《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》新版技術(shù)解析

石俏，劉有為，方燕虹，王俊波

（1. 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東省 佛山市 528000；2. 中國電力科學(xué)研究院有限公司，北京市 海淀區(qū) 100192；3. 華北電力大學(xué)，北京市 昌平區(qū) 102206）

0 引言

輸變電設(shè)備是組成電網(wǎng)的基本元素，其可靠性是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，應(yīng)用各種技術(shù)手段，及早發(fā)現(xiàn)輸變電設(shè)備缺陷，避免運(yùn)行中發(fā)生事故，是電網(wǎng)企業(yè)核心工作之一，也始終是高等院校、電力科研院所及電網(wǎng)企業(yè)不斷創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域。DL/T 393《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》(以下簡稱規(guī)程)[1]是指導(dǎo)輸變電設(shè)備缺陷檢測與診斷最為基礎(chǔ)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，集中反映了該領(lǐng)域的研究成果，在電網(wǎng)企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，構(gòu)建了較為完備的輸變電設(shè)備可靠性保障體系，使我國電網(wǎng)設(shè)備事故率一直處于較低水平。但近年來，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，2010版《規(guī)程》已不能滿足新的需求，表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）隨著我國“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，可再生能源加速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大，輸變電設(shè)備數(shù)量大幅增加，為了滿足社會對高供電可靠性的要求，電網(wǎng)企業(yè)普遍加強(qiáng)了輸變電設(shè)備的日常巡檢，與此同時，人員嚴(yán)重不足的矛盾凸顯，巡檢中不斷引入新技術(shù)，改變以人工為主的巡檢方式。

2）近年來社會用電量逐年大幅度增長，安排在運(yùn)輸變電設(shè)備定期停電進(jìn)行試驗(yàn)越來越困難，停電時間大幅壓縮，而需停電試驗(yàn)的項(xiàng)目卻越來越多，需要更多的停電試驗(yàn)時間去完成，這種沖突推動了帶電檢測技術(shù)的發(fā)展，即應(yīng)用新型缺陷感知技術(shù)，在設(shè)備正常運(yùn)行時對其狀態(tài)進(jìn)行檢測，部分或完全取代停電試驗(yàn)，這已成為狀態(tài)檢修的主要發(fā)展方向。

3）現(xiàn)有設(shè)備故障診斷技術(shù)仍有盲區(qū)。雖然整體事故率并不高，但由于基數(shù)很大，輸變電設(shè)備事故仍然時有發(fā)生，特別是電壓等級高、傳輸容量大的設(shè)備，事故會對供電安全造成巨大沖擊。因此，研究發(fā)展新的診斷技術(shù)，避免診斷盲區(qū)，不斷提升早期缺陷的檢測和分析能力依然是輸變電專業(yè)領(lǐng)域需要突破的重點(diǎn)，也是需要《規(guī)程》予以重點(diǎn)規(guī)范的內(nèi)容。

為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，更好地滿足新時代電網(wǎng)發(fā)展的新要求，從2017年開始“全國電力設(shè)備狀態(tài)維修與在線監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員”組織專家對《規(guī)程》進(jìn)行了大幅修訂，引入了若干近年來快速發(fā)展且已成熟應(yīng)用的智能巡檢技術(shù)、帶電檢測技術(shù)、新興試驗(yàn)技術(shù)及狀態(tài)分析技術(shù)，《規(guī)程》新版已發(fā)布，自2022年3月22日起實(shí)施，本文對引入的新技術(shù)進(jìn)行了解析。

1 智能巡檢技術(shù)

1.1 機(jī)器人巡檢技術(shù)

