电力系统电气设备的检修技术优化

摘要：随着电力需求的不断增长，电力系统的稳定运行至关重要。电气设备作为电力系统的核心组成部分，其检修技术直接影响设备可靠性与供电质量。本文深入剖析传统检修技术的局限，详细探讨状态检修、智能监测诊断、机器人辅助检修等优化技术，旨在为电力行业提升电气设备检修水平提供理论与实践支撑。

关键词：电力系统；电气设备；检修技术

1引言

电力系统是现代社会的能源动脉，电气设备在长期运行中受电、热、机械等多种应力作用，老化、磨损、故障隐患不可避免[1]。及时有效的检修能预防设备突发失效，保障电力持续供应。过去常规检修模式在应对复杂多变的设备工况时渐显力不从心，迫切需要对检修技术进行全方位优化革新。

2传统电力系统电气设备检修技术剖析

2.1定期检修

定期检修是依据设备运行时间或操作次数制定固定检修周期，到期全面拆解、检查、维护、更换部件。优点是计划性强，能批量安排人力、物力资源，在一定程度预防设备故障。例如对变电站变压器，每35年进行一次吊芯检查绕组、铁芯状况。但弊端明显，过度检修易造成设备不必要拆解，加速部件磨损，且可能引入新故障风险；同时对运行状态良好设备按死板周期检修，浪费人力、物力与停电时间，影响供电可靠性。

2.2故障检修

故障检修即设备故障停机后实施抢修，针对性处理损坏部件。在突发故障时能快速恢复供电，如输电线路雷击跳闸后紧急更换绝缘子、修复导线。但此方式完全被动，故障发生瞬间对电网冲击大，可能引发连锁反应扩大停电范围；且因缺乏前期预警，抢修准备仓促，若备件不足会延长停电时长，还难以精准判断故障根源，易留下隐患致二次故障。

3电力系统电气设备检修技术优化策略

3.1状态检修技术

状态监测原理与方法，状态检修核心是实时或定期采集设备运行数据，经分析评估设备健康状态，依状态决定检修时机与项目。监测手段丰富多样：

电气量监测，通过电流互感器、电压互感器连续测取设备工作电流、电压、功率因数等，分析绝缘老化、局部放电引发的电气参数异常。如监测电容式电压互感器介损变化可提前发现绝缘受潮缺陷。

非电气量监测，温度监测用红外热像仪、光纤测温传感器捕捉设备发热点，像开关柜触头接触不良时温度骤升；振动监测借助加速度传感器采集电机、风机等旋转设备振动频谱，判断轴承磨损、转子不平衡；油色谱分析对充油设备（变压器）抽取油样检测氢气、甲烷等特征气体含量，依气体组分、含量推断内部绝缘劣化程度，不同故障类型产生气体组合有显著差异。

收集大量监测数据后，需构建精准评估模型：基于阈值对比，为各监测指标设定正常、预警、故障阈值，如变压器绕组热点温度超120℃预警、达140℃判定故障。一旦指标越限触发检修决策，但阈值设定难兼顾设备个体差异与复杂工况。人工智能算法，利用神经网络、支持向量机等。神经网络经历史数据训练学习设备正常、异常运行模式特征，输入实时监测数据自动判别状态；支持向量机将数据映射至高维空间划分状态类别，在小样本、非线性数据处理有优势，能适应设备状态渐变评估，提高检修决策科学性。

3.2智能监测与诊断技术

3.2.1智能传感网络部署

构建覆盖电力设备全方位的智能传感网络，采用低功耗、高精度、自组网无线传感器，如LoRaWAN、NBIoT技术传感器，实现数据远距离实时传输。在变电站，从高压母线、断路器到二次设备，传感器节点灵活分布，像在GIS设备气室内部安置SF6气体密度、微水含量传感器，确保无监测死角，数据汇聚至监控中心统一处理。

