在线监测装置例1

1.前言

大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。

主变压器在线监测主要包括：油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。

2.变压器油色谱在线监测

变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一，能够及早发现潜在性故障。由于试验室分析的取样周期较长，且脱气误差较大及耗时较多等问题，因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障，很难满足安全生产和状态检修的要求。油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析，可以监测预报变压器油中七种故障气体，包括氢气（H2），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4），乙烷（C2H6）和乙炔（C2H2）。

该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别，是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。

3.变压器光纤测温在线监测

变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。传统的绕组温度指示仪（WTI）是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表，安装在变压器油箱顶部感测顶层油温，WTI指示的温度是基于整个变压器的油箱内平均油温的变化，很难反映出绕组温度的快速变化。

光纤测温系统能实时直接地测量绕组热点温度，分布型光纤传感系统测温精度可达1度，非常适合于大型变压器绕组在线测量。其基本原理是将具有一定能量和宽度的激光脉冲耦合到光纤，它在光纤中传输，同时不断产生背向信号。因背向散射光状态受到各点物理、化学效应调制，将散射回来的光波经检测器解调后，送入信号处理系统，便可获得各点温度信息，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。这根光纤可数公里长，光纤可进入变压器绕组内。

4.变压器铁芯接地在线监测

变压器铁芯是电—磁—电转换的重要环节，是变压器最重要的部件之一。变压器在运行中，因铁芯叠装工艺欠佳、振动摩擦、导电杂质等原因，造成铁芯片间短路，而导致放电过热和多点接地故障。如果铁芯或夹件有两点以上接地时，则接地点间会形成闭合回路，链接部分磁通，形成环流，产生局部过热，甚至烧坏铁芯。在极端的情况下，会破坏绕组绝缘，造成变压器损坏。

由于变压器铁芯接地电流的大小随铁芯接地点多少和故障严重的程度而变化，因此，预防性维修中，国内外都把铁芯接地电流作为诊断大型变压器铁芯短路故障的特征量。对于铁芯和上夹件分别引出油箱外接地的变压器，可分别用测出铁芯和夹件对地的电流，如果二者相等，且数值在数安以上时，铁芯与夹件有连接点；如果前者远大于后者，且数值在数安以上时，铁芯有多点接地；如果后者远大于前者，且数值在数安以上时，夹件有多点接地。

铁芯或夹件接地电流数量级在几十毫安到几安培甚至更大，检测量程比较宽，主要是电阻性电流，因此测量技术的实现相对比较容易，一般都作为变压器状态监测的常选项。对铁芯接地电流的测量，被测的电流信号在变压器铁芯接地引线利用穿芯电流传感器取样测量。

5.变压器局部放电在线监测

局部放电既是设备绝缘老化的先兆，也是造成绝缘老化并最终发生绝缘击穿的一个重要原因。很多故障都可以从局部放电量和放电模式的变化中反映出来。变压器局部放电过程中伴随着电脉冲、电磁辐射、超声波等现象，可能引起变压器局部过热及产生特征油气。局部放电水平及其增长速率的明显增加，能够指示变压器内部正在发生的变化。由于局部放电能够导致绝缘恶化乃至击穿，故需要进行局部放电参数的在线监测。

目前对变压器局部放电进行检测的方法主要是超高频（UHF）检测法。超高频法是近10年才发展起来的一种新的局部放电检测技术。相对于以往的GIS局部放电检测技术，它具有抗干扰能力强，可以对局部放电源进行定位，可以识别不同的绝缘缺陷，灵敏度高，并能对变压器和GIS局部放电进行长期的在线监测，因此它的发展得到了各国电力部门的重视。变压器油及油/绝缘纸中发生的局部放电，其信号的频谱很宽，放电过程可以激发出数百甚至数千兆赫兹的超高频电磁波信号，此电磁波由安装在变压器箱体开窗处的传感器获取，用于实现局部放电检测。超高频法是目前相对比较成熟的测量局部放电的方法。

6.变压器套管介损在线监测

电力变压器的高压容性套管，按照其结构和使用寿命，是变压器所有部件中最危险的部件之一。

一般情况下，电压110kV以上的套管结构共同点是：它们运行过程中易受到非常高的机械、电气应力以及热应力的影响，随着水分的渗入和油的品质降低，绝缘纸的老化以及过热都会导致高压套管绝缘品质的下降。这些套管的绝缘品质的改变通常都会引起套管介质损耗的改变。这样会造成部分绝缘系统的损坏，影响运行安全，并且会无法保证进一步的运行安全。

在线监测装置例2

中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0381-01

前言

电能计量是电力企业营销管理的重要内容，为了确保计量数据的可靠性，电能计量装置运行必须可靠，在线监测技术的应用值得重视。

一、电能计量装置在线监测的必要性

随着国民经济的快速发展，电力需求也随之持续增加，对电网建设提出了更高的要求。在此形势下，电网一次二次设备数量大幅度增加，电网覆盖面积逐步增大，供电量迅猛增长，直接导致电网计量设备规模与计量管理人员数量不匹配，增加了计量管理人员的工作量。与此同时，随着用电客户经济意识的逐渐增强，用电客户对电网计量装置的准确性要求也在日益提高。所以，电力企业必须加快计量管理信息化建设，积极推行电能计量装置在线监测技术，促进电力企业持续发展。

二、电能计量装置在线监测的基本原理

通道切换与数据采集模块将来自电能表的电压信号、电流信号和脉冲信号，以及PT端的电压信号、CT端的电压信号和CT二次回路电流信号采集到系统内部，实现对电能表的误差测试、PT二次回路压降测试以及CT二次回路导纳测试等基本功能。同时还能够体现某一时刻计量装置的实时工况信息。内部微处理器负责通道切换与运算，并能将数据及时存储。在线检测系统是建立在将标准模块转移到现场，通过多路转换开关来实现多路、多只电能表的误差检验，通过定期的数据回传，实现后台主站的数据查询并发现问题的过程。而PT压降的测试则是采用布线的原理，将PT端电压和电能表端电压采集到在线监测系统里，人工测试方法不同的只是系统将临时拖放的测试电缆以布线的形式固定下来，通过其内部专用的电路模块来完成电压的测量和比较计算。同时电能计量装置在线监测系统还实现了远程的手动检测功能，在周期测试的基础上，加入手动测试，以达到实时测试。通过以太网的通信方式实现远程功能，并能将数据保存在后台监测主机上，实现数据的分析，处理和保存。

三、电能计量装置在线监测技术的应用

1.系统构成

1.1 现场数据采集层

按一次设备对应分布式配置多功能电能表，将其安装在开关柜回路内，或集中安装在电能表测控屏内，用于实时采集数据，并将数据通过通信接口传输到电能采集终端。各个计量点的电能量信息均是采集终端的采集对象，在信息采集完成后由电能量采集终端综合管理各项数据。

1.2 通信网络层

该层是主站层与现场数据采集层的连接层，主要负责上下两层之间的通信连接、数据采集、数据转化、数据传输、协议转换和命令交换，确保大量实时数据能够在汇集后高速传输，提高主站层获取监测信息的全面性、准确性和及时性。

1.3 主站层

该层主要由网络系统、WEB应用服务器、采集服务器、数据服务器、辅助设备等部分构成，是电能计量在线监测系统的信息收集与控制中心，既可通过GPS、PSTN、CDMA、以太网等远程通信信道采集和控制现场终端的信息，也可以对大量数据进行综合处理。

2.系统主要设备

2.1 安装位置及技术指标

通常发电厂和变电站内涉及诸多计量点，如网损、线损、关口等，为了确保在线监测功能的实现，上述位置处都需要安装电能表，其基础技术指标应当符合相关要求。如果是关口计量点的电能表，应当能够设置4个费率，每个时间段与一种费率相对应。安全防护功能可以采取三级密码管理。电能表出厂后必须立即采取有效的防护措施，避免软硬件校正电能表的误差，电能表一旦出厂不可对其误差进行再次调整。

2.2 集中器应用

在系统中，集中器主要负责电能信息的采集、数据传输与管理、转发及下发控制命令。其应当具备如下功能：

（1）精度。电能量采集终端的高精度数据采集工作需要通过RS-485接口完成，并对带时标的电量数据进行储存。可根据在线监测需求设置信息采集周期，保证数据采集的准确性达到100%，而后再向主站传送信息。

