状态监测与故障诊断技术

第一节 状态监测与故障诊断的基本知识一、状态监测与故障诊断的意义及发展现状状态监测与故障诊断的意义及发展现状1．状态监测与故障诊断的定义通俗地说，状态监测与故障诊断就是给机器看病。

人不可能不生病，机器在运行过程中出现故障也是不可避免的。

人生了病需要求医就诊，机器出了故障也要找“医生”诊断病因。

医生对病人的诊断是基于体征检查（先看体温，再进行验血、X 光、心电图、B 超、…、甚至CT 等）基础上的分析判断，对机器故障的诊断同样也是基于状态监测（先看总振动值，再求助于频谱、波形、轴心轨迹、趋势图、波德图、全息谱图等）基础上的综合性分析判断。

状态监测状态监测是指通过一定的途径了解和掌握设备的运行状态，包括利用监测与分析仪器（在线的或离线的），采用各种检测、监视、分析和判别方法，对设备当前的运行状态做出评估（属于正常、还是异常），对异常状态及时做出报警，并为进一步进行的故障分析、性能评估等提供信息和数据。

故障故障是指机械设备丧失了原来所规定的性能或状态。

通常把设备在运行中所发生的状态异常、缺陷、性能恶化、以及事故前期的状态统统称为故障，有时也把事故直接归为故障。

而故障诊断故障诊断故障诊断则是根据状态监测所获得的信息，结合设备的工作原理、结构特点、运行参数、历史状况，对可能发生的故障进行分析、预报，对已经或正在发生的故障进行分析、判断，以确定故障的性质、类别、程度、部位及趋势，对维护设备的正常运行和合理检修提供正确的技术支持。

2. 状态监测与故障诊断的意义状态监测与故障诊断技术的由来及发展，与十分可观的故障损失以及设备维修费密切相关，而状态监测与故障诊断的意义状态监测与故障诊断的意义则是有效地遏制了故障损失和设备维修费用有效地遏制了故障损失和设备维修费用有效地遏制了故障损失和设备维修费用。

具体可归纳如下几个方面：（1）及时发现故障的早期征兆，以便采取相应的措施，避免、减缓、减少重大事故的发生；（2）一旦发生故障，能自动纪录下故障过程的完整信息，以便事后进行故障原因分析，避免再次发生同类事故；（3）通过对设备异常运行状态的分析，揭示故障的原因、程度、部位，为设备的在线调理、停机检修提供科学依据，延长运行周期，降低维修费用；（4）可充分地了解设备性能，为改进设计、制造与维修水平提供有力证据。

高压开关柜的在线监测与故障诊断技术高压开关柜是电力系统中重要的电气设备之一，用于控制和保护电力系统中的电器设备。

其在线监测与故障诊断技术的研究和应用对于确保电力系统的稳定运行和故障快速处理具有重要意义。

本文将从高压开关柜的在线监测技术和故障诊断技术两个方面展开论述。

高压开关柜的在线监测技术是指通过传感器和数据采集装置将开关柜的运行状态参数进行实时监测，并通过远程通信技术传输到监控中心，进行实时分析和监控。

其主要包括以下几个方面的内容：第一，温度监测。

高压开关柜中的电器设备在运行时会产生一定的热量，如果温度过高可能导致设备失效或发生故障。

因此，通过设置温度传感器对高压开关柜的关键部位进行温度监测，可以及时发现异常情况并进行预警。

第二，电流监测。

高压开关柜中的电流是电力系统正常运行的基本依据，通过安装电流传感器对高压开关柜中电流进行实时监测，可以掌握设备的运行状态，提前预防设备过载或短路等故障的发生。

第三，压力监测。

高压开关柜中的气体压力是其正常运行的重要参数，通过安装压力传感器对高压开关柜中的气体压力进行监测，可以及时发现气体泄漏或压力异常，防止设备损坏或发生爆炸等事故。

第四，湿度监测。

高压开关柜中的湿度会影响设备的绝缘性能和运行稳定性，通过安装湿度传感器对高压开关柜中的湿度进行监测，可以及时发现湿度过高或过低的情况，采取相应的措施保障设备的正常运行。

