大北线架空输电线路状态评估设计.docx

大北线（251）架空输电线路状态评估设计摘要：由于传统的输电线路检修方法已经不能适应电力系统现代化的要求，因此，通过状态评估来分析出线路的故障状态，然后用其结果来指导输电线路正确的状态检修，对及时修复线路和保证可靠供电是十分重要和必要的。本论文对当前电力系统输电线路的状态评估问题进行了详细的研究，介绍了电力系统输电线路状态检修和缺陷预测，并对输电线路的污闪、预防进行了介绍和对架空送输电线路进行了分析，与此同时还提出了输电线路状态评估的FTA算法。关键词状态检修；缺陷预测；污闪；状态评价; 可靠性; FTA算法 毕业设计任务书毕业设计论文题目：大北线（2003年）架空输电线路状态评估设计一、 毕业设计（论文）基本要求：1、 掌握架空输是线路状态评估和各种理论基础及相关数学模型。2、 能使用C语言和VB语言进行编程。3、 能用独立开发的评估软件对所研究的架空输电线路进行状态评估。4、 独立完成毕业设计。二、 毕业设计（论文）原始数据及次料：1、 三牵线基本情况：大同大北线，全长22。98km。在此线路中共有杆塔74根，绝缘子4675个，金具4000个，导地线365根，基础及扫地装置107基。2、 大北线2003年线路主要部件的缺陷或故障情况：（具体数据见论文附表）（1） 杆塔情况：（2）绝缘子情况：（3）金具情况：（4）导地线情况：（5）基础及接地装置。三、 毕业设计（论文）主要内容：1、 架空输电线路状态评估原理和方法。2、 状态评估数学模型的建立和功能和程序设计。3、 对实际线路进行状态评估。四、 学生应交了设计文件（论文）毕业设计论文一本主要参考文献（资料）1中国南方电网有限责任公司。输变电状态评价标准：南方电网，2004。2杨晶。VB6.0程序设计(第二版)M.北京:清华大学出版社，2002.3郭永基，电力系统可靠性分析（上、下册）M.北京：清华大学出版社，1998.4许倩，王晶，束洪春.电力设备状态检修技术研究综述J.电网技术，2000（8）。5杨以涵，唐国庆。专家系统及其在电力系统中的应用（第一版）M.北京：水利电力出版社，1995。6黄雅罗，黄树红，彭忠泽等。发电设备状态检修（第一版）M.北京：中国电力出版社，2002。7杨以涵，唐国庆.专家系统及其在电力系统中的应用（第一版）M.北京：水利电力出版社，1995。目 录摘要：1关键词1毕业设计任务书11 21世纪中国输电线路发展前景展望61.1 国外输电技术的发展情况62 电力线路的状态检修82.1 电力线路的状态检修概述92.2 状态维修技术的内容92.2.1 预测性检修102.2.2 可靠性评估102.2.3 在线与离线监测技术112.3 实施状态检修的模式122.4 状态检修的优点142.4.1 设备状态检修的局限性142.5 状态检修技术及其辅助分析系统的应用142.5.1 状态分析用数据的采集152.5.2 状态分析模型的建立152.6 状态检修计算机辅助分析系统172.6.1 系统的设计思路172.6.2 主要模块和功能182.7 实施状态检修应开展的研究工作192.7.1 先进传感器技术192.7.2 信息处理技术192.7.3 信息及数据传输技术202.7.4 故障信号分类及判断技术202.7.5 可靠性评估及寿命估计212.8 我国开展状态维修的现状212.8.1 状态维修尚处于起步阶段212.8.2 做好前期工作222.9 发展前景223 电力线路的缺陷预测233.1 缺陷预测的可行性233.2 缺陷预测的对象233.3 缺陷预测方法的选择244 输电线路中故障与预防254.1 输电线路的污闪与预防254.1 .1 污闪事故的特点及原因254.1.2防止污闪事故的措施264.2 高压输电线路环境对通信设备的影响分析284.2.1电磁耦合影响285 架空线路的基本内容315.1 架空线路的组成及其作用315.2 架空线路存在的问题和架空路径的要求346 架空送电线路单元设备状态评价346.1.2 符合下列条件，为二类设备356.1.3 达到下列条件之一者，为三类设备356.1.4 达到下列条件之一者，为四类设备356.2 绝缘子评价366.2.2 符合下列条件，为二类设备366.2.3 达到下列条件之一者，为三类设备366.2.4 达到下列条件之一者，为四类设备376.3 导、地线评价376.3.1 全部满足下列条件者，为一类设备。