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在线监测技术范文1
Abstract: with the rapid development of economy in our country, the ecological environment destruction and pollution of the environment problem increasingly prominent, the quality of people's living environment has been deteriorating, on-line monitoring technology arises at the historic moment, in this case the environment also gradually become a hot issue in become a scholar. This article mainly tells the story of environmental monitoring on-line monitoring technology now, mainly there are air and water environment online monitoring technology.
Key words: online monitoring; Environmental monitoring; technology
中图分类号：X8文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
近年来，环境与资源约束瓶颈加大，环境污染呈加剧蔓延趋势，新污染物质和持久性有机污染物的危害逐步显现，生态与环境问题变得更加复杂，环境风险更加巨大，环境问题引起了国家的高度重视。而环境自动在线监测技术的出现也为良好的保护环境的目标，提供了有力的保证，这项技术在全国各地区普遍推广的同时，也在应用过程中出现了一些问题，值得每位热爱环保的同仁去思考解决这些问题。下面介绍几种在环境监测中的在线监测技术，以供同行参考。
一、 污水COD在线监测的分类及工作原理
污水COD的在线监测方法按采用氧化剂的不同可分为：重铬酸钾法(CODCr)、高锰酸钾指数法、臭氧法、羟基自由基法等。根据工作原理的不同，可分为化学法、电化学法、光谱法和生物法四类。化学法基于外加氧化剂K，Cr20，KMnO。或O，与水中有机物发生化学反应；电化学法是利用电解产生Fe2+与剩余C r“反应(库仑滴定)或电生羟基自由基直接氧化水有机物；光谱总体上讲，COD在线自动监测仪的设计思路大体有两种，一种是模拟传统湿化学法的原理，将分析过程住线化，样品必须先消解后测定，多数COD在线监测仪设计遵循这一思路；另一种则彻底摒弃样品消解，采用全新的原理进行测定，例如利用电解产物直接与有机物反应、利用生物快速降解有机物或直接测定有机物的紫外吸收光谱等。后一思路是对COD测定方法的突破。
目前我国广泛使用的污水COD的在线监测方法主要是分光光度法和电位滴定法，COD在线监测仪的工作综合运用了流动注射技术，电化学技术，现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术，仪器一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。光度分析法污水COD在线监测仪的工作原理为：载流液(含重铬酸钾的稀硫酸)由恒流泵输送至反应管道中，基本装置流动注射分析是基于把一定体积的液体样本通过阀切入到一个运动着的由适当液体组成的连续载流中，当注入阀将水样切入反应管道中后。试样带被载流液推进并在推进过程中渐渐扩散，样品和试剂混合。在强酸溶液中，以银盐作催化剂，定量的重铬酸钾氧化水样中的还原性物质，在一定的消解温度下，加热消解一定时间，六价铬被水中还原性物质定量还原为三价铬，在一定波长下，用分光光度计测定三价铬的吸光度，通过吸光度与水样COD的线性关系进行定量分析测定。进样系统由输液泵、定量馆、电磁阀、管路、接门等组成，完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能。反应系统主要有加热单元和反应室，完成水样的消解和反应，监测系统包括单片机(或工控机)、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等，完成对在线分析全过程的控制、数据采集与处理、现实、储存及打印输出。
污水COD在线监测仪电位滴定法的工作原理是在强酸溶液中，以银盐作催化剂，钼氯酸、硫酸铝钾作助催化剂，经恒温密闭消解一定时间后，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。就其反应过程来看，氧化剂浓度、反应液的酸度。消解时间，消解温度对测定结果影响较大。而消解时间、消解温度、曲线的有效取值区间要视不同水质、消解反应难易程度及污染物浓度正常变化范围而具体确定，测试方法较光度分析法复杂，需要消耗较多的化学试剂。
二、pH值在线检测系统
1.工作原理