（2）存储。电能量采集终端的数据存储容量要超过64MB，并且拥有独立的数据参数备份单元，备份单元的容量要超过256MB。备份单元可采用SD卡，一旦电能量采集终端出现故障，可以到现场插拔SD卡以获取相关数据，将数据导入系统。

（3）采集信息。及时采集窗口电量、分时电量、事件记录、遥测量、遥信量数据等，按照预设的时间起点将指定内容传送到主站;也可传递失压记录、瞬时量、电压合格率、电能表时钟时间等数字量或模拟量。

（4）数据传输。至少要有一路RS485总线既可用于抄表，又可作为数据上传通道。同时，还应支持多种通信方式，如语音拨号、TCP/IP网络等。

2.3 通信方式

系统需要实现与变电站和发电厂的通信：①与变电站的通信。电能计量系统以电力调度自动化系统为基础，对变电站采用专线Modem方式进行通信。调制解调器可根据不同的应用场合，使用不同的手段传送模拟信号，传输介质可以选用射频无线电、光纤或电话线等。专线Modem方式不需要经过话音交换网络进行通信，而只需有标准四线接口就能够提供可靠的通信通道。专线Modem方式不允许在同一时间内并行多个数据，但是随着电能数据量的增加，这种点对点的通讯方式必然会造成数据堵塞，所以必须对这种通信方式进行优化。②与发电厂的通信。由于国内的各大发电厂普遍采用电力载波作为通信方式，其二四线通道分别被调度电话和自动化占用，无法为系统提供通信通道，因而可采用拨号Modem的方法来解决通信问题。

三、电能计量装置在线监测应用的加强

1.电能计量装置改造

加快电能计量装置改造进度，做到事前有计划，改前有标准，改中有检查，改后有验收，确保计量改造质量。对互感器、电能表的精度等级、二次回路导线截面不满足要求用户进行改造，要选用高动热稳定、宽量限的s级互感器和宽负载的S级电能表表，保证小负荷条件下的计量准确性;合理选用TA变比，确保用户正常负荷时TA一次电流应达TA一次额定电流的1/3及以上运行，换大TV二次回路导线截面，缩短二次导线长度以减少二次压降引入误差对计量准确性的影响。对新建、扩建、改造的电能计量装置，严格把住设计、施工、试验和进货关。

2.计量点的问题解决

为了杜绝用户计量点大马拉小车现象，采取了相应的解决办法：一是新装增装用户投运前进行全面检查。二是通过现场检查对于变比不符合生产实际的，在最短的时间内调整好。三是通过现场检查及时解决用户提出的用电问题。四是安装高精度的电能表，确保规程规定的允许误差。

四、结语

总而言之，随着电力技术及电网智能化的发展，电能计量装置在线监测技术实现了电能计量装置的实时在线监测，提高了电能计量数据的准确性，电力企业要重视这项技术的应用。

在线监测装置例3

1、电力一次设备在线监测的特点

电力一次设备的在线监测装置是智能电网能够进行自愈控制的基本结构。电力一次设备在线监测由对一次设备的状态进行常规检测，发展成一次设备状态的检修，取代了旧时的计划检修。其监测装置大致可分为集中式和便携式两类。一次设备在线监测装置可采用集中式。利用监测装置对不同的电力设备进行监测，对电力设备的运行状态和绝缘状况进行分析、判断。

2、变电站一次设备在线监测方法和配置

2.1避雷器在线监测

避雷器在线监测主要是测量泄漏电流，利用避雷器运行时的接地电流作取样装置的电源，将泄漏电流的大小转换成光脉冲频率的变化。采用光纤取样，微机数据处理和数据通讯等技术，解决避雷器泄漏电流测量、传输中的无源取样、高电压隔离和数据远传等关键问题和泄漏电流超标即时报警，实现避雷器绝缘状况在线监测的自动化。

2.2GIS组合电器在线监测

1）SF6气体压力检测

监测SF6气体压力是GIS设备基本的自检测项目之一。目前该项技术较为成熟，选择具有DC4～20mA模拟输出的气体密度继电器，可以定量检测SF6气体压力。

2）气体水分检测

SF6绝缘设备密封性良好，因此检测SF6水分的必要性要弱一点，推荐用于新的GIS设备或SF6断路器，对于已有的GIS设备和SF6断路器，考虑到传感器接入可能导致密封问题，不做硬性推荐。

3）局部放电检测

GIS局部放电是GIS最常见的故障模式。目前，适合GIS局部放电检测的技术主要有罗氏线圈耦合式和天线接收式。

4）断路器机械和动作特性状态监测

传统的方法是采用光电编码器测量，但电路复杂、响应速度慢、稳定性不高。目前已开始使用高精度直线位移传感器或角位移传感器来直接测量动触头的相对位移量，分析计算行程曲线得到动触头行程、超行程、平均分（合）闸速度、分（合）闸速度、分（合）闸时间、分（合）闸速度时间曲线等参数。

5）储能电机工作状态

断路器储能电机工作状态是操动机构状态的一个重要方面。对于液压机构，除了检测储能电机工作电流、电压之外，还应统计储能电机的启动次数/日、累计工作时间/日等。日启动次数增加或日累计工作时间增加极可能是液压系统出现泄漏。

2.3变压器在线监测

变压器在线监测项目包括：油色谱在线监测、本体及套管介损、局放、瓦斯气体、压力释放、油流继电器、油位、变压器温度在线监测、接头温度红外监测等。

3、重庆星寨220kV变电站一次设备状态监测系统配置方案

3.1总体方案

重庆星寨220kV变电站状态监测系统宜采用分层分布式结构，由传感器、在线监测装置就地单元、后台系统构成。变电站统一配置一套设备状态在线监测系统，对主变压器、避雷器等一次设备进行在线监测。利用一体化监控系统的综合应用服务器实现一次设备状态监测数据的汇总分析。各类设备状态监测统一后台分析软件、接口类型和传输规约，实现全站设备状态监测数据的传输、汇总和诊断分析。综合应用服务器通过对数据分析及综合专家系统软件，识别设备已有的或正在发生的或潜在的设备性能劣化现象，对设备状态做出状态预判和检修决策建议，并采用IEC61850规约远传至远方监控中心，同时接收远方监控中心的控制命令并返回信息。

3.2实施方案

1）监测参量

2）主变压器

3）避雷器

避雷器在线监测主要监测：泄漏电流、动作次数。

传感器采用外置方式安装。220kV避雷器在线监测智能控制器就地安装于GIS汇控柜内。避雷器状态监测系统单独组网接入综合应用服务器。

4）220kV GIS

GIS设备在线监测配置：一台SF6密度监测单元，主要监测GIS气室SF6气体压力等状态量。

传感器采用外置式安装，监测单元安装在GIS汇控柜内，汇控柜就地安装。在线监测单元接收各传感器采集的数据，经过处理后将信息通过光纤以太网按DL/T 860标准送至在线监测的统一后台。

在线监测装置例4

中图分类号：TM421 文献标识码：A

前言

随着高压电气设备绝缘可靠性的提高，以及电网可靠性的要求，科学技术的发展，绝缘在线监测的方法也在不断发生变化。国内外研制出了一系列可实用的在线绝缘监测仪器或装置。高压电气设备在电网中具有举足轻重的地位，如果其绝缘部分缺陷或劣化，将会发生影响设备和电网安全运行的绝缘故障或事故。因此，在设备投运后，现阶段的做法是根据设备状态进行评价以确定停电试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷，以防止发生绝缘事故。但是，随着电网容量的增大，高压电气设备的急剧增加，传统的预防性试验和事后维修已不能满足电网高可靠性的要求。同时，由于高压电气设备的绝缘劣化是一个累积和发展的过程，在很多情况下预防性试验已无法发现潜在的缺陷。

1. 绝缘在线监测的基本原理

高压设备绝缘在线监测技术是在电气设备处于运行状态中，利用其工作电压来监测绝缘的各种特征参数。因此。能真实地反映电气设备绝缘的运行工况，从而对绝缘状况做出比较准确的判断。高压电气设备绝缘在线监测主要检测参数是电气设备的介损值，其测量原理大都使用硬件鉴相既过零比较的方法。目前的绝缘在线监测产品基本都是用快速傅立叶变换的方法来求介损。取运行设备PT的标准电压信号与设备泄露电流信号直接经高速A/D采样转换后进入计算机，通过软件的方法对信号进行频普分析，仅抽取50HZ的基本信号进行计算求出介损。这种方法能很好的消除各种高次谐波的干扰，测试数据稳定，能很好地反映出设备绝缘变化。对于设备物理量（如变压器油温、气体含量等）的在线监测则是通过置放化感器探头的方法采集信号，并转换成数字信号送入计算机分析处理。