376.3.2 符合下列条件，为二类设备386.3.3 达到下列条件之一者，为三类设备386.3.4 达到下列条件之一者，为四类设备396.4 金具406.4.1 全部满足下列条件者，为一类设备。406.4.2 符合下列条件，为二类设备406.4.3 达到下列条件之一者，为三类设备406.4.4 达到下列条件之一者，为四类设备406.5 基础及防护设施及评价406.5.1全部满足下列条件者，为一类设备。406.5.1 符合下列条件，为二类设备406.5.3 达到下列条件之一者，为三类设备416.5.4 达到下列条件之一者，为四类设备416.6 防雷设施及接地装置评价416.6.1 防雷设施评价416.7 其他辅助设施评价436.7.1 巡线及汽车运输便道评价436.8 线路防护区446.8.1 防护区树木情况评价446.8.2 线路防护区内建筑物情况评价456.8.3 线路防护区内或防护区附近施工及其他作业评价467 基于状态空间法的单回架空输电线路的双态天气模型的可靠性分析487.1 理论知识487.1.1 状态空间法分析电力系统可靠性的步骤：487.1.2 双态天气马尔柯夫模型487.2 基本公式497.2.1 统计方法一：497.2.2 统计方法二：507.3 计算实例518 架空输电线路运行状态评估的FTA算法548.1 基本原理：548.2 算法的基本公式：578.3 实例分析：58结论60致谢60参考文献6221世纪中国输电线路发展前景展望1.1 国外输电技术的发展情况1.2 中国输电线路建设的成就1.3 “西电东送”与电网建设1.4 对专业技术发展的几点建议2 电力线路的状态检修随着电网规模的逐渐扩大，电力网络及线路的结构也越来越复杂。由于长期以来“重发轻供”思想的影响，对电力网络和线路的发展不够重视,造成网络相对薄弱。线路的安全、可靠运行对电力系统有着重要意义。电力线路运行的安全性与可靠性取决于两方面的因素：其一是线路的设计、施工均要满足各种安全性、可靠性的指标；其二是电力线路的运行、检修、诊断等措施的有效实施。后者要求线路运行管理部门对其所管辖的线路的缺陷状况有全面的了解和掌握，对线路的缺陷有重点、有次序地安排检修，并为即将进行的检修工作做好人力、物力的准备。因而，如何科学地处理缺陷数据并安排检修已成为线路管理部门一个重要的课题。计算机技术的蓬勃发展，为实现从线路缺陷数据的积累、综合、处理，到辅助决策提供了高效率的工具。供电局线路管理部门的管理信息系统(MIS)已为线路的管理和缺陷数据的积累与综合提供了成熟的软件手段，但关于如何从海量数据中提取有效的信息以指导检修工作的手段，即电力线路运行检修的辅助决策系统(decision support system,缩写为DSS)在国内尚未很好地开发和应用。线路状态检修系统的目的是通过对目前线路运行中存在的缺陷的分析，科学地安排线路检修次序，提高电力线路运行的健康水平。2.1 电力线路的状态检修概述最早开展的“预测维修技术”及“可靠性评估”检修技术是由航空航天系统及核电站的维修中提出来的概念。由于世界各国的努力，“可靠性评估”检修技术已在飞机的维修及核电站维修工作中获得广泛深入地应用。近年来已成功地移植于发电厂设备的维修工作之中。随着电网容量的不断增大以及用户对供电可靠性要求的提高，维修管理的重要性日益显得重要起来。如何采取合理的维修策略和正确决定维修计划，以保证在不降低可靠性的前提下节省维修费用，便成为电力系统的主要课题。长期以来，输电设备维修常用的定期维修和以定期维修为基础，根据经验决定延长或缩短维修周期的做法已不能满足要求，而是要以设备的运行状态来决定是否维修，换言之，即对输变电设备“状态维修”已经提到了议事日程。我国对输电设备实行“状态维修”已经做了很多有益的尝试，例如：河南省电力公司开展了以“测盐密指导清扫”，浙江省公司还制订了他们的企业标准“状态维修运行规程”。这都是很好的前期工作，也为我国系统地开展“状态维修技术”研究积累了一些有用的实践经验。