機(jī)器人代替人工是變電站巡檢的發(fā)展方向[2]，經(jīng)過若干年實(shí)踐，機(jī)器人巡檢技術(shù)更加成熟，可攜帶可見光、紅外及紫外攝錄設(shè)備按照規(guī)劃的路徑進(jìn)行巡攝，然后應(yīng)用人工智能技術(shù)，從攝錄的影像中自主辨識設(shè)備異常和缺陷，自主讀取設(shè)備模擬表計(jì)讀數(shù)及重要標(biāo)識，如變壓器油溫、GIS氣體密度、開關(guān)分合位置指示及充油設(shè)備油位等[3]，配合安裝在較高位置的固定攝錄設(shè)備，達(dá)到了代替人工巡檢的要求，而且機(jī)器人巡檢具有作業(yè)周期短、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 無人機(jī)巡檢技術(shù)

輸電線路空間尺度廣、對地距離高，無人機(jī)巡檢技術(shù)具有人工巡檢無可比擬的優(yōu)勢。近年來無人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速[3]，飛行控制技術(shù)、續(xù)航時間和搭載負(fù)荷能力均有了長足進(jìn)步，達(dá)到了部分代替有人直升機(jī)的基本條件，機(jī)載設(shè)備已實(shí)現(xiàn)了可見光、紅外及紫外的同步攝錄，基本可代替人工開展桿塔、線路和通道的巡檢，實(shí)現(xiàn)對桿塔傾斜、變形或缺材，絕緣子破損或異物纏繞，輸電線路金具滑移、破裂、導(dǎo)線斷股、接續(xù)金具導(dǎo)電不良、覆冰覆雪超標(biāo)、舞動以及通道地物等常見缺陷或異常的早發(fā)現(xiàn)早干預(yù)[4]。此外，應(yīng)用人工智能技術(shù)，從海量飛行記錄中快速辨識出輸電線路缺陷及異常的工具軟件日趨完善，不僅大幅減輕巡檢人員的勞動強(qiáng)度，而且具有效率高、視角廣、可對人員無法或難以抵達(dá)的位置進(jìn)行巡檢、可對重點(diǎn)關(guān)注部位抵近巡檢等顯著優(yōu)勢。無人機(jī)已經(jīng)成為輸電線路巡檢不可或缺的重要手段。

1.3 激光雷達(dá)技術(shù)

激光雷達(dá)是一種集掃描、定位和姿態(tài)測定于一體的新型測量裝備，其原理是通過發(fā)射與接收激光的時間差，準(zhǔn)確地計(jì)算出每一個測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。應(yīng)用激光雷達(dá)可直接對輸電線路桿塔偏斜、地基沉降、線路弧垂、交叉跨越距離及通道地物變化等進(jìn)行厘米級別的精準(zhǔn)測量，特別是機(jī)載激光雷達(dá)的應(yīng)用[5-6]，大幅提升了輸電線路巡檢的質(zhì)量和效率，在變形、位移及絕緣距離等需要精確測量方面具有人工巡視不具備的突出優(yōu)勢，已在北京、廣東等公司得到應(yīng)用。

1.4 衛(wèi)星遙感技術(shù)

輸電線路縱橫交錯，覆蓋整個國土，即使應(yīng)用無人機(jī)巡檢，工作量也十分巨大。我國衛(wèi)星技術(shù)近年來發(fā)展十分迅速，在滿足國家戰(zhàn)略需求的同時，逐步向商業(yè)應(yīng)用滲透，現(xiàn)已成為輸電線路巡檢的重要平臺。衛(wèi)星具有覆蓋面廣、更新周期短、受環(huán)境限制少等優(yōu)點(diǎn)，特別適合線路密集、重要電力通道及人員難及區(qū)域的巡檢。目前，主要租用遙感、北斗等衛(wèi)星資源，獲取輸電線路的遙感及定位數(shù)據(jù)，通過建模，實(shí)現(xiàn)對輸電線路桿塔姿態(tài)、線路覆冰覆雪、通道區(qū)域滑坡、施工作業(yè)、洪水及地物變化等進(jìn)行高效辨識[7-8]，及時發(fā)現(xiàn)隱患，有效提升輸電線路的運(yùn)維效率和安全水平。