2.在线绝缘监测系统的软件研究

2.1 开发软件的选用

对电力设备的介质损耗、泄漏电流、等值电容、运行电压等参数实施不间断的在线监测，其数据量是非常庞大的。以半小时采集50 条数据计算，一个月的数据累计就达36000 条。程序设计语言选用 C++Builder3，它是Borland公司推出的程序开发软件 。利用它开发的应用程序具有较强的数据库功能。在一个由10000 条纪录组成的数据库中寻找一条纪录，仅需几秒种。

2.2 主控程序结构

主控程序主要包括数据查询、自动分析、远程通讯、系统管理、帮助五大程序模块。

1) 数据查询该模块包含设备选择、查询时间选择和检则参数选择三项。可对避雷器的 A、B、C 三项的泄漏电流、运行电压和主变套管、耦合电容器、电流互感器的A、B、C、O 四相的介质损耗、泄漏电流、运行电压、等值电容等参数的任意时间段内的数据进行实时分析。并可根据分析数据画出相应图像，监测者可根据图像准确地分析出设备的运行情况。当监测设备的数据超过警戒值时，程序会自动启动报警装置，提醒值班人员对事故进行及时处理。

2) 自动分析系统对每一种设备的A、B、C、O四相的所有参数数据进行自动分析，并列“数据自动分析系统”表中。

3) 远程通讯远程通信是由调制解调器(MODEM)联接到电话公共交换网络或企业局域网(INTRANET)上来完成计算机之间的远程数据传输的。使技术人员不必亲临现场就可在管理部门的计算机系统中根据最新数据对变电站设备的运行情况作出分析，并可远程遥控监测程序的执行方式。

4) 系统管理系统管理模块包含设备管理和数据管理两部分。设备管理允许管理人员添加或删除监测设备，数据管理提供了删除和备份数据功能。

3.高压电气设备的绝缘在线监测

与传统的定期停电预防性试验相比，在线监测可大大提高电气设备测试的真实性和灵敏度，在设备的运行状态下进行直接测试，不必安排停电预试，可及时发现设备的绝缘缺陷，连续掌握设备绝缘变化趋势等。同时，在线监测还可以根据设备绝缘在线监测结果选择不同的试验周期，提高试验的有效性。

3.1变压器的绝缘在线监测

目前，变压器绝缘在线监测主要监测其绝缘油中分解气体含量和的局部放电。一种监测变压器油中溶解气体分析 (DGA) 的装置，利用聚合物薄膜实现将特征气体 H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6 从油中分离，采用新型催化酶气体传感器检测气体含量，能判断变压器是否存在过热、放电等异常及故障类型。

3.2电容型高压电气设备的绝缘在线监测

对于电容型高压电气设备 (CT、CVT、OY、变压器套管) 主要监测其交流泄漏电流、等值电容、tgδ值。研究和大量试验充分证明，监测交流泄漏电流可以灵敏反映容性设备的整体受潮程度，监测检测介质损耗角正切值 (tgδ) 对早期局部缺陷反映灵敏。俄罗斯、乌克兰等国家对超高压 CT已不采用 10kV 下测量tgδ的离线测量方法。

3.3氧化锌避雷器的绝缘在线监测

氧化锌避雷器主要监测其阀片受潮及老化。从80 年代开始，日本的LCD - 4 型阻性电流测试仪和东北电力试验研究院研制的MOA - RCD 型阻性电流测试仪在电力系统广泛使用，这两种产品既能带电检测，又能在线检测运行电压下的阻性电流和其它参数。目前，一种能安装于避雷器接地引下线上测量运行电压下泄漏电流和记录避雷器动作次数的避雷器在线监测仪大量投入运行。

3.4GIS 的绝缘在线监测

GIS 的在线监测有机械、化学、电的检测方法。机械方法采用一个高灵敏性的压电加速传感器和超声波传感器，来检测在局部放电或在绝缘故障时产生的机械振动和弹性波，德国LDA - 5/ S超声探测器能有效地检测 GIS内的危险局放源。化学方法采用 SF6 分解产物的气体分析，来检测局部放电和局部过热。

4.开展高压电气设备绝缘在线监测技术的意义

在经济高速发展的今天,停电会降低供电企业的供电可靠性, 对社会会造成负面的影响,也对用电的企业造成一定的经济损失。另一方面停电会降低设备的运行效率,造成对资源的浪费。高压设备绝缘在线监测系统的应用，既能对带电设备的绝缘特性参数实时测量，又能对获取数据进行分析处理。比如可以通过测量避雷器在运行中的容性电流和阻性电流变化情况，掌握其内部绝缘受潮以及阀片老化情况。还可以测量CVT、耦合电容器、套管等容性设备的泄漏电流和介质耗损，来掌握其内部受潮和绝缘老化及损坏缺陷。测量充油设备绝缘油的内部可燃性气体变化情况，掌握设备内部有无过热、放点等缺陷情况。

5 .结束语

在线监测技术是供电单位实行状态检修的基础和唯一技术手段，应当进一步推广使用绝缘在线监测技术，基于信息融合技术和嵌入技术组成internet的在线监测，可以进行数据和图文传输及远程诊断，有利于实现电气设备状态的综合管理，及时的发现故障隐患，避免发生事故，具有巨大的经济和社会效益。现阶段无线通讯技术、计算机技术、传感器技术的发展也为高压电气设备绝缘在线监测技术的发展提供了有力的保证，为实施超高压电力线路绝缘子等以前没有研究与开展的在线监测技术提供了条件。

在线监测装置例5

【分类号】：TM354.9

1 前言

近年来，发电厂、变电站工程设计中都配置有在线监测装置，特别是发电机和变压器的在线监测装置，在新建工程中已普遍配置，但发电厂中装设的各种在线监测装置的信息基本没有得到应有的重视和系统的管理，为使在线监测装置在发电厂中能得到充分利用，促进我国电气设备在线监测技术的发展，应对发电厂中的在线监测装置进行整合设计，建立有效的信息管理系统，使在线监测装置在发电厂的运行管理中发挥应有的作用。

2 在线监测装置产品及使用情况现状

2.1 在线监测装置的配置情况

根据GB/T7064-2002《透平型同步电机技术要求》中的规定，“对功率200MW及以上的电机，可根据用户需要配备各种监测器，以提高电机运行可靠性。如配置漏水监测器；漏气、漏油监测器，氢气纯度监测器；发电机绝缘过热监测器（G..C.M）；局部放电监测仪（P.D.M）；氢气湿度监测器等”。

发电厂的升压主变压器一般根据业主意见装设油中气体及微水在线监测装置，个别还有装设变压器套管介损、局放监测装置等；厂用变压器和起动备用变压器个别装设了油中气体及微水在线监测装置，较大部分没有装设。

敞开式布置的断路器都没有装设在线监测装置，封闭组合电器（GIS）却都配有局部放电在线监测、气体泄漏量侧及气体绝缘设备的在线监测装置。

个别业主要求为厂用中压断路器（真空断路器）配置在线监测装置。

有些高压电缆、封闭母线、高压电动机等也配置了在线监测装置。

2.2 在线监测装置的产品性能和质量

随着传感器技术、信息采集技术、数字分析技术与计算机技术的发展和广泛应用，电气设备在线监测技术得到了飞速发展，现在已能够较好的监测发电机、变压器等高压电气设备的绝缘、局部放电等潜在故障及故障发展趋势。

目前，技术含量较高的解读式在线监测装置，如发电机局部放电、发电机绝缘过热、变压器油色谱等重要电气设备的在线监测装置等多由美、加等国外制造厂和研究机构制造，监测信息的准确度能够基本满足对电气设备进行运行监视、故障趋势判断、为制定检修计划提供参考的要求。

直读式在线监测装置，如氢气纯度分析仪，定制冷却水导电率仪，氢气漏入水中监测器，氢气露点仪，氢气监测仪等监测设备，这类直读式设备的监测数据准确度较高，较少有漏、误报现象，但这些设备监测对象都是大型电气设备的辅助设施。