系统核心部件是pH值信号采集装置和信号处理控制装置。系统根据pH检测传感器检测到的pH值信号，将输出检测信号至中央处理单元，中央处理单元经信号处理单元和运算单元后，实现仪表显示实际pH值，并与设定的pH值进行比较，输出控制信号，控制执行机构，自动向槽中加减中和液，并采用循环泵对槽内液体迅速循环，确保其均匀性，使织物达到所设定的pH值。
2.关键技术及创新点
(1)pH值在线检测传感器的研究和选用；
(2)对pH值算法的分析和研究；
(3)对pH值检测信号处理技术的研究；
(4)温度对pH值影响需进行温度补偿技术处理；
(5)对自动化控制仪表的开发：
(6)仪表采用单片机智能化设计，具有自动稳零、数字显示、超限报警、变送输出、电流调节输出或时间比例输出、RS485通讯等功能系统测量精确、稳定、运行可靠；
(7)对检测和执行机构的研究和开发；
三、水质总磷总氮在线自动监测技术
1.总氮分析方法
在线监测方法：在水样中加入K2S2O8溶液和NaOH溶液，在85℃下紫外线照射，水样中含氮化合物被分解成NO3。被消解的水样冷却至一定温度后，分取一部分试样，加HCl调节至pH2~3，然后在220nm波长处测量吸光度值，并计算出水中的总氮浓度值。该方法的优点是在常压和低温条件下进行氧化分解。在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。分解出的原子态氧在120～124℃条件下，可使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐。并且在此过程中有机物同时被氧化分解。可用紫外分光光度法于波长220nm和275nm处，分别测出吸光度A220及A275，两者相减求出校正吸光度A。
2.总磷分析方法
在线监测方法：采用紫外催化-过硫酸钾氧化分光光度法为测定方法，其理论基础是光催化氧化技术，当有机磷吸收紫外光后，原有的C-P键被破坏，形成易于测量的正磷酸盐成分。在水样中加入溶液和硫酸溶液，在95℃下紫外线照射，水样中含磷化合物被分解。试样冷却后分取一部分，加入抗坏血酸和钼酸铵溶液，显色。然后在700nm波长处测量吸光度值，并计算出水中的总磷浓度值。该方法优点是可以在常温常压下进行。在中性条件下用过硫酸钾(或硝酸-高氯酸)使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵反应，在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后，立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的络合物。该络合物在700nm波长有较强吸收，通过测量吸光度值，计算出水中的总磷浓度。
四、 PTR-MS在线监测大气挥发性有机物
利用质谱对VOCs进行测量前，必须把VOCs分子离子化。PTR-MS采用的是软电离技术，即利用母体离子与VOCs反应，把VOCs分子转换成离子。PTR-MS利用的母体离子是H3O+离子，之所以用H3O+是因为一方面，H2O的质子亲合势为7.22eV，而大多数VOCs的质子亲合势在7~9eV之间，因此H3O+分子可以和大多数的VOCs（除了CH4和C2H4等少数有机物）分子发生质子转移反应；另一方面，空气中主要成分 (N2、O2、CO2和AR等)的质子亲合势都小于H2O的质子亲合势,因此,它们不会与H3O+发生质子转移反应。所以，在测量空气中的痕量VOCs时 ,H3O是最合适的母体离子。
测量的一般过程为:离子源产生离子母体H3O+，进入充满空气的流动管，与空气中的VOC发生离子-分子反应，将VOC离子化为唯一的（VOC)H+离子，产生的离子进入流动管末端的质谱进行检测。
为了消除水团簇离子的影响，PTR-MS采用在离子-分子反应区加可调电场的技术，当离子碰撞的动能超过水团簇离子中离子-分子之间的键能时，水团簇离子将不会形成，由此消除水的影响，使得质谱图像非常简单，易于对有机物的识别。
五、基于红外光谱和GPRS的大气有害气体监测系统
GPRS无线网络技术和气体浓度红外检测技术的运用基于红外检测技术、GPRS无线网络和 ARM 技术，构建有害气体监控系统的方案。通过对测试原理和方法的充分论证之后，设计了气体浓度测试的红外传感器；开发了以32位处理器S3C44B0为核心，包括A/D转换模块、LED/LCD液晶显示模块、GPRS模块以及键盘模块在内的ARM中央硬件处理平台；完成了各电路模块印刷电路板的制作和分步调试；在ARM集成开发环境 ADS1.2下完成了系统的启动代码和应用程序的编写，和上位机监控软件的编写；并结合硬件电路完成了整个系统的调试；最后在实验室完成了测试系统的标定实验。本系统的优点在于利用了GPRS网覆盖范围广、数据传输速率高、永远在线、费用低，无地域限制，节省巨额建网费等优势，解决了大气污染的大范围、实时、长期在线监测问题；浓度测试中采用红外光谱检测技术设计出的传感器与传统的同类传感器相比，具有响应速度快、能在恶劣环境下工作的优点；系统采用了ARM嵌入式处理器，实时性好，可脱机运行，携带方便，除了用于大气环境监测，还可推广到化工、电力、矿山等行业的危险气体检测。
结语
环境监测通过对影响环境质量因素的代表值测定,确定环境质量或污染程度及其变化趋势。随着工业和科学技术的发展,监测的内容也不断延伸,由对工业污染源的监测逐步发展到对大环境的监测,即监测的对象不仅仅是影响环境质量的污染因子,还扩展到对生物、生态变化的监测。在线监测、监督监测在摒弃过去理化监测弊端的基础上,充分发挥理化监测快速准确的特点,增加理化监测单位时间内的监测频率或提高现场监测能力,切实反映污染排放的全过程。