我国电力系统要赶上国际先进水平，尽快与国际接轨，应积极开展输电线路状态维修技术的科学研究。我国国情不同于国外，应在借鉴国外先进方法、设备的同时，积极开展适合我国特色的一些研究工作，并建立起一整套科学管理模式，研究出各类监测设备，完善实时监测及离线监测系统，随时了解输电设备的运行状态，从而指导和管理输电线路的状态维修工作。2.2 状态维修技术的内容电力网的可靠性取决于发、输、变设备的运行可靠性，而对这些设备可靠性的监测及评估是状态维修的重要内容。一般而言，状态维修技术，包涵可靠性评估和预测维修技术二个分支，而这两个技术领域是互相紧密联系又有一定区别的。状态维修将涉及系统的先进的传感传输技术，信息采集处理技术、干扰抑制技术、模式识别技术、故障严重性分析、寿命估计、可靠性评价等领域。要开展全方位意义上的状态维修将需建立多系统组成的一整套实时监测和数据信号分析系统，研究完善各类监测技术。开发研究各种监测技术和仪器的同时分析、完善各类的测试标准。这需要投入大量的科研经费，组织一批研究人员，进行系统地、深入地研究。2.2.1 预测性检修预测性检修是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排维修的技术。其关键是依靠先进的故障诊断技术对潜伏故障进行分类和严重性分析判断，以决定设备（部件）是否需要立即退出运行和应及时采取的应对措施。故障诊断技术的发展首先决定于能否获取尽可能多的有用的信息，这是数据处理和诊断决策的基础。开发研究各种新型监测仪器（含在线监测仪器）提交诊断水平和决策依据是实施状态维修的前提。对采集到的大量信号进行加工处理要比信号采集本身更困难，因为信号加工和处理的目标是存留有用的信号，而有用的信号要从现场大量的背景干扰信号中去提出，现场的信号信噪比很大，这就要求故障探头信噪比高，灵敏、分辨率高、频带宽、性能良好。这样才能去伪存真，去粗存精，获取真正有用的信号，并进行故障分类，并判断的严重程度等。2.2.2 可靠性评估可靠性评估是在对设备或元件的运行状态进行综合监测后，采用概率统计的手段，局部可能故障，对整个系统可靠性影响评估的基础上决定维修计划的一种维修策略。可靠性评估有对具体设备或单一元件的运行寿命，可能发生故障的时间进行评估，也对整个系统的运行寿命，可能产生故障的时间进行综合评估。对系统的可靠性评估是建立在对单一设备元件可靠性评估的基础之上的，只有逐一对系统中每一设备元件的可靠性评估，才能进一步完成系统的可靠性评估，因而系统的可靠性评估是一个综合的，建立在一定基础之上的，多元的结果。以输电线路为例，输电线路的可靠性评价应建立在杆塔、导线、绝缘子三大部件以及组成这些部件的元件的可靠性评估基础之上。2.2.3 在线与离线监测技术输电线路分布在平原及山地，跨越江河，穿过峡谷，最容易受到风、雨、雪、雾、冰、雷等大气环境的影响，同时还受到洪水、滑坡、泥石流等自然灾害的损害，同时工农业污染包括鸟类排便也直接威胁着输电线路的安全运行。因此，要监测输电线路的运行状态，应是一个全方位多系统组成的一整套实时监测系统。输电线路要实施全系统在线监测有一定的难度，也无必要，但对于直接影响线路安全的绝缘监测、污情监测、环境监测、雷击监测等要实施在线监测。而对于其他类型的状态监测则可以采用离线的按一定周期的巡回监测系统。2.2.3.1 在线监测系统 （a）绝缘监测系统线路的绝缘是线路运行的关键部件。目前挂网运行的绝缘子，包括瓷（棒、支柱）、玻璃及复合绝缘子，尤其是复合绝缘子得到大量采用。绝缘监测系统应加强对不良绝缘子及低劣质绝缘子的监测，特别是对复合绝缘子内绝缘、芯棒、憎水性的消失等的监测。（b）线路绝缘子污性监测等值附盐密度自动检测系统的建立，饱和盐密的监测系统或绝缘子表面泄漏电流自动检测系统的建立和完善。无论是用盐密或饱和盐密值的测定来指导清扫，或采用绝缘子表面泄漏电流预警系统来指导清扫，都是要以线路防止污闪事故的发生为前提。（c）雷击监测系统近些年，我国的雷电观测基础工作已经在许多省展开，许多省已安装了雷电定位装置，但还存在一些盲区，应该尽快逐步填平补齐雷电定位装置，以形成全国统一的系统。另外在线路的重点区段安装自动寻迹系统，除准确快捷地找到雷击故障点外，还能立即区分雷电反击或绕击导线。