3 建立在线监测信息管理系统的可行性

3.1 在线监测装置组网能力

通过搜资和调研获知，现在行业中使用和配置的电气设备在线监测装置大都具有网络接口和信息传输接口，只有个别国产设备不具备信息传输接口。一些设备带有以太网口，有些设备带有串行口，也有些设备带有CAN总线接口。

个别装置不具有信息接口，可利用接口转换设备进行转换，可将基本的装置动作和报警信息传递到上位机。

各类在线监测装置的通信协议多为MODBUS、MODBUS RTU/TCP/DNP3.0及IEC60870、IEC61850等电力系统常用或通用协议。

有些制造商为适应设备组网连接开发了一系列通信接口和通信接口转换装置等。

3.2 在线监测装置信息管理终端设备能力

1）目前可作为在线监测系统信息管理终端的设备有两种：

第一，由在线监测装置制造厂或集成商开发的专用在线监测装置信息管理系统，有专门对应某一种在线监测装置的，如：发电机运行信息管理系统、GIS运行信息管理系统等；也有可收集管理所有连接的在线监测装置信息的综合管理系统；

第二，由发电厂电气监控管理系统（ECMS） 或电网监控（NCS）集成一个在线监测信息管理系统。

2）两种终端系统可达到的能力

可借助以太网或局域网及信息传输接口采集在线监测装置的信息，包括数字及文字数据，报警信号，趋势曲线等；

对采集到的数据进行整理、储存、与初始及典型数据进行对比，提供可能的潜在故障判断结果，可作为制定设备维护和检修计划的参考；

可根据设定值进行故障报警；

所有采集到的数据和信息都可在监测终端上监测和提取，根据需要可对数据和曲线进行打印，供运行人员使用。

综上所述借助于发电厂电气监控管理系统（ECMS或NCS）集成在线监测信息管理系统，或采用独立的在线监测信息管理系统都是可行的。建立在线监测信息管理系统可不过多增加发电厂的设备投资，通过在线监测信息管理系统可采集和处理较大部分在线监测装置的信息，为电厂运行提供辅助数据；

4 建立发电厂在线监测信息管理系统的意义

4.1 在线监测装置的主要作用

发电机在线监测装置可在发电机带负荷运行的情况下，对发电机绝缘、过热、匝间短路故障等进行监视，通过趋势曲线可帮助我们评估和判断发电机主机的运行状态。

变压器在线监测装置可在线监测变压器局部放电、变压器油中溶解气体成分含量、油中水分含量等，从而帮助我们判断变压器的潜在故障和安全隐患。

GIS、断路器、高压电缆、封闭母线、高压电动机等的在线监测装置也分别对这些高压电器的运行状况提供故障判断参考依据。

4.2 建立在线监测信息管理系统的意义

在发电厂中，发电机和主变压器中多数已配置了在线监测装置，只是信息没能得到统一管理，通过建立信息管理系统能够将在线监测信息进行收集、监视和管理，使在线监测装置得到充分利用。

通过对在线监测装置的数据和曲线的监视，对设备运行状况做出预测和判断，为电厂电气设备的维护和检修提供依据和参考。

在运行中对在线监测数据进行定期和不定期管理和整理，通过与大小检修过程中的实际数据进行对比，可对在线监测装置做出客观、准确的评价，集系统中多电厂在线监测数据的积累，可逐步建立在线监测装置技术水平、产品性能、数据准确程度等的设备信息库。

加强设备信息及运行数据的管理和存储为逐步实施在线诊断和状态检修积累经验和数据依据。

建立智能化电网已正式提到电力系统建设的意识日程，而电气设备在线监测技术将是电力系统智能化的一个重要组成部分。

为建立在线监测装置的设计、运行管理制度积累经验。

5 发电厂在线监测信息管理系统的设计

5.1 在线监测信息管理系统设计思路

1） 发电厂在线监测系统的设计最重要的是这些设备提供的信息和数据的管理，必须将这些信息和数据呈现给运行人员，这些在线监测装置的配置才有意义。根据现代技术的发展，合理组网应该是最佳选择。

2） 在组网有困难时，至少应利用通信接口将配置的在线监测装置的信息上送到运行人员可监看的地方，让它们发挥对电气设备的监测作用；

3） 充分利用现场总线技术将发电厂中已选配好的在线监测装置进行组网，实行在线监测信息的集中管理。

4） 可采用独立的信息管理系统；也可考虑利用电厂中配置的电气监控设备作为在线监测信息管理系统的集中监视载体，在发电厂电气监控系统中建立在线监测管理系统子系统；或利用在线监测装置的上位机实现独立组网。

5） 发电厂在线监测装置组网可按信息采集层，信息管理层，站控层三级组网，根据具体情况可简化为两级；

5.2 基本组网方式

第一种组网方式：按在线监测装置监测对象相同的装置分别跨机组连接（管理层）后，在站控层组网。这种方式较好实现，因为同一个电厂中，同一种设备的在线监测装置多数情况下应该是同制造厂同型号的产品，他们的连接不需要规约转换，在站控层实现规约转换，这种组网方式可分为三个基本层，站控层、信息管理层、信息采集层。见附图1； 附图1：组网方式一

第二种组网方式：按机组单元将每一台发电机组（包括变压器）的各种在线监测装置纵向连接（管理层），通过规约转换后，按机组将信息上送至站控层。这种方式管理性好，每个机组的信息集中管理，较容易综合分析，判断机组是否需要局部检修或退出运行。但各种在线监测装置很难做到都是同种规约，需经过较复杂的规约转换，转换的过程中将失去部分信息，互相之间的信息共享困难，除非所有在线监测装置都采用同一制造厂产品或全部采用IEC61850标准。这种组网方式可分为三个基本层，站控层、信息管理层、信息采集层。见附图2。

附图2：组网方式二

第三种组网方式：各在线监测装置直接上传组网，组网结构简化为两层。这种组网方式，组网结构简单，但较浪费连接电缆， 每套装置都要有电或光缆接至主控室。并且这种组网方式对在线监测装置和在线监测信息管理系统载体的组网能力要求都较高。要么所有联网的在线监测装置采用同种接口和规约，要么在线监测信息管理系统载体需要具有较高的接口集成和规约转换能力。比较理想的条件是所有在线监测装置和在线监测信息管理系统载体都采用IEC61850标准和协议。见附图3。

附图3：组网方式三

5.3 应用实例

上述提出的3种组网方式，是理想条件下的基本方式，在实际工程中需灵活使用，如某电厂结合工程实际采用了第二、三种组网方式混合的组网方案。

1） 电厂在线监测装置的配置

两台机各配置一套发电机局部放电在线监测装置，由母线耦合器、BusTrac监测仪、工程师站及局放监测分析软件组成。工程师站可与电厂管理系统联网通讯，将发电机局放数据信息到电厂管理系统网上，采用RS485通信口。

两台机各配置一套FJR-IIA型发电机绝缘过热监测装置，装置不具有通信传输接口，只输出报警接点。

两台主变压器各配置一套TM8+TMM在线监测系统，采用MODBUS RTU/TCP/IP，DNP3.0及IEC60870规约。

750kVGIS配置SDM型六氟化硫压力及微水在线监测仪，主要由气体密度计、微水传感器、现场监控单元和后台监控计算机等组成。计算机主机具有以太网口。两套GIS在线监测仪共设了一个监控主机。

5.4 在线监测信息管理系统载体确定

本电厂电气设备在线监测装置由多家制造厂产品构成，各在线监测装置的通信方式、接口形式、信息报文格式都不相同，不宜采用独立载体的在线监测信息管理系统，也不宜采用某种在线监测装置自带监控主机或工程师站对全站的在线监测装置进行管理。经比较，选择借助于发电厂电气监控管理系统（ECMS）集成，即在本电厂的电气监控管理系统主站层监控管理机中集成一个在线监测信息管理系统。

5.5 在线监测组网方案

由于在线监测装置是随电气设备集成的，各装置来自不同的制造厂，有串行口、以太网口，也有开关量，协议和规约不尽相同，需针对不同信息输出形式做适当的组网连接。结合本电厂的实际情况经与发电厂电气监控管理系统（ECMS）制造商协商最终确定采用上述的第二、三种组网方式混合的组网方案。

通信管理机与ECMS服务器采用双网，GIS在线监测与ECMS直接相连采用双网，通信管理机与发电机局部放电工程师站、变压器在线监测装置、多直流测控装置采用单网。具体组网方式如下：