参考文献
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关键词 电气设备；在线监测；技术方法
中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0162-02
0 引言
电气设备的安全运行对电力电压的等级的要求越来越高，所以电气设备的在线监测技术也就成为相关工作人员和研究人员的关注话题。电气设备要定期检查维修，并且以预防性试验为基础，定期检修能够监测电气设备的状态，但是对于电气设备内部故障隐患就无法及时发现，状态监测是以在线监测为主要方式的，根据实时监测的电气参数和标准参数进行对比来判断电气设备的状态，并研究检修维护的方法。在线监测技术的检修方法能够及时反映出运行时电气设备的工作状态，更方便采取预防措施及在发生事故时采取有效的解决措施。
1 电气设备在线监测原理
电气设备在线监测技术原理，是在电气设备正常运行时，通过对常规绝缘特征参数如电容量、电流、介质损耗因数等进行测量，来反映电气设备的运行是否存在问题。介质损耗因数对高压电气设备影响很大，还能反映运行时设备的缺陷，灵敏度很高，而且操作比较简单。介质损耗因数的原理分为两种，第一是硬件直接测量相位角，主要方法为过零相位比较法，第二是软件对检测信号变换后，对测量信号进行数字化处理，主要方法为谐波分析法。
过零相位比较法原理：获得电流和电压信号进行过零整形成为过零反转的方波电流和电压，用或门电路对电流电压过零时间差方波宽度进行比较，并读取方波宽度，最终根据电流电压信号计算出介质损耗因数。
谐波分析测试原理：电流互感器检测设备末端引出电流信号，二次抽取电压信号后经过方法、滤波和程控放大后的信号，再经过同步采样最终得到离散数字信号，利用计算机对其快速的傅里叶变换后得到基波傅里叶系数，然后计算基波相位差，最终得到介质损耗因数。
2 电气设备在线检测的主要技术方法
2.1 基于传感器技术的电气设备在线监测
传感器技术是实现电气设备在线监测的主要方法，传感器技术能够获取到电气设备较多的并且精准的状态量数据参数。为了满足电气设备在线检测的需求，传感器技术也在不断的研究和完善，例如光传感器、温度传感器和气体传感器等，都能够很精准的检测电气设备的状态量，然后转成对应的数字信号来传输。相关研究人员和学者提出了光传感器技术，主要是为了解决对电气设备绝缘子的盐密进行检测，但是目前这种技术还没有被广泛应用，但是光传感器技术对于目前流行的等值盐密方法是一种质的飞跃。
2.2 基于红外热像技术的电气设备在线监测
所有物体本身都具备一定的温度和能量，所以会放射出不同程度的红外辐射，红外探测仪对红外辐射进行接收并处理，能够呈现出物体对应的温度值和热场分布图像，这样就可以对电气设备旋转电机、锅炉高温管道进行不接触方式的测试温度和绝缘方式的诊断，红外热像检测的发展前途十分广阔，是一种新型的检测方法，如今已经成为国内外研究的焦点课题。红外热像检测技术的特点进行分析：首先是操作安全性高，以为内红外检测不用和设备直接接触，因此操作很安全，这个特点对运转设备和带电设备架空线路有很重要的意义；第二是灵敏度高，红外检测技术的灵敏度很高，能够对设备表面的温度进行分辨，温差在0.01℃～5℃，所以对于电气设备细微的热状态的变化进行检测和诊断；第三是诊断和检测的效率高，红外检测技术对电气设备的数据采集速率很高，平均一台红外热像仪在每秒内采集和储存的温度能够达到百万点，并且检测速度很快；第四是可以利用计算机进行分析，现在的红外检测设备具有成熟的计算机图像处理系统，能够对电气设备的变化和状态利用计算机进行在线监测及分析处理，并且能够建立电气设备发热情况的数据库；第五，影响检测结果的因素较多，电气设备的种类很多，气候的变化包括风力、气温等都会对监测结果产生影响，而且电力负荷的大小以及辐射源等也会对监测结果有重要影响。
3 电气设备在线监测的实现
3.1 高压断路器在线监测
电力系统中的高压断路器是十分重要的开关设备，不仅对电气设备担负这保护作用，也担负着控制作用，开关设备的状态情况对电力系统的运行有十分重要的影响。高压断路器的实时监测和故障检测，能够对设备运行状况、特性和变化情况进行掌握，这样对电力系统的安全运行有重要作用。在线监测一般包括对设备特性的监测和触头等部位的监测，主要内容有气体密度监测、泄露电源监测、累积开断电流监测、开断次数监测、断路器红外成像监测、振动波形监测、操作机构油压监测和分合闸线圈电流波形监测等。
3.2 变压器在线监测
电力系统中变压器是很重要并且昂贵的设备之一，也是导致电力系统出现故障最多的设备之一，发生故障会对电力系统和用户带来很大危害。变压器在线监测主要有两种方法，一是变压器局部放电在线监测，容易受到电力系统中环境的影响而导致灵敏度不高；二是变压器油中溶解气体在线监测，只能判断是否有异常，对诊断故障类型的确定提供参考依据。
3.3 发电机在线监测
