术的成熟度和可靠性越来越高；二是设备基本上采用IEC61850通信协议，使得不同厂家的相同功能设备互换成为现实；三是非侵入式状态检测技术（如基于振动信号的机械故障诊断、基于红外原理的过热故障诊断等技术）得到了快速发展与应用；四是人工智能技术得到了较大的发展和应用。
笔者2007年编写出版了《电器设备状态检测》一书，该书以介绍中、低压电器设备状态检测技术为主。岁月如梭，一晃已经过去了12年。这12年来，高、中、低压电器设备的状态检测技术均得到了长足发展，尤其是在国家智能电网建设背景下，高压电器设备的状态检测技术发展迅猛，笔者和团队成员也研发了大量新技术并付之实际应用，故这次以高压电器设备的状态检测技术为主，再次整理编写成书，以飨读者。
全书共分11章，第一部分讲述电器设备状态检测的国内外研究现状，以及电器设备劣化规律，由第1～2章组成。在第1章综述电器设备状态检测的必要性及国内外研究现状的基础上，第2章研究电器设备温升特性、机械特性、绝缘特性和环境因素的劣化规律，对局部放电特高频信号随绝缘特性的变化、温度对绝缘电缆绝缘特性的劣化、SF6气体放电对气体分解产物的影响，以及机械特性劣化规律的多体动力学仿真分析进行了重点介绍。
第二部分为电器设备状态特征量信号的提取、信号处理方法、信号传输与通信，由第3～6章组成。电器设备的运行状态可以通过各种特征量来反映，例如母线连接处的温升可以反映母线的连接性能、局部放电特高频信号可以反映设备绝缘性能、振动信号可以表征设备的机械性能、SF6气体分解产物可以反映设备的电寿命等。电器设备状态检测的核心内容之一就是如何将特征量信号在比较恶劣的电磁环境下准确地提取出来。信号提取一般包括信号捕获、信号调理和信号传输。其中，信号捕获是信号提取最核心的技术，所使用的传感器技术对信号提取的可靠性和准确性起着决定性作用。同时，电器设备运行于高电压、强电流的环境下，信号的现场提取所使用的传感器、调理电路和传输介质等都必须具有良好的电磁兼容性能。本部分介绍了电器设备的环氧绝缘套管泄漏电流信号、母线温升信号、机械特征信号、局部放电特高频信号等信号的提取方法，特别从时域、频域、时频域以及Chromatic法出发，探讨了几种实用的非平稳振动信号和局部放电高频信号的分析方法，并简要介绍

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