1）为节省电气监控管理系统中间通信控制层的接口，也为了数据隔离，配置2台通信管理机，分别用于2台机组在线监测装置的信息接收，并将在线监测装置的上传信息数据送给电气监控管理系统的后台机。

2）由于发电机绝缘过热在线监测装置不具有通信接口，只能送出报警信号开关量干接点，不被电气监控管理系统接收，配置一台多直流测控装置，用于2台机绝缘过热在线监测装置数据的采集，并通过CAN网与通信管理机通信，将采集到的数据上送到通讯管理机。

3）2台机的发电机局部放电在线监测装置都分别带有数据接收、储存和管理的工程师站，而工程师站具有RS485接口，组网采用2台机的局部放电在线监测装置分别通过各自工程师站（两台机分属不同业主）直接与通信管理机接口，上传数据，距离较近采用屏蔽双绞线连接。

4）主变压器配置的变压器油中气体及微水在线监测装置具有RS485接口，组网采用通信口直接与通信管理机通信上传数据，

5）GIS气体压力及微水在线监测计算主机具有以太网口，并采用OPC协议，组网采用以太网口直接与ECMS网络交换机连接，上传数据，由于距离较远采用光缆连接。双网2侧需要配置4个光电转换器。

电厂在线监测组网示意图详见附图4。

6 结论及建议

6.1 在线监测技术的研究上，我国还较国际水平相差甚远，虽然设备购买量很大，设备利用率低； 为提高发电厂中在线监测装置的作用，合理利用资源，从设计入手，在不过多增加设备投资的条件下，开展在线监测装置的组网设计，建立发电厂在线监测信息管理系统，对提高设计的创新性、完善性都是必要的。

6.2 现代科学技术的不断发展使在线检测装置的生产水平和能力正在日新月异的发展，有些理论和检测手段已达到一定水平，这些装置给出的信息具有相当的可信度，至少可以作为检修诊断的有力参考；通过学习和宣传使更多的人了解在线检测装置技术和发展趋势，充分认识在线检测装置的作用，重视在线检测装置信息的采集和利用。

6.3 建议在工程中应选择具有信息和数据上传能力的微机型或数字式装置；

6.4 建议在发电厂设计中重视对发电厂在线监测装置的组网，上传和集中监视采集到的数据信息，有效利用资源。

6.5 为建立信息采集组网完善的发电厂在线监测信息管理系统，应逐步在在线监测系统推广采用IEC61850标准，利用IEC61850标准，实现不同制造厂、不同类型产品之间的信息共享，构成完善的在线监测系统和智能诊断系统，共享专家数据库，实现发电厂在线监测智能化，以便实现状态检修。

附图4：在线监测组网实例组网示意图

参考文献

在线监测装置例6

中图分类号：X93 文献标识码：A

腐蚀参数、腐蚀速度以及设备腐蚀状态均是炼油装置中在线腐蚀监测技术需要掌握的基础，技术人员通过掌握这些基础性工艺与测量数据从而了解炼油装置所处环境的变化以及遭受腐蚀的状态，从根本上找到适合不同介质环境的腐蚀监测技术。

1 炼油装置中在线腐蚀监测技术的作用

炼油装置中在线腐蚀监测技术具有十分重要的作用，其在现实生活与实际生产中起着决定性的意义。

1.1 通过评价缓蚀剂效果选择合适的缓蚀剂

在炼油生产过程中，缓蚀剂在工艺中的优化数据能够体现生产的需要，二在线监测技术能够对优化数据进行评价，从而选择合适的缓蚀剂。

1.2 对原油混炼技术的指导

原油性质的不同在混炼的过程中会增加其酸性值，从而使设备受到腐蚀。应用在线腐蚀监测技术能够迅速发现原油混炼时PH变化的情况，从而进行控制，在诸如缓蚀剂的过程中改善相关工艺，从而合理配置原油的比例，使电脱盐的效果增强。

1.3 定点测厚结合在线监测队检修过程进行指导

在线监测具有实时性与准确性的优势，因此在覆盖范围内，其能够通过收集到的多参数数据绘制腐蚀曲线图，从而分析炼油装置中腐蚀变化的情况，制定解决方案，进行全方位的诊断。定点测厚具有灵活性，其余在线监测相结合，能够对重点部位实施监控，从而避免重大泄漏事故的发生，完善检修计划。

2 炼油装置中在线腐蚀监测技术的应用

炼油装置中常见的在线腐蚀监测技术共有四种，其原理不同，因此应用的场合以及特点也不尽相同。根据实际情况，选好关于PH探针监测、电阻探针监测、电感探针监测、电化学监测的监测技术型号。

2.1 电阻探针监测

电阻探针监测需要应用的仪器以及零件为在线监测仪器、金属丝、温度补偿试片。当金属丝被腐蚀后开始变薄，便可以通过在线监测仪器检测出来并排除因金属丝的温度异常而产生的不利影响。电阻探针适应于各种工况范围与介质，但是灵敏度较低，测量的周期长，又因金属丝受到腐蚀后所产生的产物具有导电性，因此影响了其测量结果，没法对腐蚀速度的瞬时性进行记录。

2.2 电化学探针监测

电化学探针监测也是通过测量腐蚀速度来进行监测的一种技术，其与电阻感应不同的是，电流指标（流经电极表面）是其确定腐蚀速度的标准。这种方法测量周期短、速度快，不会像电阻探针监测般测量腐蚀减薄量，但是其在监测过程中受到环境的限制，必须在水中传导才可进行。

电化学方法也包括电化学噪声技术，当金属局部腐蚀后，便可以通过两个同质金属获取其之间通过的电流量，然后在利用其它方法分析局部腐蚀的情况。

2.3 PH探针监测

不同介质酸具有不同的碱度，因此H+敏感选择的电极也不同，根据其电极的异同情况检测介质酸的碱度，而且PH探针监测器一般情况下应该在压力≤0.4MPa，温度≤70℃的环境下运行。

2.4 电感探针监测

电感探针监测分为高温管状电感探针、低温片状电感探针、低温管状电感探针三种。电感探针的测量依据是探针被腐蚀的深度，探针腐蚀的越薄，其所引起的磁通量变化就越大，这种变化直接影响到金属腐蚀的速率，从而得出不同介质在腐蚀过程中的周期性变化，从而体现其显示出这种监测方法的灵敏度。一般情况下，片状结构以及管状结构是电感探针的两种结构形式，其分类是由管径决定的，片状探针应用于

3 选择监测点

硫化物、氯化物的低温电化学腐蚀以及硫化物的高温化学腐蚀是炼油装置发生腐蚀的两大主要类型，前者是中全面腐蚀的体现，因此在选择监测点时必须关注相关腐蚀的流程、重视腐蚀分布的区域、对高温设备的材质进行监测、应用相关防腐工艺与技术，从而避免腐蚀所产生的伤害。

后者由监测到的视点可以发现，其具有均匀性腐蚀的特点，因此在炼油装置的产品分离系统化、常减压蒸馏、延迟焦化的过程中便应该选择监测点。在安装监测点时，不仅应该按照相关腐蚀原理进行安装，还应该考虑到在线观测的维护与评价便利性。由此，在线监测点的设置应该为一闭路循环系统，监测点选择适宜，有利于炼油装置中在线腐蚀监测反应的速度以及收集参数数据的准确性，提高了该系统的即时性。

4 在线腐蚀监测技术的发展方向

炼油装置中在线腐蚀监测技术的发展方向应该建立在需求与应用实践的基础上，并根据基础性要求拟定发展方向。

要想实现复合监测技术，必须提高在线监测技术的可靠性、精度以及灵敏度，将多种不同类型的参数利用一根探针进行监测，从而实现在线监测的简便化，减少了在线监测的程序。多参数监测是未来监测技术的发展趋势，只有实现腐蚀发生发展过程监测、腐蚀影响过程监测、腐蚀事故监测、腐蚀结果监测等全面的腐蚀监测，才能够拥有系统化的监测技术。

将收集到数据采用高科技手段进行智能化分析，然后建立与其有关的腐蚀数据库，深入分析与挖掘相关数据，为技术发展提供理论性、决定性依据。

要想提高炼油装置中在线腐蚀监测技术的自动化控制能力，就必须将腐蚀数据作为参考，并以此为参考点进行研究，提高在线腐蚀监测的力度，促进炼油装置的科技化改进与发展。

结语

本文通过对炼油装置中在线腐蚀监测技术的作用进行了具体分析，并且就其应用与监测点进行了恰当的选择，从根本上总结出在线腐蚀监测的未来发展方向，为我国化工业的发展开辟了一条简便、快捷、安全的生产道路。

参考文献

[1]庞喆龙，马新飞.炼油装置在线腐蚀监测技术状况[J].石油化工腐蚀与防护，2008，25（1）：62-64.