2 帶電檢測技術(shù)

2.1 相對介損及電容量帶電檢測

電容型設(shè)備，如高壓套管、常規(guī)電流互感器等，較常發(fā)生事故。在停電試驗(yàn)周期不斷延長的背景下，帶電開展這類設(shè)備的絕緣狀態(tài)檢測十分必要。具體方法是，基于事先安裝好的高精度電流傳感器，測量同一變電站2臺電容型設(shè)備間的相對介損和電容量，基于同一時刻，2臺設(shè)備同時發(fā)生故障為極小概率事件的認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)對絕緣缺陷設(shè)備的早發(fā)現(xiàn)早隔離。應(yīng)用時，先確定被測設(shè)備，然后選擇同母線或并列母線下同相的電容型設(shè)備作為參考設(shè)備（必要時亦可選擇非同相設(shè)備），優(yōu)先選擇同型設(shè)備，之后保持不變[9]。該項(xiàng)技術(shù)基本解決了長時間運(yùn)行中電容型設(shè)備絕緣狀態(tài)缺少監(jiān)控的問題。

2.2 設(shè)備外殼振動帶電檢測

試驗(yàn)研究表明，變電設(shè)備內(nèi)部存在局部放電、緊固件松動缺陷，或在某些非正常運(yùn)行工況下，會產(chǎn)生異常振動[10-11]，這是基于振動信號檢測設(shè)備缺陷的理論基礎(chǔ)。作為強(qiáng)化帶電檢測的手段之一受到了重視。由于是帶電狀態(tài)下測量，通常僅適用于有金屬屏蔽外殼的變電設(shè)備，如變壓器、GIS、罐式斷路器等。不同原因引起的振動，其頻率特征有很大差異，應(yīng)根據(jù)診斷需求正確選擇傳感器的敏感頻率。實(shí)際應(yīng)用時，應(yīng)將傳感器剛性固定在待檢設(shè)備的殼體上（必要時應(yīng)用耦合劑），并作適當(dāng)移動，以尋找振動最嚴(yán)重的點(diǎn)位，記錄振動信號。如振動具有間歇性，應(yīng)選擇在嚴(yán)重時段進(jìn)行。本項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是從記錄的振動信號中提取反映故障特征的信息。如出現(xiàn)故障特征，通常預(yù)示存在某種與振動相關(guān)的缺陷，如前述局部放電、部件松動等；如被檢設(shè)備是變壓器，還可能是過勵磁、直流偏磁等，應(yīng)結(jié)合其他狀態(tài)量做出綜合判斷。

2.3 局部放電帶電檢測

主要用于變壓器及GIS等大型設(shè)備，以診斷內(nèi)部放電性缺陷。由于局部放電嚴(yán)重危及設(shè)備安全，帶電檢測局部放電一直是研究的重點(diǎn)[12]，目前已有特高頻法[13-14]、超聲波法[13,15]和高頻電流法等多項(xiàng)帶電檢測技術(shù)，通常與油中溶解氣體分析（油浸式變壓器）、氣體分解物檢測（氣體絕緣設(shè)備）聯(lián)合應(yīng)用。實(shí)踐中，可只應(yīng)用其中一種方法，也可多種方法聯(lián)合應(yīng)用。如有2種及以上檢測方法同時提示有放電性缺陷，即可確定放電性缺陷的存在。

2.4 氣體分解物帶電檢測

氣體絕緣設(shè)備，如GIS及氣體絕緣變壓器等，一旦內(nèi)部發(fā)生放電性缺陷，放電區(qū)域的高溫電子會導(dǎo)致絕緣氣體的分解，產(chǎn)生新的氣體，主要有二氧化硫(SO2)及硫化氫(H2S)等，這些氣體在設(shè)備完好時是沒有的或極微量，因此，如果檢出這些氣體，表示內(nèi)部有或曾經(jīng)有過局部放電，在此情況下，相隔24h再測1次（嚴(yán)重時，宜縮短間隔），如前述分解物還在持續(xù)增加，表示局部放電仍在持續(xù)中，應(yīng)盡快安排檢修。氣體分解物屬于局部放電的間接檢測，具有不受環(huán)境干擾的優(yōu)點(diǎn)，但可能會滯后一定時間，還可能受到吸附劑的影響[16]，故此，與上述局部放電帶電檢測互補(bǔ)，可聯(lián)合應(yīng)用。