高压开关柜的故障诊断技术是指通过监测和分析高压开关柜运行时产生的信号，判断设备是否存在故障，并通过相应的算法和方法对故障进行诊断和定位。

其主要包括以下几个方面的内容：第一，振动分析。

高压开关柜在运行时会产生一定的振动信号，通过对振动信号进行分析，可以判断设备是否存在运行不稳定、松动或其他故障。

第二，红外热像技术。

通过红外热像仪对高压开关柜的外观进行拍摄，可以观察设备局部温度分布情况，通过温度异常点的识别和定位，判断设备是否存在故障。

第三，气体分析。

高压开关柜在运行时会产生一定的气体，通过对开关柜内气体的成分和浓度进行分析，可以判断设备是否存在绝缘失效、短路故障等情况。

电气设备状态监测与故障诊断技术运用发布时间：2021-04-22T14:46:01.847Z 来源：《当代电力文化》2020年29期 作者： 李连锋[导读] 近年来我国社会行业的不断发展，电气工程项目在我国各行各业都得到了较为广泛的用。

李连锋

新疆伊犁河流域开发建设管理局 新疆伊宁市8350000

摘要：近年来我国社会行业的不断发展，电气工程项目在我国各行各业都得到了较为广泛的用。在日常的电气设备维修中，大多都是每年制定维修计划，然后往下延伸制定月计划，最后根据计划逐步实施，这种计划性的维修看似涵盖了所有设备，其实存在着许多漏洞。随着电气设备的不断更新和飞速发展，各行各业的生产模式都逐步走向自动化阶段，一些高危和重体力岗位都逐渐被智能装备所代替，不仅极大的提高了企业的生产效率，而且也降低的生产成本。这样的趋势下，电气设备的维修工作就突显的更加重要了。本文就电气设备状态监测与故障诊断技术展开探讨。

关键词：电气设备；状态监测；故障诊断；系统运行

引言

电气设备状态监测与故障诊断技术作为保证电气设备运行正常的关键，结合其重要性剖析，对故障诊断技术具体应用进行详细研究，目的在于更有效地保证电气设备运行正常，提高电气设备的运行效率。电气设备状态监测与故障诊断技术的应用，直接影响电气系统运行情况。 1电气设备在线监测与故障诊断的实现

总的来说，电气设备在线监测与故障诊断过程可分为运行信号检测、信号特征提取、运行状态识别、故障诊断结果几个部分。运行信号检测：根据所监测的电气设备和监测目的，选择相应的不同传感器，对电气设备的运行信号进行监测，同时将模拟信号转变为数字信号。提取信号特征：对信号中有用的部分进行保留或者增加，提取出与电气设备故障相关的一些信号，方便对其进行后续的故障诊断。运行状态识别：建立电气设备故障识别分类模型，对获得的故障相关征兆进行识别与分类，从而识别确定电气设备的运行状态。故障诊断结果：根据上述部分可得到设备运行故障的判断结果，提出实用有效的针对性维修策略。 2设备故障的概念