[2]易轶虎.在线腐蚀监测技术在炼油装置中的应用[J].石油化工腐蚀与防护，2012，29（5）：44-46.

在线监测装置例7

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0143-01

在用电信息采集系统的计量装置组成上，主要由电能表和电压互感器两个部分组成，其对窃电问题和电力运行稳定性均有一定的益处，因此目前已经广泛的应用于电力行业之中。但是就现阶段的应用情况进行观察，在用电信息采集系统的计量装置在线监测上仍然存在着诸多问题，导致其在运作中出现诸多问题，亟需得到解决。在此背景下，文章围绕用电信息采集系统的计量装置为中心，分三部分展开了细致的分析探讨，旨在提供一些理论上的参考，以下是具体内容。

1 用电信息采集系统框架

就目前的用电信息采集系统而言，其在系统框架的组成上主要由两个部分组成[1]。第一个部分为用户用电信息数据的采集和管理部分，该部分充分的结合了目前十分发达的信息技术，在形式上为一种智能化的电力计量形式，并且在系统软件以及硬件等方面更有所保障，在数据采集端的组成上主要由通信W络、电能表以及终端采集等部分组成，在工作形式上通过对各种采集到的数据进行归类和编制，并且按照一定的规律进行划分；第二部分是通信网络和系统的对时，该部分主要应用的技术为传统的通信技术，其在主要工作是将用户的用电信息传输至主站端，主站端在再对信息进行处理。

2 目前在用电信息采集系统的计量装置在线监测中存在的不足之处

目前在用电信息采集系统的计量装置在线监测中存在的不足之处主要集中在三个方面。其一为电力计量设备的运行管理工作存在不足，还需进一步完善；其二为目前的在线监测的程序过于复杂，在诸多原因的影响下监测工作的难度很大；其三为对计量设备出现的故障处理不够及时，因为目前的电力行业用电信息采集系统过于庞大，因此在设施上数量和种类的都很多，这便导致一旦出现问题，问题诊断和处理需要的时间都很长[2]。

3 健全用电信息采集系统的计量装置在线监测途径

3.1 完善在线监测电力计量装置的管理模式

要健全用电信息采集系统的计量装置在线监测，切实发挥出在线监测的作用，首先就必须在在线监测电力计量装置的管理模式上实现合理化、完善化和科学化。具体而言首先需要在运行设备的监测力度上给以强化，电力计量设备在运行过程中，必须有其他相关设备的配合，因此在设备管理上不能仅仅局限于计量设备的管理，其他设备也需要强化监测力度；其次在整体的管理模式上也需要给以完善化，在周期检验、电量追补以及在线监测等诸多方面均给以完善，实现实时检查，及时处理，实现电量追补的效果。

3.2 完善主控制电路的流程

信息时代的今天，信息技术已经渗入到了各行各业中，而在用电信息采集系统中用户用电信息采集部分也应用到了信息技术，因此依托于信息技术的电力计量装置主控制电路流程的运行状况，对整体的体系运行状况有着极大的影响，这就要求电力企业在主控制电路的流程上必须给以完善。

3.3 加大检验和监测的力度

加大监测和检验的力度可以实现电力计量装置在线监测在有效性和稳定行上的提升，进而在可靠性上也会更有保障，具体而言可以从两个方面入手：其一为对系统中电流回路、电压进行测试，如果在测试过程中发现电流过大，则需要在系统中增大电阻，避免出现开路的问题出现。在电能表的测试部分，可使用差值法和温度补偿法对二次回路状况给以掌握，此外对于可能存在的窃电行为也需要通过电量追回的方式实现实时监控；其二为在检查力度上必须给以强化，在控制周期上控制在1到1400分钟的范围之内，并且通过电力计量装置抽查的方式，对可能存在的问题及时发现和处理，保障整体的在线监测力度和效果[3]。

4 结语

综上所述，用电信息采集系统的计量装置在线监测措施是目前在电力行业使用十分广泛，并且具有诸多优势的一种新措施，其在组成框架上主要由用户用电信息数据的采集和管理和通信网络和系统的对时两部分组成。但是就目前的应用情况进行观察，其在具体的应用中存在着电力计量设备的运行管理工作存在不足、在线监测的程序过于复杂、对于计量设备出现的故障处理不够及时等问题。面对这些问题以及电力行业对在线监测的实际需要，完善在线监测电力计量装置的管理模式、完善主控制电路的流程、加大检验和监测的力度是切实有效的健全用电信息采集系统计量装置在线监测的途径，值得相关企业充分合理的使用。

参考文献

在线监测装置例8

为了满足GMP规范，用于制药生产的洁净室需要符合相应的等级要求。所以这些无菌生产的环境需要严格的监测以确保生产过程的可控性。需要进行重点监测的环境一般安装一套尘埃粒子监测系统，该系统包括：控制界面、控制设备、粒子计数器、气管、真空系统和软件等。在每一个关键区域都装有一个连续测量的粒子计数器，通过工作站电脑激发指令对每个区域进行连续的监测采样，监测的数据传给工作站电脑，电脑接收到这些数据可以显示和出具报告给操作者。尘埃粒子在线动态监测位置、数量的选择都应基于风险评估研究，要求覆盖到所有的关键区。

1 粒子监测的规则

所有使用无菌工艺生产的无菌药品和生物制品必须遵循现行版药品生产质量管理规范（GMP）。在美国这些规范由美国食品药品监督管理局（FDA）制定为21号联邦法规（21 CFR）的210和211部分。在欧盟这些规范由欧盟制定为药品生产质量管理规范，附录1“无菌药品生产”。 由ISO/TC209洁净室及相关受控环境计数委员会提出的ISO 14644-1是洁净室污染等级定义/分级的国际标准。制药公司生产的产品因此必须证明药品在发行到市场及最终用户之前的每个步骤都是遵从法规来执行的。

为满足所需的要求，确保在一个可控的环境中生产产品。洁净室的建立主要用于污染控制，减少潜在生产环境的变化，洁净室的设计必须符合相应的洁净度要求，包括达到“静态”和“动态”的标准。GMP规范要求，同时针对于微生物和非微生物污染，必须严格监测这些环境来确保当前环境条件的完整性及持续可见性，尽可能降低产品或所处理的物料被微粒或微生物污染的风险。

2 洁净室粒子计数的三种测量阶段

（1）建成：服务连接和服务功能完备的房间，但设施内没有生产设备和人员。

（2）静态：所有的服务已连接的条件，设备已经安装并在一个约定的方式下运行，但没有人员在场。

（3）动态：所有设备已经安装并以制定的形式运行，有指定数量的人员在场，并以制定的流程工作。

3 关键区域

在无菌原料操作区域是非常关键的，因为的产品很容易受到污染，并且随后在其直接接触容器中不能被灭菌。为了保持产品的无菌性，将无菌操作环境（例如设备放置、灌装）控制并维持在适当质量水平是必要的。环境质量的一个方面是空气的微粒含量。粒子数是非常重要的，因为它们可以作为一种外源性污染物进入一个产品，也可以作为微生物的载体来产生生物污染。适当设计的空气处理系统可将关键区域的微粒含量减至最少。

FDA推荐，关键区域的空气洁净度的确认测量应在对于暴露的灭菌产品、容器和密封包最具潜在风险的位置进行。粒子计数采样头应放置于最有意义的采样位置。在每个生产周期中应定期监测。同时FDA推荐，非微生物颗粒监测使用远程计数系统。这些系统能采集更全面的数据，且比便携式粒子计数器产生更小的侵害。

粒子测量是基于使用离散空气粒子计数器来测量大于等于指定粒径的粒子浓度。一个持续测量系统应用来测量A级区域的粒子浓度，在B级围绕区域也推荐使用。对于常规测试，A级和B级区域总采样体积量不应小于1立方米。

4 监测点安装选择模拟测试

模拟实际生产过程（如药品灌装），在选定的关键区域内通过对各候选粒子采样点位的测量结果，确定尘埃粒子计数器采样头的安装位置。首先进行静态模拟测试，以证明接下来的生产（灌装）模拟测试是在一个合格的基础环境下进行的。然后进行动态生产模拟测试，将产生支持性数据，最终确定每个关键区域内的尘埃粒子采样点位。