3 現(xiàn)場試驗(yàn)新技術(shù)

3.1 頻域介電譜

油紙絕緣在各級變電設(shè)備中廣泛應(yīng)用，是最重要的絕緣形式。受潮是油紙絕緣常見的重大缺陷，如不及時發(fā)現(xiàn)和處理，會導(dǎo)致絕緣老化、擊穿等嚴(yán)重后果。吸收比、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)、油中水分、油中溶解H2含量等都是評估絕緣受潮的傳統(tǒng)試驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)踐證明，這些試驗(yàn)項(xiàng)目依然不夠充分，絕緣受潮的診斷技術(shù)還在不斷深入，頻域介電譜是該領(lǐng)域研究的最新成果。所謂頻域介電譜是指絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)隨測試電壓頻率變化的連續(xù)譜線，與常規(guī)單一50 Hz下介質(zhì)損耗因數(shù)的區(qū)別在于，頻域介電譜是在較寬頻率范圍內(nèi)多個頻點(diǎn)下的測量數(shù)據(jù)集，由tanδ~f譜線而不是一個量值來表征，推薦的測量頻率范圍為1 mHz~1 kHz。圖1給出了油紙絕緣套管在不同含水量下頻域介電譜的實(shí)測結(jié)果[17]。研究表明，相較于50 Hz下的介質(zhì)損耗因數(shù)，頻域介電譜可更加有效地反映絕緣的受潮狀態(tài)，原因在于受潮程度與介質(zhì)損耗因數(shù)、測試電壓頻率及絕緣介質(zhì)溫度之間存在著極為復(fù)雜的關(guān)系，單一頻率下的測量結(jié)果無法解耦這種關(guān)系，容易對絕緣真實(shí)的受潮狀態(tài)給出誤判。

圖1 不同含水量下油紙絕緣套管的頻域介電譜Fig. 1 Frequency domain dielectric spectra of oil-paper insulation bushing with different water content

研究表明，在相近的測試條件下，與介電譜線的原始指紋相比，如果新測量的介電譜線向上、向右偏移，通常預(yù)示著絕緣受潮。一些專用儀器在大數(shù)據(jù)支持下可以定量評估絕緣受潮水平，也有研究者提出了以最小介質(zhì)損耗因數(shù)定量估算絕緣紙含水量的方法，如圖2所示[17]?？傊?，頻域介電譜可為檢修決策提供更全面的依據(jù)。實(shí)際應(yīng)用中需注意以下兩點(diǎn)：1）溫度對頻域介電譜有極為明顯影響，檢測時應(yīng)準(zhǔn)確記錄，分析時應(yīng)予以關(guān)注[17-18]；2）相對濕度較大時，絕緣表面泄漏可能成為損耗的一部分，因此，濕度超過75%時，測試前應(yīng)將表面泄漏電流予以屏蔽。

圖2 介質(zhì)損耗因數(shù)極小值與絕緣紙含水量的關(guān)系Fig. 2 Relation of the minimum value of dielectric loss factor vs. the moisture content of insulating paper