发电机在线监测是和常规离线绝缘测试方法不同，而是在发电机运行中对发电器绝缘进行连续测量。目前广泛使用的方法是发电机局部放电在线监测，是在发电机内部安装传感器，传感器与便携式局部测试仪连接，定期对局部放电监测，也可以连接到固定的局部放电监测系统来实现监测；随着分析技术和数据采集技术的发展，大型发电机组已经开展转子匝间短路在线监测，开展转子故障在线监测综合分析，这些手段的采取势必对发电机组的安全稳定运行提供了有效地保障手段。
4 电气设备在线监测技术发展建议
4.1 在线监测是状态检修的必要条件
只有对电气设备运行状态进行准确、及时的掌握，然后与设备在系统中重要程度进行综合分析，才能对设备的维修、检修的正确时间进行确定，并对设备采取对应的维修措施。虽然在线监测技术对于设备的状态检修效率较高，但是也不能完全依赖于在线监测，同时还要对照一些设备的离线检测方法，例如诊断性实验和定期试验项目等，要对目前经常使用的方法进行充分利用，然后结合在线监测手段，这样才能达到对设备状态的反映更加全面和真实，为电力系统提供精确的数据。
4.2 加强员工理论知识和技能水平培训
在线检测无论使用什么手段进行，都需要人来操纵，所以对于员工的理论知识和业务技能水平的提高十分必要，企业要对员工进行适当的培训，保证工作人员掌握了一定的在线监测电气设备的基础知识和相应的技能，不断提高工作人员的决策能力，并对状态量和状态量进行深刻理解，从状态量的变化和电气设备状态进行分析，才能更好的完成在线监测的目的。在线监测所提供的数据方面，一定要对其进行总结和综合分析，找到其中的规律，分析在线检测状态量变化和电气设备故障的关系，不能停留在所提供的表面参数和数据上。但是也不能过于依赖在线检测所获得的数据，因为很多因素可能会影响数据的准确性。如对介损的在线监测过程中，其监测的重复性和稳定不是非常理想，误差会较大；对于信号采集的过程也会出现传感器失效的情况，外界因素或认为因素的干扰可能会导致信号畸变，最终使在线监测系统得到的数据不够准确。
4.3 推动在线监测技术的发展
当前电气设备的在线监测技术已经获得了很大的成果，但也会存在一些问题，因此要对这些问题进行研究和探索，不断在电气设备的实际运行过程中对各种检测技术方法进行分析。对于目前的在线监测技术发展来看，不能对监测要求过高，而是要保证在线监测系统的抗干扰能力强，并且要通过在线监测获取到真实精确的数据，更好的反映电气设备的运行状态。
5 结论
电气设备在线监测技术的发展，是电气设备状态检修的需要，更是智能电网发展的要求。检测技术发展的必然过程都是从事故检修、定期检修到状态检修，而这也是电力行业发展的需要。因此在电气设备在线检测的开发应用中，要根据电气设备的具体情况及数据进行分析，不断提高在线监测数据的精确度。利用先进的在线监测方法，才能提高对电气设备状态和变化的掌握能力，更好的保证电气设备的安全稳定运行。
参考文献
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在线监测技术范文3
[关键词]钢绳芯输送带；在线探伤监测技术及应用
中图分类号：TD76；TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0003-01
1、前言
随着使用年限的增加，皮带及接头出现不同程度的磨损、老化，针对这一情况以前多采用人工探伤的办法进行检测。人工探伤也就是用目测的办法，直接观察皮带外形，看是否有鼓泡等异常变化，在皮带接头处刻上记号并用钢尺测量，判断损伤处有无变化，皮带接头是否伸长，对皮带的坏损进行检测。这是一种最原始的检测办法，机电维修人员虽然可以看到皮带表面发生的变化，却不能探究钢绳芯皮带内部的变化情况。而皮带发生撕裂断带事故，通常源于钢绳芯皮带内部发生了变化，如钢绳芯接头产生抽头、发生锈蚀或者存在硫化工艺问题等情况。表面不发生变化而内部发生问题的情况，目测的方法难以发现。在皮带距离较长时，这种办法测量周期长，误差率较高，不能有效的保证皮带运输系统安全运行。
为此，采用在线探伤监测技术， 强化对钢绳芯带式输送机的检修，对于皮带运输系统安全、高效生产有着重要的意义。
2、在线探伤监测技术
该技术应用X射线及相关处理软件，能够对钢丝绳芯输送带进行非接触式、在线、实时检测。可实现在不停机、带载、空载状态下的检测，不仅能够检测输送带中钢丝绳芯街头的抽动、位移，以及断绳、疲劳、锈蚀等可能导致断带事故的安全隐患，而且可以将发生问题的部位准确定位。使用技术可以有效的降低钢绳芯输送带的使用和维护成本，提高煤矿的生产效率。
技术参数：
1、检测方式：在线实时检测；
2、检测带速：1～10m/s；
3、接头位移检测准确率（非弹性变化）：≥99%；
4、内部断股检测准确率：≥99%；
5、钢丝绳芯疲劳、锈蚀检测准确率：≥99%；
6、纵向定位误差距离：≤10mm；
2.1 设备组成
应用该技术的监测装置的组成设备为：X射线发射箱、X射线接收箱、控制箱和计算机箱，实现以下功能：
1、传感器部分，完成对钢丝绳芯输送带接头或断头信号的拾取；
2、信号传输部分，完成传感器信号到计算机的传输；
3、计算机检测部分，实现对输入信号的采集、分析、处理、输出， 并得到相应的结果。
2.2 工作原理
应用该在线探伤监测技术的监测装置的检测是基于X射线具有穿透性的原理，本产品发射系统发出X射线后穿透钢绳芯输送带，被放置在输送带另外一侧的接受系统接受，接受系统的最高检测精度可达到0.4mm。通过内部的信号采集、转换、处理后，实时还原成钢绳芯的图片并将此图片反馈给远距离的终端显示。