可以有针对性地采取措施开展防雷工作，同时也为防雷工作的理论研究积累数据。（d）环境监测系统污情监测很大程度是对大气环境的监测，大气的湿度是造成污闪的重要条件，因此对大气温度、湿度、空气中二氧化硫及各种粉尘、盐份含量的监测非常重要。还可以实施线路导线覆冰自动记录监测系统及导线振动，舞动自动监测系统，以及实现其他灾害性天气的监测等。2.2.3.2 离线巡回监测系统 （a）接地装置监测方便快捷的接地装置测量系统，可实现实时巡回检测的测量系统。（b）导线监测导线巡回测温装置检查有无过流及异常温升，导线接头及导线磨损断股（悬垂线夹及间隔棒线夹处）的巡检测量系统。（c）金具监测各类金具（包括间隔棒）磨损量及剩余强度的监测；金具锈蚀状态的监测。（d）杆塔监测塔材锈蚀及腐蚀程度监测；螺栓松动状态监测；塔位、塔身位移、偏斜、拉线盘位移、拉线松紧强度巡回检测系统。（d）杆塔基础监测杆塔基础位移，上拔或下沉及腐蚀状况巡回监测。（f）其他监测线路导线、金具、绝缘子对无线电干扰、电视干扰的特性监测；可听噪声、地面静电感应场强的巡回监测以及导线弧垂变化，交叉跨越情况变化的监测等。2.3 实施状态检修的模式所谓状态检修，就是按照设备的实际运行状态来安排检修的时间和项目，或者说是根据设备的运行状况来决定什么时间应该检修哪些项目和部位。为了改变不合理的检修管理模式,一些发达省市已经采取了状态检修的管理办法，如大连供电局、山东青岛、济宁、济南供电局等，我省前两年已提出由计划检修向状态检修过渡，但目前为止还未实施，为此要做好以下两方面的工作。(1)对运行的设备状态要进行全面细致的调查、统计和科学分析。(2)根据设备投运后发生的异常事故的普遍规律来确定检修周期，如新设备投运初期，由于制造、安装问题，以及运行人员对新设备的性能还不完全了解，操作不够熟练等原因，发生事故或障碍的概率比较大；在运行时间接近设备寿命期间时，由于部件的磨损、腐蚀或材质老化等原因是事故多发期，在这两段期间应根据运行情况适当压缩检修间隔。如新设备投运一年后，若运行情况不正常应进行检查性大修一次。a 统计分析设备启动、停运操作的次数；过负荷或超参数运行的有关数据和时间；设备其它异常运行的有关数据和影响；以及系统事故对设备可能造成的影响等来确定检修周期和检修部件。如设备启停操作频繁可能加快某些部件的磨损，变压器受到出口或近区短路事故的冲击可能会造成线圈变形，通过全面、系统的分析，可以判断设备哪些部位或部件受到损害及其损坏程度，决定是否需要检修和检修哪些部位。b统计分析设备在运行中出现缺陷的数量、频率和性质，判断可能发生的故障和对设备安全运行的影响，决定是否需要检修和检修哪些部位。c断路器应根据断开短路电流的大小和次数，决定是否需要检修。如40kA的SW2-110型断路器，按照检修工艺规程规定，当断开80%及以上、80%以下额定开断电流分别达到4次和6次时即应进行检修等。从上述几项工作可以看出，要做好这些工作，必须对设备的运行情况进行深入细致的调查、统计分析。2.3.1 采用先进完善的科学诊断手段(1)加强技术监督工作。化学监督、金属监督工作中应用红外测温仪、振动仪等方法,定期进行严格的全项检验,通过分析,及时掌握设备的磨损、腐蚀、蠕胀、过热、材质老化变质等情况,以便确定是否需要检修和检修哪些部位。 (2)电气设备按预防性试验规程要求,定期进行严格的全项试验，通过分析及时掌握设备的绝缘状况。如通过对充油电气设备绝缘油中溶解气体的色谱分析，了解总烃、H2和C2H2含量是否超标，从而可以判断设备内部有无局部放电和严重过热等情况，进一步决定是否需要检修和检修的部位。(3)有完善的在线监测技术手段，可以在运行中对设备进行技术监测。如汽轮发电机振动在线诊断；变压器局部放电和局部过热诊断；绝缘油中气体分析在线诊断；避雷器故障在线诊断；电容器绝缘在线诊断等，通过在线监测可以及时发现设备内部故障情况，进一步决定设备是否需要检修和检修的部位。2.4 状态检修的优点通过上述两方面的工作，不仅可以决定设备何时需要检修，而且可以进一步决定应有哪些检修项目和应检修的部位。从而可以避免计划检修那种盲目求全，泛泛检修的现象，这样既可以提高检修效益，确保检修质量，又可以缩短检修工期，无论对企业，对电网的安全运行都大有好处。