3.2 掃頻短路阻抗

繞組變形是變壓器常見缺陷，大約占缺陷總數(shù)的20%，繞組一旦出現(xiàn)變形，其抗短路能力會大幅下降，嚴(yán)重危及變壓器的安全運(yùn)行。由于吊罩檢查費(fèi)時費(fèi)工且部分變形因外層繞組遮擋即使吊罩也不能看到，故此，多年來繞組變形檢測技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)。對于尚未引起局部放電的變形，可用短路阻抗及繞組頻率響應(yīng)等進(jìn)行檢測，兩項(xiàng)試驗(yàn)互證，大部分繞組變形都能得到有效診斷。但實(shí)踐證明，部分繞組變形對短路阻抗及繞組頻率響應(yīng)不敏感，診斷仍然存在盲區(qū)。掃頻短路阻抗是一種新的繞組變形檢測技術(shù)，方法是，通過測量較寬頻率范圍的短路阻抗，然后比較逐個頻點(diǎn)下短路阻抗變化，據(jù)此分析繞組是否發(fā)生變形。圖3為典型測量回路，要求的測量頻率范圍為10 Hz~1 kHz，同時要求相鄰測量頻點(diǎn)的頻率差不大于10 Hz。之所以頻率上限取1 kHz，是因?yàn)轭l率再高，副邊是否短路已對測量結(jié)果無大的影響，與繞組頻率響應(yīng)曲線基本重合。

圖3 變壓器掃頻短路阻抗典型測量回路Fig. 3 Typical measurement circuit of transformer frequency sweep short-circuit impedance

試驗(yàn)研究表明[18]，掃頻短路阻抗比常規(guī)單一50 Hz下的短路阻抗更具診斷價值。某些繞組變形未明顯改變50 Hz下的短路阻抗，但其他頻率下的短路阻抗變化卻十分明顯。圖4給出一組真實(shí)變壓器的測量結(jié)果，從圖中可以看到，當(dāng)測量頻率小于300 Hz時，變壓器ABC三相短路阻抗互差并不大，但當(dāng)測量頻率超過300 Hz，三相短路阻抗的互差開始變大，變壓器解體后，發(fā)現(xiàn)繞組有明顯變形。顯然，如果這一案例僅用常規(guī)50 Hz下的短路阻抗去判斷，會得出沒有變形的錯誤結(jié)論。由此表明，在診斷繞組變形方面掃頻短路阻抗比傳統(tǒng)50 Hz下的短路阻抗更具優(yōu)勢。在實(shí)施測量時，要保證輸出電壓信號的功率，且波形良好，同時注意測量引線、變壓器剩磁等因素的影響。

圖4 某330kV變壓器掃頻短路阻抗三相互差Fig. 4 Differences among three phases of a 330kV transformer sweep frequency short circuit impedance

3.3 動態(tài)回路電阻

斷路器滅弧室檢修復(fù)雜且耗時，如果打開之后，發(fā)現(xiàn)并不需要任何檢修，檢修便是無效甚至負(fù)面的。因此，在不打開滅弧室的情況下，準(zhǔn)確判斷觸頭燒損情況是斷路器狀態(tài)檢修的重要基礎(chǔ)。2010版《規(guī)程》給出了主回路電阻結(jié)合電壽命損失計(jì)算分析觸頭燒損的方法。這一方法是有效的，但也存在無法反映斷路器個體差異的缺點(diǎn)。動態(tài)回路電阻是對前述方法的補(bǔ)充。所謂動態(tài)回路電阻系指斷路器在分、合過程中主回路電阻的變化（也可用電壓-時間曲線代替），與一并測量行程特性曲線組成一組測量結(jié)果，如圖5所示，通過與原始曲線比對，觀察弧觸頭單獨(dú)接觸行程的變化，依此評估觸頭的燒蝕情況，即電壽命損失情況[19]。由于動態(tài)回路電阻屬于針對個體的直接測量，而不是理論估算，因此，給出的電壽命損失更加精準(zhǔn)。實(shí)踐中，可以先應(yīng)用理論估算進(jìn)行初篩，再通過動態(tài)回路電阻進(jìn)行更精準(zhǔn)的分析，以便最終確定是否需要對滅弧室進(jìn)行檢修。為了準(zhǔn)確實(shí)施該項(xiàng)目，提出兩項(xiàng)具體要求：一是測試電流宜＞100 A，以提高測量數(shù)據(jù)的信噪比；二是考慮到分合閘時間僅數(shù)十毫秒，為了保證單次操作下可采集的有效測量數(shù)據(jù)不少于100個，推薦采樣速率≥10 kSa/s，以保證時間軸分辨率，支持獲得更加準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)，特別是不漏測主觸頭分離時形成的電壓脈沖。同時規(guī)定，若因故無法在正常分合操作下進(jìn)行動態(tài)回路電阻測試，可通過慢分工裝測量不同行程下靜態(tài)接觸電阻來代替。