该监测装置使用了X射线，主要运用了其具有穿透作用的特性。穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力。X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。可见光因其波长较长，光子具有的能量很小，当射到物体上时，一部分被反射，大部分为物质所吸收，不能透过物体；而X射线则因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X射线的穿透力与物质密度有关，密度大的物质，对X射线的吸收多，透过少；密度小者，吸收少，透过多。
当X射线透视钢绳芯皮带时，因皮带中的钢绳的密度比包裹覆盖钢绳的橡胶物质的密度大，根据X射线的透视作用，透过钢绳的X射线被吸收的多，透过其他橡胶物质的X射线被吸收的少。所以，当接收箱接收了穿透了钢绳芯皮带的X射线后，显示在采集板上信号就是吸收较多的部位是钢绳，吸收较少的部位是橡胶物质。采集板将此信号传输给计算机箱，显示在计算机箱的液晶触控显示屏上的图像较暗部分就是钢绳，较亮部分就是橡胶物质。
接通各组成部分电源，发射箱运行软件，可以使发射箱开启或者关闭X光束；接收箱接通电源工作后，可以接收穿透了钢绳芯皮带的X光束并通过光纤盒转变成光信号再通过单模光缆传输给计算机箱；运行软件，将接收箱传输给计算机箱的光信号通过光纤盒转变成图像显示在液晶触控显示屏上。根据图像，可以对钢绳芯皮带进行实时监控。
图1为正常情况下的钢绳芯皮带的截图，图中的黑暗部分为钢绳，较亮部分为橡胶物质。
当钢绳芯皮带内部有部分钢绳断裂后，在图像上显示的也相应为断裂区域，如图2。
图2中，用黑色细线框选中的区域为断绳的地方，框内已用文字写明，断绳的地方有两处。
2.3 在线探伤检测技术的应用
在皮带运转期间对皮带进行扫描，同时进行录像，扫描完成后通过录像对皮带进行分析。分为两种：一是检查硫化接头；二是扫描整个皮带的硬伤。
（1）硫化接头的检查可以通过对在皮带接头上进行的编号进行准确定位。钢绳接头处出现白色，表示接头拉伸抽空。在接头处出现多股抽空白色显示，应立即予以重视和报告，通知当班司机控制煤量。并安排人员进行现场查看，情况严重时，应立即进行硫化处理，以避免断带事故发生。
（2）整条皮带进行检查可以通过报警文件进行查看。通过设置报警断绳的根数下限，可发现断、拉伤、锈蚀等现象及具体断绳根数。在一帖或者连续几帖报警，查看图片发现断裂根数很多，应给予预见，并检查及修补。
3、在线探伤监测装置的使用效果
经过三年多来的使用运行表明，皮带在线探伤监测技术的应用具有非常好的使用效果，具体体现在以下三个方面：
一是，在线探伤监测装置能够对皮带断带安全隐患实施早期诊断，通过及时对早期钢芯故障进行维修，从而保证了皮带的安全状况，延长其使用寿命。
二是，降低了生产期间因皮带损伤处理出现的停机，有效的保证了主运输系统和生产系统连续性，避免了重负荷启动对系统的损伤；
三是，减少专门用于皮带检测的设备空转能耗，节能降耗效果显著。
4、使用经验
根据我们三年来的使用经验，该在线探伤监测装置在使用过程应注意以下事项：
（1）在接头出现钢绳多股断裂及抽空现象时，应使用监测装置单独检查此处，并安排专人仔细检查该接头，其实际的损伤情况可能比监测的接头截图图片严重。
（2）在监测结束后，应及时关掉检测装置，减少其发射系统发出的X射线对人体的损伤，并及时将设备从皮带下推出。
（3）在监测过程中，应避免人为停机现象，从而减少设备连续多次运行的过程，接头逻辑编号必须和实际胶带接头编号保持一致。
5、结论
矿井皮带在线探伤监测技术对于矿井运输系统管理有着极其重要的作用，解决了皮带运输系统难维护的局面，促进了煤矿设备的自动化监测监控水平，减少了人工劳动强度，从根本上保证胶带机的安全运行，对于矿井的安全生产有着功不可没的作用。所以说，矿井主皮带在线探伤监测技术从根本上保证了矿井主运输的安全生产。
参考文献
在线监测技术范文4
就目前我国的实际情况来说，在电力系统的变电检修过程中，在线监测技术已经得到了广泛应用，并且也发挥着非常重要的作用。但是在全国推广过程中遇到了很多问题，这些问题严重影响到了在线监测技术的监测效果和广泛推广。在线监测技术需要相关技术人员不断学习，不断发现问题，研究问题，并找出解决问题的方法，这也是确保在线监测技术在我国变电检修中有效推广的一个重要前提。所以，需要相关部门以及技术人员对在线监测技术重视起来，不断发现问题，不断进行创新，从而为在线监测技术在变电检修中得到更加广泛应用奠定良好的基础。
二、在线监测技术概述
我国电力系统是由很多部分组成的，其中一个非常重要的组成部分就是变电设备，而且变电设备运行的好与坏，将会直接影响到整个电力系统的正常运行，由此可以看出必须加强对变电检修的重视程度，从而在最大程度上确保电力系统的正常运行。目前在线监测技术一方面能够对变电设备的运行状况进行有效的监测，另一方面还能及时发现变电设备的不正常情况，使操作人员能够在第一时间采取解决措施，从而避免事故的发生，因此，变电检修中在线监测技术的应用具有非常重要的意义。就目前来说，在线监测技术在变电检修中之所以能够得到重要应用是因为其具有以下几方面重要功能：具有温度、环境和雷击等监测的功能，同时也有导线震动监测的功能。虽然在线监测具有以上几方面的重要功能，但是在实际变电检修过程中，技术人员在专业技术、经验等方面还存在着一定的不足，从而不能充分发挥出其实际功能和作用。例如，当使用在线监测技术对变电检修时，一旦遇到外界因素对其进行干扰时，就不能得到准确的数据，这就直接导致一些地区由于没有信号的覆盖而不能接收到数据的现象出现，另外还有数据分析缺乏较强的智能化等问题。所以，要求相关部门必须加强对在线监测技术的研究和创新，不断提高监测数据的精确度，同时提高其智能化的数据分析功能，从而使得在线监测技术在变电检修中得到更加广泛的应用，为我国电力系统的正常运行奠定良好的基础，满足社会生活、发展过程中人们对电力的需求。