经验证明，有些初始状态和运行状态都有很好的设备，经过带有一定盲目性的检修后，反而破坏了原有的良好状态甚至造成事故，按照状态检修法，可以避免出现这种情况。2.4.1 设备状态检修的局限性对封闭的设备内的结构，外部观察不到位，如海东供电局330kV阿兰变电所10kV高压室022刀闸C相触头严重伤损，引起02#开关和022刀闸柜内母排对柜体放电，使主变出口短路，引起主变绕组变形。有些缺陷外部没有异常现象，试验结果也不能正确反映，这会使设备隐患长期潜伏，久而久之导致事故，因此，我们在实际设备检修中，在提高设备检修质量和检修工艺的同时，要严把设备验收关，特别是一些基建、技改工程投入前要全面细致地验收，要具备零缺陷投运，当然更为重要的是还需要把周期性检修和状态检修结合起来，特别是新投运的设备如变压器、互感器、开关等,投运至首次大修之间,遵守规定的检修周期很有必要，如投运一年后，进行一次检查性大修。2.5 状态检修技术及其辅助分析系统的应用目前，在我国电力行业中应用得最为广泛的是基于时间的预防性检修模式（定期检修模式）。近年来，随着技术的发展和社会的进步，状态检修作为一种较定期检修模式更能降低维修成本、缩短检修停电时间、延长设备寿命的检修模式，已越来越受到我国电力企业的欢迎。国外从 20 世纪 80 年代初加强了对状态检修技术的研究，开发了许多在线监测和故障诊断设备，同时在理论研究方面也取得了较大进展。出于成本和技术等原因，在我国电力企业中大量采用在线监测和故障诊断设备尚有一定难度。绍兴电力局于 1995 年开始对状态检修技术进行研究，本文主要总结了绍兴电力局的状态检修模式：全面集成和综合运用变电设备日常运行检修过程中的各种信息和技术，应用模糊数学、专家系统和神经网络等技术建立状态分析模型，开发综合性的维修管理信息系统来支持检修的决策和检修计划的制订、实施及反馈。2.5.1 状态分析用数据的采集通常情况下，无法直接得到设备的寿命模型，必须通过分析设备运行过程中表现出的一些现象或对一些能反映设备状态的参数的测量来间接地得到设备当前的状态。充分利用设备日常运行和常规检修试验过程中获取的各种数据，辅以必要的状态监测和故障诊断装置，不失为一种低成本高效率的方法，目前已接入或集成的数据有在线监测数据、故障诊断数据、检修试验数据、缺陷信息、设备实时信息和设备运行情况等。其中检修试验数据主要指的是高试、油务、检修、继保和直流等专业的检修试验数据及相应标准规程；设备实时信息指的是调度 SCADA 系统或变电所监控系统测得的设备电压、电流等数据，设备运行情况指的是变电所运行人员在对设备的日常巡视、检查和操作过程中发现或产生的数据。2.5.2 状态分析模型的建立为充分利用这些来源不同、性质各异、处理方法不一样的数据，并集成国内外一些成熟的状态分析算法和企业员工的经验，采用专家系统和神经网络相结合的复合式专家系统来建立设备的状态分析模型。模型如图 1 所示。将那些能反映设备状态的现象和数据对应的物理量称之为状态量。这些现象和数据就形成了状态量的原始值。状态量原始值的好坏，是用专家系统的推理方法得到状态量原始值的一度量值状态量的评估值来评估的。设备的状态可以用一些性能指标来衡量。性能指标的数值直接反映了设备的当前状态。这些性能指标可以采用一定方法从设备状态量评估值推导出来。图 2 显示了建立状态分析模型的过程。在建立过程中，采用模糊数学方法表示设备的状态、状态量对性能指标的影响等。状态分析模型的具体建立过程如下。（1）设备状态的划分采用模糊数学的方法将设备状态划分为 7档：良好、一般良好、一般、一般注意、注意、注意不良、不良。其隶属函数如图 3 所示。1）设备性能的分类。设备的状态取决于设备的性能。要反映设备状态，需要借鉴设备技术监督的有关内容，建立一套能反映设备状态的性能指标集。根据分析，对高压电力设备（如主变压器），可以从绝缘性能、导电性能和机械性能等方面去评判该设备的状态。不良注意一般良好。2）设备状态量的确定。状态量的来源和获取方法是多样的。原则上一切可以反映设备性能的数据都可以作为状态量。但实际确定状态量要考虑数据采集是否方便及状态量集合是否能全面准确地反映设备的性能指标。