圖5 動態(tài)回路電阻及行程特性曲線Fig. 5 Dynamic loop resistance and travel characteristic curve

3.4 X射線檢測

實(shí)踐中，有部分機(jī)械性缺陷，雖然極易發(fā)展為設(shè)備故障，但一直沒有適宜的檢測方法，包括導(dǎo)線接續(xù)金具缺陷、GIS內(nèi)部機(jī)械性缺陷等，具體如接續(xù)金具內(nèi)部導(dǎo)線斷裂、壓接不到位、滑移等，GIS內(nèi)部隔離開關(guān)、接地開關(guān)分合不到位等。接續(xù)金具壓接缺陷可引起異常發(fā)熱甚至掉線，對于這類缺陷，運(yùn)行中可以通過紅外熱像進(jìn)行檢測，停電時可通過測量金具兩端電阻進(jìn)行判斷，但不是所有場景都有效。GIS隔離開關(guān)、接地開關(guān)分合不到位，會導(dǎo)致嚴(yán)重故障，若屬于隔離開關(guān)合閘不到位，停電時通過主回路電阻能大致反應(yīng)，但若接地開關(guān)分不到位，目前缺乏有效檢測手段，雖然這種情形發(fā)生幾率很低，但是一旦發(fā)生后果非常嚴(yán)重，甚至引起GIS絕緣擊穿、殼體爆炸，多年來一直困擾著GIS運(yùn)維人員。近年來，工業(yè)X射線機(jī)被引入到變電站現(xiàn)場，成功應(yīng)用于GIS內(nèi)部機(jī)械性缺陷的診斷及輸電線路各類接續(xù)金具缺陷的檢測。圖6給出了一個接續(xù)金具壓接不到位的缺陷，圖7給出了一個GIS隔離開關(guān)分閘不到位的缺陷，從X射線照片上看得非常清晰，這是其他檢測項(xiàng)目無法做到的，具有不可替代的重要作用。

圖6 導(dǎo)線壓接不到位的X射線照片F(xiàn)ig. 6 X-ray photo of the wire crimp not in place

圖7 GIS隔離開關(guān)分閘不到位的X射線照片F(xiàn)ig. 7 X-ray photo of insufficient opening of GIS disconnector

4 狀態(tài)分析方法及應(yīng)用

狀態(tài)分析系指基于巡檢、帶電檢測、在線監(jiān)測、停電試驗(yàn)以及不良工況、家族缺陷等信息，完成對輸變電設(shè)備狀態(tài)評估的技術(shù)，包括單一狀態(tài)量分析和多狀態(tài)量綜合分析兩大類方法。

4.1 單一狀態(tài)量分析方法

針對單一狀態(tài)量的分析，有閾值分析法、指紋分析法、互比分析法和同比分析法等，這些方法分別適用不同的場景。

閾值分析法為傳統(tǒng)分析方法，其要點(diǎn)是將試驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)給出的閾值，如注意值/警示值，進(jìn)行比較，以是否超過閾值要求作為評估設(shè)備狀態(tài)是否正常的依據(jù)。這里，閾值是通過長期數(shù)據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)值，適用于所有同類設(shè)備。閾值分析法粗糙，但簡單實(shí)用。通常要求超過注意值應(yīng)予以關(guān)注，但未必一定有缺陷；但超過警示值則表示設(shè)備大概率存在某種缺陷，須查明原因。