3.2.2故障诊断专家系统

融合设备原理、运行经验、故障案例知识构建专家系统。知识库涵盖故障现象、原因、处理措施三元组，推理机依据实时监测数据与知识库规则匹配诊断故障。如变压器有异常声响且油色谱氢气超标，推理机依规则判断可能是铁芯多点接地故障，给出排查接地回路建议；系统还能自学习新故障案例优化知识库，持续提升诊断准确性，辅助运维人员快速定位难题。

3.3机器人辅助检修技术

3.3.1巡检机器人应用

变电站、输电线路巡检机器人崭露头角。变电站轮式、轨道式巡检机器人按预设路径定时巡检，搭载高清摄像头、红外热像仪、局放检测仪，精准识别设备外观破损、发热、放电迹象，替代人工繁重巡检，如在夜间或恶劣天气稳定工作，实时回传图像数据，异常报警；输电线路无人机巡检克服地形阻碍，近距离拍摄导线、绝缘子高清影像，利用图像识别算法自动筛查断股、自爆绝缘子，大幅提升巡检效率，降低人员高空作业风险[2]。

3.3.2带电作业机器人研发

为减少停电检修，带电作业机器人蓬勃发展。机械臂模拟人手精细操作，配合激光雷达、视觉识别定位，在不停电下完成更换熔断器、紧固螺栓等任务。如10kV配网带电作业机器人，操作精度达毫米级，能依复杂作业流程自主规划路径，保障人员安全同时拓展检修窗口，增强供电可靠性。

3.4做好检修预防和准备工作

电力电气设备的运行主要为工业生产提供动力来源，一旦电力电气设备出现异常，停止运转就会严重影响到生产效率，对人们的生产生活造成重大损失。在提高电力电气设备检修水平的过程中，做好对电力电气设备的检修预防和准备工作，使电力电气设备在需要接受检 查维修相关工作时，能够获得更高的效率和更良好的工作质量，能够及时有效的针对电力电气设备产生的故障进行排除，从而使电力电气设备在需要检修时能够按照计划顺利地完成检修，从而提高检修效率。

4电力系统电气设备检修技术未来展望

4.1融合多源数据的深度分析技术

随着电力物联网普及，海量设备数据、气象数据、电网运行数据汇聚。未来将依托大数据平台融合分析，挖掘数据隐藏关联，如结合气温、湿度与设备负载预测故障概率；利用深度学习算法从复杂图像、波形数据精准提取故障特征，实现设备状态超前感知、精准预判，为检修决策提供立体信息支撑。

4.2量子传感在电气设备检修的探索应用

量子传感技术崭露头角，量子磁力计、重力仪等灵敏度远超传统传感器。有望用于电气设备微弱磁场、应力变化检测，如早期发现变压器铁芯磁路异常、高压电缆机械损伤，突破传统检测精度瓶颈，革新故障隐患捕捉手段，开启高精度检修新纪元。

4.3人机协作检修模式深化发展

未来检修现场人、机器人深度协作，机器人承担高危、重复体力劳动，人发挥经验决策优势。借助虚拟现实（VR）、增强现实（AR）技术，运维人员远程操控机器人，沉浸式诊断设备故障、指导维修，打破空间限制，在复杂检修场景实现高效协同，重塑电力检修人力组织与作业流程[3]。

结束语

电力系统电气设备检修技术优化是保障电力供应稳定、可靠、高效的必由之路。从突破传统检修局限的状态检修、智能监测诊断到机器人赋能，实践已见证显著成效，设备故障率、停电时间大幅降低，提升供电可靠性提升，助力电力行业应对能源变革挑战，为社会发展注入源源不断动力，确保电力之光常亮不熄。

参考文献

[1]关帅麟.电力系统电气设备的检修技术优化研究[J].现代制造技术与装备，2023，59（10）：6971.

[2]汪涛.电力电气设备的状态检修技术研究[J].设备管理与维修，2021，（24）：3133.

[3]杨坤，褚鑫，孙倩.电力系统电气设备的检修技术优化[J].电子技术，2021，50（02）：108109.