状态量可以按重要程度或与设备性能指标的相关程度划分为关键状态量、一般状态量和次要状态量等集合，并通过权重及是否每次均参加设备状态分析过程来区别。3）状态量的推理。采用专家系统的推理方法得到状态量的评估值。在推理过程中通过专家系统的协调机制加以协调推理。根据状态量性质和推理规则的不同，推理方法应有所不同。如对于一般标准性的规则，则采用专家系统的正向推理方法；对于启发性规则，则采用启发式推理方法；对于某些多输入单输出的问题（如变压器气相色谱分析），则采用神经网络的方法。4）设备状态量与设备性能指标的关系。每 1 个状态量都或多或少地反映了设备性能的情况，如直流电阻反映分接开关的烧蚀情况，绝缘电阻、极化指数等反映变压器的受潮情况，把这种反映情况抽象出来，就是隶属度的概念。因此每个状态量都有相应的隶属度，每个状态量都有一个能反映其所属集合及设备状态不同程度的权重系数。除此以外，根据状态量所属的不同集合及对设备状态反映的程度不同，每个状态量都有一个权重系数。5）设备状态量的分类综合。完成 1 次状态分析后将会得到多个状态量对各个性能指标的反映，这些反映可能是不同的甚至是矛盾的，因此需要进行状态量综合。不同状态量的同一分类指标的状态量综合可采用加权平均法实现，如式(1)所示。式中为设备的第 j 个性能指标；为第 i 个状态量的评估值；为 相对于的隶属度；为第i个状态量的权重系数。设备状态的综合采用严格方法或极值法实现，即在各个性能指标中，哪个指标最差，则该设备的状态就是要确定的状态。（2）预测设备状态变化根据上述模型分析得到设备的状态后，为了安排相关检修，有时往往还要预测一下设备状态的未来变化。目前，主要是通过对设备状态量的值的变化趋势来预测设备状态的发展。这种预测主要集中在对设备检修试验数据的预测，采用的方法主要是援例分析法和曲线拟合。2.6 状态检修计算机辅助分析系统2.6.1 系统的设计思路系统不仅要支持上述状态检修分析模型，而且又是一维修管理系统，要支持设备维修的全过程管理。（1）系统要能支持多种状态判别方法和检修策略的综合运用，状态分析模型可灵活扩充，能实现自动和手工控制下的状态分析，能完整地支持状态检修的各个过程；（2）系统要支持工作流应用，支持工作流的定制，对检修过程的管理要借鉴项目管理的思想；（3）系统要与工作计划、人力资源、财务、物资等模块集成，争取实现资金流、物流、人流的同步流转，并尽量实现与微机测试装置等的接口，减少数据录入工作量；（4）系统应采用 3 层架构体系，支持浏览器查询和地理信息系统（GIS）查询，易于扩充，能通过在线和离线定制完成一般的功能扩充。2.6.2 主要模块和功能系统由设备管理、缺陷管理、状态检修分析、计划管理、检修管理、班组管理、综合查询和相关接口互联等 8 大模块组成。（1）设备管理。包括设备台帐、相关资料及生命周期的管理。目前绍兴电力局 35kV 及以上变电所的全部设备均已采用这套系统进行管理。（2）缺陷管理。实现了缺陷的流程化管理及对缺陷的实时监控、及时报警，并提供缺陷处理的智能统计和帮助功能。（3）状态检修分析。通过获取到的设备常规检修试验数据、缺陷数据、故障诊断数据（红外热像数据、变形测试数据等）、在线检测数据、SCADA数据、运行数据等数据，全面综合地判别设备健康状态并预测其未来发展趋势。（4）计划管理。根据状态分析的結果和其它情况分级制订生产计划，并按年、季、月、周自动流转到班组并及时回馈，有利于合理地制定计划和安排工作任务，加快了计划流转的速度。（5）检修管理。实现自动生成整个检修过程的流程化管理和试验项目、试验标准，支持检修工作包，支持自定义报表输出。目前绍兴电力局试验管理已进入无纸化网络管理，工作人员直接在变电所现场录入试验数据，系统自动进行试验标准校核和试验项目完整性检查，从而提高了试验数据采集的时效性、准确性和试验报告的质量。（6）班组管理。包括班组管理工作日志、人员工时奖金考核、工器具管理和各类活动记录等内容。（7）综合查询。包括主题查询、设备状态综合查询和基于地理信息系统（GIS）的主接线图引导查询等。（8）相关接口互联。实现了与在线监测装置、红外摄像装置、色谱工作站、变形测试仪和部分检修试验测试装置等的互联，减少了数据录入量；完源管理系统等的互联，实现了信息共享。