机泵运行状态监测与诊断技术机泵是一种关键设备，广泛应用于工业生产和城市基础设施中。

为了确保机泵的安全运行和减少停机时间，机泵运行状态监测与诊断技术应运而生。

本文将介绍机泵运行状态监测与诊断技术的原理、方法和应用。

一、机泵运行状态监测技术机泵运行状态监测技术是通过监测和分析机泵的振动、温度、压力、流量等参数，实时了解机泵的运行状态。

这项技术可通过传感器获取相关数据，并将其传输到监测系统中进行处理和分析。

常用的监测参数包括：1. 振动监测：机泵的振动是其状态的重要指标之一。

通过安装振动传感器，可以实时监测和记录机泵的振动数据，并根据振动数据的变化判断机泵是否存在异常情况。

2. 温度监测：机泵的温度也可以反映其运行状态。

通过安装温度传感器，可以实时监测机泵的温度变化，进而判断机泵是否存在过热或过冷等问题。

3. 压力监测：机泵的压力变化可以体现其工作负荷和性能状态。

通过安装压力传感器，可以实时监测机泵的进出口压力，并根据变化情况进行分析和诊断。

4. 流量监测：机泵的流量变化可以反映其泵送介质的变化情况。

通过安装流量传感器，可以实时监测机泵的流量并进行分析，从而判断机泵是否存在堵塞、泄漏等问题。

二、机泵运行状态诊断技术机泵运行状态诊断技术是基于运行状态监测数据，通过数据分析和处理来判断机泵是否存在故障或异常情况，以及确定故障的类型和位置。

1. 数据分析：通过对机泵监测数据的分析和处理，提取有效的特征参数，并建立特征数据库。

可以利用专业的数据处理软件，如MATLAB或Python等，对数据进行统计学和频谱分析，以发现数据中的规律和异常情况。

2. 故障诊断：根据特征数据库和机泵运行状态模型，将机泵的监测数据与模型进行匹配，以判断机泵是否存在故障，并确定故障的类型和位置。

常用的故障诊断方法包括模式识别、神经网络和支持向量机等。

3. 健康评估：通过运行状态监测和诊断技术，可以对机泵的健康状况进行评估。

根据评估结果，可以制定相应的维修计划，及时进行维护和保养，延长机泵的使用寿命。

电气设备状态监测与故障诊断技术1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。

特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。

电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。

“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。

设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。

“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。

设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。

简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。

广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。

1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。

但这样会导致制造成本增加。

此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。

因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。

早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。

机械设备状态监测与故障诊断机械设备的状态监测与故障诊断是指利用现代科学技术和仪器，根据机械设备（系统、结构）外部信息参数的变化来判断机器内部的工作状态或机械结构的损伤状况，确定故障的性质、程度、类别和部位，预报其发展趋势，并研究故障产生的机理。

机械设备状态监测与故障诊断技术是保障设备安全运行的基本措施之一，其实质是了解和掌握设备在运行过程中的状态；预测设备的可靠性；确定其整体或局部是正常或异常。

它能对设备故障的发展作出早期预报，对出现故障的原因、部位、危险程度等进行识别和评价，预报故障的发展趋势，迅速地查寻故障源，提出对策建议，并针对具体情况迅速地排除故障，避免或减少事故的发生。

所谓机械故障，就是指机械系统（零件、组件、部件或整台设备乃至一系列的设备组合）因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。

其内容包括●能使设备或系统立即丧失其功能的破坏性故障。

●由于设计、制造、安装或与设备性能有关的参数不当造成的设备性能降低的故障。

●设备处于规定条件下工作时，由于操作不当而引起的故障。

●设备的自然耗损，如磨损、疲劳、老化等所引起的故障。

机械故障诊断可以分类如下1．按目的分（1）功能诊断（2）运行诊断2．按方式分（1）巡回检测（2）在线监测3．按提取信息的方式分（l）直接诊断（2）间接诊断4．按诊断时所要求的机械运行工况条件分（l）常规工况诊断（2）特殊工况诊断5．按功能分（1）简易诊断（2）精密诊断设备诊断技术的三个环节（1）信息的采集（2）信息的分析处理3）状态的识别、诊断、预测和决策设备诊断技术覆盖的知识面较宽，它包括：数据采集技术，计算机数据分析处理技术，计算机诊断、预测、决策技术；设备本身的结构原理、运动学和动力学；设备的设计、制造、安装、运转、维护、修理知识；设备系统与部件的故障或失效机理及零部件可靠性方面的知识等等。

机械设备状态监测及诊断技术的主要工作内容如下（1）保证机器运行状态在设计的范围内 监测机器振动位移可以对旋转零件和静止零件之间临近接触状态发出报警。