三、变电检修中在线监测技术的应用分析
（一）变压器的在线监测
变压器的在线监测主要分为变压器油色谱在线监测和变压器局部放电的监测两部分。
1变压器油色谱在线监测
主变压器中的变压器油主要作为散热和主绝缘中介的介质，所以要求工作人员一定要对变压器油定期进行相应的监测，在对变压器油进行监测过程中，就能够观察出变压器内部是否存在异常。但就目前我国的实际情况来说，对变压器油进行定期监测的间隔周期较长，经常会出现在监测前设备就出现了故障，因此要缩短对变压器油定期监测的周期，以便能够及时发现变压器油的运行状况。在对变压器油色谱进行在线监测的主要原理为：变压器的本体油首先会被流入到循环管路中，然后再通过管路流入脱气装置，进而经过脱气处理后被输送到分析仪中，然后再经过一系列的处理后，就会将含有可燃气体的色谱图打印出来，通过图谱能够将可燃气体的含量分析出来。
2局部放电监测
变压器在正常运行过程中，偶尔会出现局部放电现象，这主要是因为在变压器运行过程中，其绝缘部位或者是变压器油中存在一定的气息而直接导致在变压器的局部有电场的存在，当电场聚集到一定程度后，会击穿介质，从而引起局部放电现象。而在线监测技术一方面能够有效的监测局部放电现象，另一方面还能够将放电的准确位置定位出来，从而大大方便了操作人员对变电检修工作的维修，进而提高了工作效率。
（二）高压设备温度的在线监测
变电设备由于处于长时间的运行状况，经常会导致发热现象的发生，时间一长就会降低设备的使用寿命，事故发生的频率也会加大，从而在最大程度上影响到了设备的正常运行和使用。例如，变电设备在正常工作过程中，经常会出现振动现象，进而会导致电路接触不良，从而使得温度处于不断上升的状况，当温度达到某种程度后就会发生氧化现象，进而就增加了接触处的电阻值，然后再随着温度的不断升高就会有放电或火花现象的发生，对周围的绝缘材料造成了巨大的破坏。而在线监测技术一方面能够将变电设备的温度状况有效的监测出来，另一方面还具有自动故障报警的功能，进而方便相关技术人员在第一时间采取解决措施。
（三）电能质量在线监测
近几年我国相关部门也加强了对在线监测技术的研究力度，加速了其创新的步伐，促使其在更多的电力企业中得到广泛应用，在确保电力企业正常运行，降低事故发生概率方面发挥着非常重要的作用。其中在电能质量方面的在线监测技术取得了非常不错的效果。在线监测技术对电能质量的监测应用主要体现在以下几个方面：（1）对电能质量的所有指标进行有效的监测，确保电力系统处于正常的运行状况，同时还详细记录电能质量各项指标的动态变化；（2）根据电能质量指标特征的不同，对其进行分层监测，从而能够有效的监测出所有的扰动信息的信号，同时还具有一定的诊断事故的能力；（3）对电力系统的运行状况进行有效监测，综合评价电能质量的所有指标情况，从而不断完善电路系统的监测体系，最终达到资源共享。
四、结语
在线监测技术范文5
【关键词】电厂变压器；故障诊断；在线监测技术
前言
电力变压器是指电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器，在供电系统中变压器是非常重要的电气设备。在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。而在实际运行中对于电力变压器的运行状态监测和故障诊断具有非同一般的实际意义。
1变电器的常见故障及其诊断方法
1.1常见故障类型
按照故障发生的部位，大致可以将变压器故障分为以下几类：
（1）变压器的内部故障：①绕组故障：包括绝缘击穿、断线、变形等；②铁芯故障：包括铁芯叠片之间绝缘损坏、接地、铁芯的穿芯螺栓绝缘击穿等；③内部的装配金具故障：包括焊接不良、部件脱落等；④电压分接开关故障：包括分接开关接触不良或电弧等；⑤引线接地故障：包括引接线对地闪烙、断裂等；⑥绝缘油老化。
（2）变压器的外部故障：①油箱故障：包括焊接质量不好、密封线圈不好等；②附件故障：包括绝缘套管、各种继电器的故障等；③其他外部装置故障：包括冷却装置及控制设备的故障等。
1.2常见故障诊断方法
常见的故障诊断方法有以下几种：
（1）油浸变压器的外观检查：①漏油：变压器外面沾粘着黑色的液体或者闪闪发光的时候，首先应该怀疑是漏油，大中型变压器装有油位计，可以通过油面水平线的降低而发现漏油；②变压器油温度的测定，从而发现故障并进行温度调整；③呼吸器的吸湿剂严重变色：吸湿剂严重变色的原因是过度的吸潮、垫圈损坏、呼吸器破损、进入油杯的油太多等。通常用的吸湿剂是活性氧化铝（矾士）、硅胶等，并着色成蓝色。然后当吸湿量达到吸湿剂重量的20%～25%以上时，吸湿剂就从蓝色变为粉红色，此时，就应进行再生处理。吸湿剂再生处理应加热至100～140°C直至恢复到蓝色。对呼吸器如果管理不善，就会加速油的老化。