2.7 实施状态检修应开展的研究工作状态维修技术，就目前来看，它涉及到多学科、多领域的系统工程技术问题。一般包括电力系统各部门正在研究的电力前沿科技领域，主要包括先进传感器技术；信息采集处理技术；信息及数据传输技术以及故障信号分类及判别技术等。2.7.1 先进传感器技术先进的传感器是实现预测性维修的重要手段，是一个长盛不衰的研究热点。这是因为故障诊断技术的基点是首先取决于能否获取到尽可能多的有用信息，而有用信息的排头兵则是传感器，只有性能先进的传感器，才能获取清晰的高质量的有用信息。这是数据处理和诊断决策的基础。为了提高故障诊断水平，研究各种新型传感器便成为电力系统的研究热点。输电线路绝缘泄漏电流测量装置，其挂在横担侧第一片绝缘子上的电流互感器，则是典型的传感装置，经过武高所、解放军、通讯工程学院、西安一家公司、澳大利亚一个公司的实际测量及应用中的改进已经有了很大提高，但这一传感器是否属于先进，有待于进行综合评价。雷电定位装置测量云对地的闪络是捕获空间电磁场的变化。目前通过传感器捕捉到的信号，已能将定位距离误差控制在700m左右，而现在看来这一误差精度还有待提高。而这一误差精度的提高尽管是一个系统工程，但传感的改进也是一个重要的领域。2.7.2 信息处理技术对采集到的信号进行加工处理，去掉现场大量的背景干扰信号，从而提取有用的信号，这是信息处理技术的关键。然而现场实测表明，有用的信号能级往往很低，这淹没在大量的背景噪声海洋中，当然信息处理技术的主流是应用硬件滤波器和数字滤波技术，并采用水波变换技术。这不仅可以有效地滤除稳态信号，即滤掉经常遇到的载波信号干扰和噪声干扰，同时还可以抑制其他现场测量中不可避免的干扰。这样一些技术的应用，可以把有用的信号从此信号强几个数量级的干扰电平中提取出来。我国进行了几十年的地面检测绝缘子故障的装置之所以未见结果，也主要是信息处理技术还未获得突破。原来的研究曾走过捕捉、局部放电的脉冲电流、超声波法等等。国内同行还有不少人正在进行研究，例如：电晕指纹波法地面检测不良绝缘子串，脉冲电流法检测不良绝缘子，以及单个绝缘子电晕特性等。2.7.3 信息及数据传输技术输电线路的信息与数据传输问题相对于变电设备而言，传输问题则显得较为突出。这里有三个问题，一是传输通道，二是传输距离，三是传输功率问题。目前已有的传输方式是通过OPGW或ADSS光缆作为传输媒体。或者申请某一频率的无线发射，但由于受到发射功率的限制而在传输距离上受到限制。最近又有人在研究科研移动通讯的通道，GMS或CDMA系统或GPS全球定位系统进行数字传输，但这里有传输容量及数据还原等一系列问题，尚待研究，何时能商业化运作进入工程实用尚待时日。2.7.4 故障信号分类及判断技术故障信号的分类是当前信息技术的前沿课题，过去传统一般采用频谱来区分故障类型，这一方法具有较大的局限性，容易造成误判，因为许多不同类型的故障信号频谱有较大部分是重叠的在某一频域内很难加以区分。而还有些故障信号则在多个频域内均有信号，只不过在幅值上有区别，因而采用传统频谱的办法进行故障信号的分类，则使故障信号的分类的研究工作在某种程度上陷入了僵局。而近年研究故障的“指纹特征”以及提取和识别指纹特征的方法成为故障信号分类研究的一个重要领域。故障信号分类确定后，故障危险程度或者阈值的确定又是一个花大气力研究的问题。输电线路的试验及测量标准是大量实践经验的总结而要做好送电线路电气的、机械的、环境方面的测试工作，则必需在大量实践的基础上，在理论上总结出确定的相关数据及阈值。例如，我国河南超高压运检公司、平顶山供电局及珠海电力局、湖北省超高压局等单位正在开展的“动态的绝缘子表面泄漏电流测量值”来表征绝缘临闪状态的研究及监测工作还是这一方面工作的例证。但由于污源不同，污染物差异较大，加上自然环境的差异，绝缘子形状的差异以及各级电压下绝缘子工作场强的差异，是否存在一个临闪络前的泄漏电流阈值呢？世界各国有不同的看法，我国几个地方的看法也不尽一致，珠海认为0.251mA，河南认为在1020mA，湖北认为在100mA左右，加拿大认为在100200mA之间。到底是点状的，还是带状的？是窄带的还是宽带？