4.1确定关键区域

列出无菌生产区域药品或灭菌容器容易暴露的高风险区（A级或B级）。对放置粒子计数器的监测点的位置、选择原因应依据实际的生产工艺进行详细的分析。其中A级区为高风险操作区，如：灌装区、放置胶塞桶和与无菌制剂直接接触的敞口包装容器的区域及无菌装配或连接操作的区域，应当用单向流操作台（罩）维持该区的环境状态。B级区通常为无菌配置和灌装等高风险操作A级洁净区所处的背景区域。对于B级区是否需要粒子监测系统，则取决于B级区和A级区之间是否存在明显的隔断。

而非关键区（C级或D级）不需要进行对尘埃粒子的连续监测。C级和D级区域指无菌药品生产过程中重要程度较低操作步骤的洁净区。因为这些区域属于低风险区，可以通过使用便携式的粒子计数器来完成日常的监测。

中国2010版GMP附录1对各级别空气尘埃粒子标准规定如表1。

表1 不同洁净级别尘埃粒子标准

洁净度级别 悬浮粒子最大允许数/立方米

静态 动态

≥0.5μm ≥5.0μm ≥0.5μm ≥5.0μm

A级 3520 20 3520 20

B级 3520 29 352000 2900

C级 352000 2900 3520000 29000

D级 3520000 29000 不作规定 不作规定

4.2静态模拟测试

在模拟动态生产过程测试进行之前应进行静态模拟测试，以确认各关键区域的环境粒子级别是否在规定的范围以内。如果测试数据表明环境粒子级别超过该区域应有的（设定的）级别，则说明该区域环境已遭到污染，应在模拟生产过程之前先解决环境污染问题。

在静态环境下，分别在各关键区域中心正上方25cm处，用采样流量为100L每分钟的便携式粒子计数器连续采集10分钟，将最后结果与中国2010版 GMP附录1的要求比对，如果结果符合该点设计等级要求的静态环境下尘埃粒子最大允许数，则此关键点的静态环境通过测试。需注意在确认时，应当使用采样管较短的便携式尘埃粒子计数器，避免≥5.0μm尘埃粒子在长采样管中沉降。

4.3动态生产模拟测试

关键区域静态环境测试合格之后，开始动态生产模拟测试。完全模拟生产过程，确认洁净室无菌工作现场的环境良好，无喷洒、清洁、消毒等影响粒子计数器运行的操作，对各关键区域中分别选择若干可行的在线粒子采样候选点位，然后使用便携式粒子计数器进行模拟测量。

对候选点位的确定建议参考以下原则：

（1）ISO 14644-1 规范说明：对于单向流洁净室，采样口应对着气流方向；对于非单向流洁净室，采样口宜朝上，采样口处的采样速度均应尽可能接近室内气流速度；

（2）GMP原则：采样头应安装在接近工作高度和产品暴露处；

（3）采样位置不会影响生产设备的正常运行，同时不会影响到生产过程中的人员正常操作，避免影响物流通道

（4）采样位置不会因产品本身产生粒子或滴液引起大的计数误差，导致测量数据超过限定值，并且不会对粒子传感器造成损害；

（5）采样位置应具备安装可能性；

（6）采样位置选在关键点水平面以上，距离关键点不应超过30cm，特殊位置如有药液飞溅或溢出，导致模拟生产状况下测量数据结果超出该等级区域标准，可将垂直方向的距离限制适当放宽，但不宜超过50cm；

（7）应尽量避免将采样位置放于容器经过的正上方，以免引起容器上方空气不足和产生扰流。

确定了所有候选点位后，在模拟生产环境的条件下，用采样流量为100L每分钟的便携式粒子计数器在各关键区域的各候选点位进行10分钟的采样，并对所有点位的尘埃粒子采样数据记录。对同一区域的多个候选点位的采样结果进行对比分析，找出高风险的监测点，从而确定该点为最终的尘埃粒子监测点采样头安装位置。

5 结语

本文主要阐述了通过一个风险评估的方法，确定洁净室在线尘埃粒子监测系统粒子计数器采样头的安装位置。首先依据生产工艺确认无菌生产厂房洁净室中的关键区域，即识别产品生产过程中容易被污染的高风险区域。然后对各个高风险区域进行静态模拟测试，确认各区域符合其应保持的洁净度级别，证明环境没有受到污染。最后在每个高风险区域分别选取若干候选点位进行动态生产模拟测试，选出环境最差点，即高风险区域的高风险监测点，将其确定为粒子计数器采样头的最终安装位置。

该方法通过一系列测试对监测点位的选择提供了数据支持，选出的尘埃粒子监测点具有代表性，通过系统连续的在线监测，能够较好的反应洁净室真实的环境状态，降低了无菌药品和生物制品被微粒或微生物污染的风险。

参考文献：

[1]药品生产质量管理规范（2010年修订）[S].附录1.

在线监测装置例9

中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）15-0033-02

1 C-GIS充气柜的应用背景

C-GIS充气柜是将SF6绝缘技术、密封技术与空气绝缘的金属封闭开关制造技术有机结合的产物，其利用低压力的SF6气体绝缘介质、固体绝缘材料以及特定的绝缘结构将将断路器、隔离开关、接地开关、母线等高压元件集中装在密封的金属箱体中，达到耐受额定绝缘水平的要求；各柜之间采用插接式绝缘母线或气体绝缘母线连接，由插接式电缆终端实现进出线，使整个高压系统处于完全封闭的状态，保证电能的安全高效传输。图1是ABB公司ZX2型GIS开关柜剖面图。

C-G1S具有体积小、免维护及安全可靠性高的显著优点，因而在国内外供电系统中得到了广泛的应用，以进一步降损节能、提高供电能力，提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，节省土地资源。本文所设计的C-GIS充气柜SF6气体状态综合在线监测装置就是为C-GIS设备的安全可靠运行提供强有力保障的监测控制系统。

2 对C-GIS充气柜SF6气体状态实施在线监测的必要性

由于SF6气体具有优良的绝缘、灭弧性能，在过去的几十年里，SF6气体在高压电气设备中的应用取得了惊人的进展。然而，SF6气体状态的改变会对GIS设备的安全运行造成非常严重的影响，因而对SF6气体实施严格的质量监督与安全管理是确保设备可靠运行和人身健康安全的重要保证。SF6气体状态变化造成绝缘和灭弧性能下降主要是以下几个方面。

2.1 SF6气体含水

SF6气体中水分的来源是多方面的：GIS在制造、运输、安装、检修的过程中都可能接触水分；GIS的绝缘部件本身也会带有0.1%～0.5%ppmv的水分，在运行的过程中慢慢的向外释放；GIS设备中的吸附剂也含有水分。水份是SF6气体中危害最大的杂质，GIS设备中的SF6气体含有水分并达到一定程度后，会引起严重不良后果，其危害主要表现为设备化学腐蚀、降低绝缘性能、影响断路器开断能力等。

2.2 SF6气体泄露

纯净的SF6气体，无色、无味、无嗅、无毒、无腐蚀性，在常温常压下化学性能稳定。但是，GIS设备中的SF6气体一旦泄漏也具有巨大的危害。具体体现为造成GIS绝缘耐压强度降低，绝缘击穿；GIS气室水分含量增加；SF6气体经电弧放电分解出的有毒物质泄漏和温室效应等。

2.3 SF6温度过高

GIS设备由于长期的运行可能会引起内部电触头的接触不良，使触头接触电阻变大，在负载电流流过时会产生发热现象，导致SF6气体温度升高。同时，外界环境温度的变化也会对SF6气体温度造成一定程度上的影响。

SF6气体温度升高会使SF6的整体绝缘性能下降，严重时甚至击穿，进而引发短路，形成重大事故，造成重大经济损失。此外，SF6气体温度的变化还影响到GIS中的水分含量。据有关研究表明，SF6设备气体水分含量随温度的升高而升高。

正是由于SF6气体状态变化可能造成的危害，国家电网公司制定专门技术规范，要求对GIS设备中的SF6气体定期开展预防性试验，以防止上述危害的发生。随着电气设备状态检修技术的越发成熟，开发一套能够实时监测SF6气体状态的在线监测装置取代预防性试验也就成为了一项非常必要的课题。