（2）机械类检测装置：①瓦斯气体继电器：这种继电器广泛应用于带油枕的变压器。第一对触点供轻故障报警用，它是变压器中绝缘材料，结构件中的有机材料烧毁时，油的热分解而产生的气体进入气体继电器的气室，当气体积聚到一定时量，气体继电器轻瓦斯触点动作。第二对触点用于重故障，它是在变压器内部因绝缘击穿、断线等而引起油中闪络放电弧、变压器内部压力剧增，油急速流向油枕时继电器重瓦斯触点动作。②防爆装置：防爆装置是当内部压力升高至一定的数值时发生动作，使油箱内部压力向外部释放的装置，用于保护油箱和散热器。
（3）电气类检测装置：①差动继电器，其动作原理是：在变压器的一次侧和二次侧分别安装了按变压器匝数比选定的电流互感器，利用变压器产生匝间短路之类事故时所引起的电流差值，使继电器动作。因此，变压器运行中如果差动继电器发生动作，一般都是匝间短路之类内部故障。②过电流继电器：这是在电力设备或线路发生短路事故，或者过负荷时进行保护的继电器。如果设备外部线路没有相间短路，也没有过负荷，就应考虑是变压器内部短路。
（4）利用仪器仪表检测诊断故障：保护继电器动作时或从外面观察认为内部有异常时，首先应查清当时喷油的程度、响声大小与部位，保护继电器动作状态，负责情况和电力系统的现状等情况作为参考。同时通过变压器的电气试验，油中的含气分析，变压器总的绝缘性能试验，绝缘油试验等进行综合分析，以便对故障的部位和程度作出一定的检测，都需要用专用仪器仪表进行检测诊断。
（5）变压器油中的气体类别：气相色谱法是对变压器油中可燃性气体进行分析的最切实可行的方法，该方法包括从油中脱气和测量两个过程。将绝缘油中的氢气（H2）、氧气（O2）、氮气（N2）、甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、乙烷（C2H6）、二氧化碳（CO2）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等气体从油中脱出并经分析，证明它们的存在及含量，即可反映出产生这些气体的故障类型和严重程度。油在正常老化过程产生的气体主要是一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2），油绝缘中存在局部放电时（如油中气泡击穿），油裂解产生的气体主要是氢气（H2）和甲烷（CH4）。在故障温度高于正常运行温度不多时，产生的气体主要是甲烷（CH4），随故障温度的升高，乙烯（C2H2）和乙烷（C2H6）逐渐成为主要物征气体；当温度高于1000℃时（如在电弧弧道温度300℃以上），油裂解产生的气体中含有较多的乙炔（C2H2），如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）等。
2变电器在线监测技术
变压器在线监测的目的是：通过采集和分析变压器特征信号，判断变压器的工作状态和检测变压器的初期故障，同时对故障状态的发展趋势进行监测。电力变压器的在线监测是目前国际上研究较多的对象之一，并提出了许多不同的检测方法。
（1）油中溶解性气体分析技术：变压器内部的不同故障会产生不一样的气体，通过分析油中所溶解的气体的成分、含量和相对百分比，对变压器进行绝缘诊断。检测出各种气体的成分和含量之后，用特征气体法或比值法对变压器的内部故障进行判断。常被用作分析的几种特征气体是氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔。
（2）局部放电监测技术：变压器运行条件恶劣或者出现内部故障时，因为局部场强过高而产生局部放电。局部放电的水平及增长速率的变化，可以指示变压器内部所发生的变化，或者反映出绝缘中因为一些缺陷而产生的气泡、空洞、金属粒子等。
（3）振动分析法：通过监测和分析变压器振动信号，达到监测变压器状态的目的。
（4）红外测温技术：红外热像技术是使用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，通过放大处理将其转换为标准视频信号，再依靠监视器或电视屏来显示红外热像图。当变压器过负荷运行或者引线接触不良时，会导致导电回路局部过热，而铁芯多点接地也会导致铁芯过热。
（5）频率响应分析法：由于绕组机械位移会细微的改变电感或电容，频率响应法便是通过对这种细微的改变进行测量来达到监测变压器绕组状态的目的。因此，此方法能够有效地判断变压器的引线或绕组结构是否偏移。
（6）绕组温度指示：用来监测变压器绕组的温度，从而给出越限报警和在需要时启动保护跳闸。目前开发出一种监测大型变压器绕组温度的新技术：把一条光纤嵌入变压器绕组来直接测量绕组的实时温度，改进了变压器的预测建模技术，也能够实时监测变压器的绕组温度状态。
（7）其他监测方法：低压脉冲响应测试是一种有效的用于确定变压器是否能够通过短路试验的方法，而绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是一些常用的监测方法。
3结束语
电力行业在本世纪将有更大的发展，电力变压器的故障诊断与检测是实现我国电力系统体制转变和提高电力设备科学管理水平的有效措施，也是在电力生产中今后需要努力发展的方向。
参考文献：
[1]刘恒.电厂变压器常见故障诊断及在线监测技术.中国新技术新产品，2010（15）.
[2]吴庆全.电厂变压器常见故障诊断及在线监测技术.华东科技：学术版，2012（6）.