很大程度要因地制宜，要以现场测量的数据来进行判断。前已述及这主要是测试标准问题，不能脱离运行实践。2.7.5 可靠性评估及寿命估计可靠性评估（也即可靠性工程）包含的内容很广泛，大致可分为可靠性理论基础、可靠性应用技术和可靠性管理三个方面。可靠性理论基础包括可靠性数学和可靠性物理等。前者主要是概率论和数理统计等，用于研究失效的规律及设备元件的可靠性评估；后者主要研究失效机理，探索失效的原因。可靠性应用技术包括可靠性指标的确定、系统可靠性设计、失效分析、系统可靠性试验、现场数据的收集与分析、可靠性评价与验证等。可靠性管理主要是应用系统工程的方法，将设备元件在使用过程中的整个寿命周期中的各个阶段的可靠性技术工程有效地组织并管理起来，调动各方面的人员开展可靠性活动。可靠性评估全程可分为管理、设计、分析、理论、数据、试验和评估七个分支。可靠性工作贯穿于产品、设备、元件的设计、生产和使用各个阶段，有三个方面的任务：a）根据可靠性定义内容，对产品可靠性提出明确量化要求；确定完成规定功能的含义，并准确地制订完成规定功能的标准，并对时间进行研究，如规定的时间（失效前工作时间为t，设备元件的寿命为T，当设备、元件寿命比规定时间长（即Tt），则为认为设备元件在规定时间内能够完成规定功能。b）努力提高寻找可靠性的途径，筛选不合格元器件，通过改建设计而达到功能增长；c）在满足规定可靠性的前提下，尽量降低产品设备的重量、体积和费用。设备元件的可靠性究竟要多高，这实质是一个价值判断问题，需要对诸如功能目的、时间、维修、寿命等进行综合平衡分析。2.8 我国开展状态维修的现状2.8.1 状态维修尚处于起步阶段我国现阶段对输电线路尚缺乏成熟的技术方法和先进的检测仪器，也缺乏适用于现场的试验和测量标准。但总的说来尚处于探索阶段。由于我国幅员辽阔，各地区地理、气象条件相差甚远，主要污源及污秽介质差异较大。前面叙及的泄漏电流报警装置所涉及的泄漏电流阈值问题就是一个值得深入研究的问题。而以测量盐密值、指导清扫，则是一个更值得商榷的问题，这个盐密是一年的盐密，还是饱和盐密，还是一个阶段的盐密？我国仅仅在污情监测报警方面做了一些起步性的工作，而对输电线路的全面监测方面做的工作尚未开展，因而要进行全面规划，期待有关领导重视这一工作，进行人力、物力、财力方面的部署，急取早日启动我国状态维修的一揽子研究计划。2.8.2 做好前期工作输电线路的设计、施工验收及投运，是一个完整的过程，新的“架空送电线路运行规程”着重强调了运行单位要重视这一完整的过程。输电线路的运行可靠性，要从线路的初步设计开始抓起。路径、地形、选择、线路绝缘配置、设备材质选择等各方面都不能忽略。因而设计技术、施工安装技术水平的高低也直接影响到输电线路的可靠性，当然运行维护水平要关系到输电线路的可靠性。只有将各个环节的工作做好，有了较好的前期硬件条件，才能提高输电线路的运行可靠性。也只有对所维护的设备心中有数，才能为逐步实施状态维修铺平道路，才能具有硬件的、软件的基本条件。2.9 发展前景正是由于状态维修技术在航空、航天、核电、发电设备等领域的成功应用，激发了输变电领域的应用热情。而我国从事输变电研究的人员及广大运行维护人员对实行状态维修的呼声和热情很高，也进行了很多有益的尝试。输电线路传统的巡线，大、中、小修，处理临时缺陷事故，抢修、查找故障点等，日复一日的繁重劳动，困扰着运行维护人员及管理人员。通过在线及离线监测装置或系统通盘了解输电线路运行状态，通过可靠性分析评估，排定维修计划，将潜伏性故障、消失在萌芽状态，一切都运筹帷幄，尽在掌握之中，这就是实行状态维修之后的美好前景。3 电力线路的缺陷预测目前，预测技术已广泛应用于气象、机械等领域，在电力系统的负荷预测中也得到了应用。其强大的生命力在于它能通过对已有的历史信息的处理，得到未来信息的预测值。我们把预测技术应用于电力线路的运行检修工作中，通过对已有的线路缺陷的历史数据(含现状的数据，,以下同)的分析，对未来可能发生的缺陷做出判断，以做好人力、物力的准备，提高线路管理部门的快速反应能力，减小故障发生时由于检修准备不充分而造成的停电损失。线路缺陷预测系统的目的，则在于通过对线路运行的当前和历史缺陷数据的分析，对可能发