指紋分析法為首次明確應(yīng)用的新方法，其核心是通過與設(shè)備自身的原始檢測結(jié)果比較來評估設(shè)備狀態(tài)，適宜于設(shè)備一旦制造完成或安裝到位后，狀態(tài)量將保持穩(wěn)定不變的情形，如變壓器繞組電阻值、套管電容量(安裝到位后)等。此時，狀態(tài)量一旦發(fā)生改變，在排除測量原因后，即可確定存在某種缺陷。對于這類狀態(tài)量，指紋分析法比閾值分析法更加精準(zhǔn)，更利于發(fā)現(xiàn)早期缺陷。實(shí)際應(yīng)用中，難點(diǎn)是準(zhǔn)確把握狀態(tài)量是否發(fā)生了改變，因?yàn)樵跔顟B(tài)量的獲取過程中或多或少受到試驗(yàn)檢測儀器及環(huán)境等因素的影響。為此，推薦應(yīng)用顯著性差異分析法確定狀態(tài)量的改變與否[19]。順便指出，如果狀態(tài)量為單一數(shù)值量，則指紋分析法等同于初值差法。

互比與同比分析法已在實(shí)踐中應(yīng)用，其中，互比分析法定義為將設(shè)備狀態(tài)量與處于相近工況的其他同型設(shè)備進(jìn)行比較來評估設(shè)備狀態(tài)的一種方法。實(shí)際應(yīng)用時，不同的場景對應(yīng)著不同的互比對象，例如，需要規(guī)避環(huán)境影響時，互比可以選擇同一間隔的ABC三相設(shè)備；需要消除負(fù)載電流的影響時，互比可以選擇同相別的同類設(shè)備等。該方法在紅外熱像等檢測結(jié)果的分析中廣泛應(yīng)用。特別需要說明的是，互比異常未必意味著狀態(tài)量超過注意值/警示值，否則與閾值分析法就沒有了差別。例如，某電網(wǎng)企業(yè)接收一批共15支新電流互感器，交接時介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)結(jié)果如 下：0.19、 0.21、 0.24, 0.26、 0.25、 0.21、0.20、 0.29、0.23、0.31、0.47、0.27、 0.21、0.25、0.23，如按閾值分析法全部合格，但投運(yùn)兩周后測量結(jié)果為0.47這一支爆炸了，如按互比分析法，測量結(jié)果為0.47的這支與其余14支的測量結(jié)果存在顯著性差異，互比異常，這一案例證明了互比分析法的價值。

同比分析法定義為將狀態(tài)量的當(dāng)前檢測值與設(shè)備自身同名狀態(tài)量的歷史檢測值進(jìn)行比較來評估設(shè)備狀態(tài)的一種方法。該方法主要通過觀察狀態(tài)量的變化趨勢來評估設(shè)備狀態(tài)，即在狀態(tài)分析中，不僅要靜態(tài)地檢驗(yàn)當(dāng)前檢測值與注意值/警示值之間的差異，而且還要動態(tài)地觀察歷次檢測值的變化態(tài)勢。例如，一臺電容型設(shè)備相隔兩個停電試驗(yàn)周期共3次檢測的介質(zhì)損耗因數(shù)分別是0.005、0.005、0.005，另一臺同型設(shè)備的檢測結(jié)果分別是0.002、0.003、0.005，雖然最近一次檢測結(jié)果同為0.005，但一般認(rèn)為后一臺設(shè)備的狀態(tài)要差，發(fā)生事故的風(fēng)險要高，這正是同比分析法的價值所在。與指紋分析法的區(qū)別在于，同比分析法適用于允許適度變化的狀態(tài)量，同時關(guān)注狀態(tài)量變化的幅度和趨勢，如前述介質(zhì)損耗因數(shù)等，而指紋分析法強(qiáng)調(diào)與原始指紋相比是否發(fā)生了有實(shí)質(zhì)意義的改變，適用于一旦制造完成就不應(yīng)發(fā)生變化的參量，如繞組頻率響應(yīng)曲線等。