在线监测技术范文6
关键词 电缆；接地线电流；在线监测
中图分类号：TM855 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0073-01
1 问题提出
随着莱钢经济建设的工业化高速发展时期，经济发展对电力的需求及可靠性要求不断提高，与架空线路相比电力电缆在厂区电网改造工作中有不可替代的优势，电力电缆的应用越来越广泛。由于电力电缆应用成本的下降，以及电力电缆自身所具有的供电可靠性高、安全隐蔽耐用等特点，因而获得了越来越广泛的应用。
然而，与架空输电线路相比，虽然电力电缆具有上述优点却为后期电缆的维护工作特别是故障测距与定位带来了较大的难度，尤其是电缆长度相对较短、线路故障不可观测性等特点都决定了电缆线路要求有更精确的故障测距方法。因此，如何准确、迅速、经济的巡查电缆故障是十分必要的。
2 问题分析
2.1 电力电缆故障原因
随着电缆数量的增多及运行时间的延长，由于电缆绝缘老化特性等因素，故障发生概率大大增加，但是因为电缆线路的隐蔽性，使电缆故障的查找非常困难。电缆发生故障的原因是多方面的，莱钢型钢区几种主要原因包括：
1）烧结Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线电缆在烧结厂区内被施工车辆压坏盖板损伤，电缆做中间接头。由于环境恶劣，中间接头极易出现问题，加装分支箱后，可防止或减少事故发生。
2）中宽带Ⅱ线在大H型钢厂房南侧被施工单位错锯，做中间电缆头2个。由于环境恶劣，中间接头极易出现问题。
3）转炉Ⅱ线在南外环被施工车辆损伤，制作2个电缆中间接头。由于环境恶劣，中间接头极易出现问题。
4）一降、粉末线电缆沟由于设计等原因，电缆沟盖板离地面60多厘米，电缆沟极不安全。
5）矿槽大街路面经常流水，大量水渗透到电缆沟内，电缆沟内无排水沟，造成电缆沟常年积水。
6）从型钢站到高炉、转炉、精炼炉、中宽带的35KV电缆（共计42条），全部经过中央大街北侧电缆井、穿过中央大街，沿中央大街南侧敷设。电缆井、穿越中央大街的电缆沟施工极不规范，南侧电缆沟有4处穿钢管，电缆敷设完后，电缆交叉在一起，正常情况下，人员无法进入检查维护，一旦发生电缆故障，将造成型钢区域大面积动力中断，而且，抢修难度极大。
2.2 解决问题技术难点
传统的检测基本以离线方式为主，目前，莱钢对电缆的预防性试验是定期停电进行试验的方法，属于离线检测。随着电力供应的发展，这种停电试验的传统方法越来越不适应实际需要，需要断电之后检测人员携带仪器进行检测。这种方式不仅需要多个检测水平较高的技术人员，消耗的人力物力较大，而且其检测过程会受到电缆敷设环境等多方面因素的影响。
3 问题解决
3.1 采用了电缆接地线电流在线监测法
1）在电力电缆中间箱处安装了采集系统设备，对电缆运行情况进行在线监测。
2）本主站内置监测电缆的名称、波速度、电缆长度、历史数据等信息。系统通过网络与各监测终端通信，可以远程读取各监测终端记录到的电缆在线监测波形数据，并自动预报电缆故障。
3）电力电缆在绝缘老化直至击穿的过程中，接地电流的变化有一定趋势的，为了更好的对绝缘老化进行预判，选择了接地电流增量作为判别电力电缆绝缘老化的特征信号，对电缆的老化做出判别。选取相应的“老化判别值”作为电缆的进入“过渡期”的判别值，此值选取为I>0.5，在这一时刻，得出电缆局部绝缘已经由老化的“平稳过渡期”发展到“过渡期”，接地电流的增量的这一判定值是判断电缆绝缘好坏的关键。
3.2 电缆接地线电流在线监测系统共分为三部分，电流信号采集、信号转换、信号处理环节
1）电流信号采集环节。在电缆接地线的三相分别安装了专用的电流高频传感器，高频传感器采集电缆接地线的电流，高频电流采集带宽：2—125MHz，电流传感器产生CT二次信号。
2）信号转换环节。电流互感器采集到的电流通过导线传输到电流终端转换器。高频电流信号采样频率为250MHz测距精度大约0.68米/千米，故障测距范围≤44.5千米，电缆接地故障预报率：99.5﹪，误报率≤1%。
3）信号处理环节。由转换器对电流进行转换，转换成数据CPU能够处理的数字信号，CPU将采集到每路电缆出线的接地线电流值进行分析。在一个统计时间段，在该统计时间段内如果出现故障，如果累计次数达到1次即为1级告警，系统会以黄色方框的形式在主界面上显示，如果累计次数达到3次即为2级告警，系统会以橙色方框的形式在主界面上显示，如果累计次数达到5次即为3级告警，系统会以红色方框的形式在主界面上显示。
3.3 故障管理
查看所有线路出现的故障信息，有选择的查看最近或最早时间的线缆故障信息。
再通过判断故障点波形起始位置后，可点击鼠标右键设置该处为0点（基准点），此时，该基准点处会有绿色的竖线标注。从选中的0点处判断出一个周期的故障波形后可在周期最后单击鼠标左键，选中波形处会出现蓝色竖线进行标记，此时系统会自动判断出故障距离，故障距离会在下方状态栏中自动显
示出。
4 应用效果
当在线监测系统出现危险报警时，说明此条电缆出线的绝缘出现了问题，需立即安排人员对电缆进行专项巡线，及时排查出电缆的缺陷或外部环境破坏因素，从而使电缆隐患能够尽早排除，保证了电缆的安全稳定运行。
运行以来，应用电缆接地线电流在线监测技术，已经成功发现了多起电缆绝缘受损缺陷。2011年4月19日，技术人员发现35kV转炉I线有故障触况，因此厂家建议关注此条线路，鉴于转炉I线有备用线路，因此车间拟对该条线路进行停电检查，并上报调度，调度立即安排将转炉I线切换到转炉II线。对转炉I线进行了直流耐压试验，结果证明转炉I线电缆确实存在故障，经查实为电缆中间接头故障，从而及时对故障点进行了相关处理，保证了供电线路的正常运行。2013年2月12日， 35kV精炼I线发故障信号，对精炼I线进行直流耐压试验，经查实为电缆头绝缘损坏。由此可看出，电缆在线监测系统预警准确，达到了提前告警，预防产生重大损失的目的。
参考文献
[1]韩伯锋.电力电缆试验及检测技术[M].北京：中国电力出版社，2007.