3 C-GIS充气柜SF6气体状态在线监测装置的功能和原理

本文设计的C-GIS充气柜SF6气体状态在线监测系统可以实现对C-GIS中的SF6气体状态的在线监测与趋势预测，监测项目包括SF6气体温度、微水含量和气体泄露情况。监测数据和信息通过相应的软件设计在上位工控机上以友好的人机对话窗口显示，显示项目包括SF6气体温度、压力、微水含量的数值量及变化曲线和相应的超限报警信号。此外，装置还具有监测数据存储查询等功能。图2是该装置的原理框图。

装置的基本实现原理是：将温度传感器、湿度传感器和压力传感器封装，集中内置于C-GIS气室中采集SF6气体状态信息，传感器检测信号为电压信号输出，再通过屏蔽线传输至下位机进行A/D转换处理成数字信号，并转换为ASCII码。下位机选用Atmel公司的Atmega16高性能、低功耗8位AVR单片机作为主控制芯片。下位机完成数据转换后，根据上下位机之间的通信协议，通过串口将三路SF6气体状态信号（温度、湿度、压力）的ASCII码经RS485线传输至上位机，利用上位机强大的运算能力完成对SF6气体状态信息的最终处理。

4 在线监测装置的具体设计

4.1 数据采集单元设计

数据采集单元的任务是采集SF6气体状态信息。该单元将温度传感器、湿度传感器和压力传感器整合封装，安装于C-GIS气室中采集SF6气体状态信息。传感器输出信号连接到Y11型电连接器的电极上，由Y11型电连接器将信号输出。由于C-GIS结构紧凑，气室容积小，一套传感器所采集的信息就基本能够反映采集整台C-GIS的SF6气体状态，使得系统结构大为简化。

4.2 下位机单元设计

下位机单元由主处理模块，显示模块和通信模块三部分

组成。

主处理模块选用Atmel公司的Atmega16高性能、低功耗8位AVR单片机作为主控制芯片。Atmega16具有如下特点：16K字节的系统内可编程Flash（具有同时读写的能力，即RWW），512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器；用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程；三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器（T/C），片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。图3是下位机主处理模块硬件电路图。

显示模块选用OCM12864液晶显示。OCM12864液晶显示模块是128×64点阵型液晶显示模块，可显示各种字符及图形，可与CPU直接接口，具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线。

通信模块选取标准的RS-485接口作为下位机与上位机的通信接口，通过串口将经主处理模块转换后的传感器信息传输至上位机。通信采用半双工方式，每30秒传输一次信息。

4.3 上位机设计

上位机主要通过软件设计实现其功能，本装置选用虚拟仪器软件LabVIEW进行编制。LabVIEW是专业的测控软件，使用该软件进行编程可以缩短开发时间，并且开发出的界面美观，便于修改和扩展。本文所设计的C-GIS充气柜SF6气体状态综合在线测温装置主界面如图4所示。

从图4可见，该装置可实时监测SF6气体压力、温度和含水量（均为折算到20℃的值），并与用户自己设定的阀值进行比较，在超标时可发出红色报警指示，监测值以数值和曲线两种方法表示；同时，应用LABSQL组件实现监测数据与Access数据库的接口，可将监测数据以标准格式存储到Access表格中，以利于对监测数据进行历史查询。

5 结束语

该装置应用于C-GIS充气柜中，可以对其SF6气体状态的变化进行实时在线监测，并能够根据实际运行情况发出不同警报，用户可以通过友好的人机对话界面查看SF6气体的实时状态，并可自主设置报警阀值以适应不同条件的需要。装置既可以独立工作，也可以依据实际需要与变电站综合自动化系统相连。此外，如果根据不同电压等级GIS的特点和监测项目对装置的软硬件加以改造，该装置完全能够应用于各电压等级的无人值守GIS变电站。

参考文献

[1]罗学琛.SF6气体绝缘金属全封闭组合电器（GIS）[M].中国电力出版社，1999.

[2]曲明鑫.气体中的水分管理[J].中国电力，1994（7）.

[3]陈新港.环境温度及湿度对SF6断路器中微量水分的影响及控制措施[J].高压电器，2004，40（1）.

[4] Q/GDW-10-316-2007.20kV交流气体绝缘金属封闭开关技术规范[S].江苏省电力公司企业标准，2007.

[5]刘刚.LabVIEW8.2中文版编程及应用[M].北京：电子工业出版社，2008.

在线监测装置例10

1 输电线路在线监测装置研制的相关概述

1.1 输电线路在线监测装置的产生

现代电力时代，人们生活和工作已经离不开电力供应，不仅要求及时供电，对供电质量与安全也提出新的要求。由于在日常电网中，输电线路所处的环境差异很大，如何确保输电线路。安全有序的运行，成为衡量我国电网安全可靠运行的重要指标。由于输电线路纵横分布，且布局十分广泛，而自身受环境、气候的影响较大，从而会导致每年有诸多电的事故发生，其主要原因在于输电线路出现问题。以前，对于输电线路的监测主要依靠运行维护人员的周期性巡视，虽然维护人员能够通过观察发现输电线路故障，但由于自身能力有限，无法对其展开及时维修，从而无法从根本上解决输电线路产生的故障问题，也无法降低输电线路因为存在故障隐患而产生的线路事故。因此，输电线路在线监测装置便随着科学技术的发展和进步，被应用到日常的输电线路监测中，通过无线（GSM/GPRS/CDMA）传输方式，对输电线路周围环境、具体的施工情况和杆塔倾斜等参数进行实时监测，有效的提供了输电线路异常状况的预警，对于提高输电线路安全经济运行起到了保驾护航的作用，同时也提升了电路运输技术的管理水平，为输电线路的状态检修工作带来了便利。

1.2 输电线路监测装置的系统构成

面对高压输电线路在日常生活中遇到的森林树木成长对线路的威胁、积雪无法巡线的威胁、塔基挖沙的威胁、塔基被盗等一系列威胁，输电线路在线监测装置主要是为了应对这些威胁而设计的。输电线路在线监测装置是紧紧依托于无线3G-EVDO、CDMA1X、GPRS和EDGE的数据通道为传输阶段，从而实现对高压输变电线路/塔基情况进行在线实时监测。输电线路在线监测装置主要由终端部分和监控管理中心两大部分构成，终端设备包括一个防水、防尘、防电磁干扰、满足IP65防护等级的机箱、太阳能供电板，一体化智能匀速球等装置组成。而监控中心则包括图像监控服务器和图像监护客户端两部分构成。

1.3 输电线路监测装置的主要功能

输电线路监测装置的功能比较强大，它有效的对输电线路的日常安全运行进行有效监测，来更好地确保我国电网的整体运行情况，它的主要功能体现在：（1）它具备远程视频搜集、处理和传输功能：视频监控装置能定时或按远程指令采集工程现场视频信号，经压缩编码等视频信号处理后，通过无线网络传输给监控管理站；（2）它还具备对摄影机及云台的可控加热功能：对摄影机外壳具有自动控制和远程控制加热功能；（3）它同时也对电源具有远程控制的功能，可以实现在预设的条件或者是接受远程指令的情况下，启动或者关闭装置前端的供电电源；（4）它还具备远程设置视频采集时间间隔功能、具备断线自动连接功能、电源管理功能等其他功能。

2 输电线路在线监测装置通信组网应用

随着光纤通信技术的发展，基于电力专网的EPON/工业以太网交换机技术/WIFI技术也逐渐成为输电线路状态监测系统的重要数据通信方式。装置在3 000 m范围内的数据平均传输速率为12.1 Mb/s，且数据传输速率均不低于10.8 Mb/s.这两者的有效结合，为实现分散监测主机间的相互关联、监测数据共享及信息整合，形成光纤、北斗、全球定位系统及无线通信方式组合的通信网络相互契合[1]，该文在输电线路在线监测装置研制形成的基础之上，通过对示范线路进行实地调研和考察，并结合自身工作经验，选取精确的监测点和中继点，对其输电线路在线监测装置通信组网的实际应用成效进行研究。

在输电线路在线监测系统装置中，通信组网的应用需要先进的科学技术作为重要依托，也是组成输电线路在线监测装置系统中必不可少的部分。在输电线路在线监测装置中渗入通信组网技术，在很大程度上提高了监测装置对输电线路监测的精确度和广泛度，使其更好地确保我国输电线路安全、降低输电线路出现安全事故的发生率起到重要的促进作用。