4.2 多狀態(tài)量綜合分析

相較于單一狀態(tài)量分析，多狀態(tài)量綜合分析更具復(fù)雜性，是開展輸變電設(shè)備狀態(tài)評估的瓶頸技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)多狀態(tài)量綜合分析，引入“關(guān)聯(lián)狀態(tài)量”這一概念，定義為，與同一種缺陷存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的兩個或兩個以上的狀態(tài)量，也包括存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的不良工況、家族缺陷。舉例來說，一臺變壓器內(nèi)部存在放電性缺陷，那么理論上，超聲波法、UHF法及油中溶解氣體都可以檢測到異常，此時，這3個狀態(tài)量便構(gòu)成關(guān)聯(lián)狀態(tài)量。實(shí)踐中，單一狀態(tài)量異常，有可能是檢測環(huán)境干擾，但兩個甚至更多關(guān)聯(lián)狀態(tài)量同時出現(xiàn)異常，則誤判的可能性很小，基本可以判定缺陷的存在。這一概念奠定了多狀態(tài)量綜合分析的基礎(chǔ)。

基于多狀態(tài)量關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行綜合分析的基本原則為：多個狀態(tài)量異常時，若彼此間沒有關(guān)聯(lián)關(guān)系，宜選擇反映設(shè)備故障風(fēng)險最高的狀態(tài)量作為狀態(tài)評估的核心依據(jù)，即聚焦設(shè)備狀態(tài)中的短板；如果至少兩個沒有關(guān)聯(lián)關(guān)系的狀態(tài)量表達(dá)了相近的故障風(fēng)險，則可應(yīng)用概率合成法計(jì)算出綜合的故障風(fēng)險[16]，不推薦采用扣分的評價方法。如前所述，如有兩個及以上關(guān)聯(lián)狀態(tài)量同時出現(xiàn)異常，則可以確定相關(guān)缺陷的存在，進(jìn)一步，根據(jù)缺陷的性質(zhì)、狀態(tài)量的范圍（閾值分析法、互比分析法）及變化態(tài)勢（同比分析法）做出故障風(fēng)險評級。

另一種情形，發(fā)生了重大不良工況，或受家族缺陷警示，設(shè)備可能存在某種缺陷，此時，若關(guān)聯(lián)狀態(tài)量出現(xiàn)異常，同樣可以確定前述缺陷已經(jīng)存在。例如，一臺變壓器出口(或近區(qū))發(fā)生了短路故障，之后不久油中溶解氣體分析發(fā)現(xiàn)異常，由于出口短路故障可導(dǎo)致繞組變形，而繞組變形可能引起電場畸變及絕緣損傷，進(jìn)而引發(fā)局部放電，局部放電又會引起絕緣油分解產(chǎn)生氣體，故此出口短路與油中溶解氣體分析異常存在因果關(guān)系式的關(guān)聯(lián)，等同于兩個關(guān)聯(lián)狀態(tài)量異常，可以判定出現(xiàn)了繞組變形。

對于更為復(fù)雜的其他情形，可應(yīng)用大數(shù)據(jù)，通過與缺陷案例庫比對的方法進(jìn)行分析。

5 結(jié)語

1）新版規(guī)程響應(yīng)電網(wǎng)最新需求，引入了衛(wèi)星、無人機(jī)和工業(yè)機(jī)器人組成的巡檢作業(yè)平臺，強(qiáng)化了帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用；通過引入掃頻短路阻抗等新試驗(yàn)技術(shù)，減少了重大設(shè)備缺陷診斷的盲區(qū)；構(gòu)建了單一狀態(tài)量和多狀態(tài)量綜合分析的設(shè)備狀態(tài)評價新體系，其規(guī)范性、可操作性大幅提升。新版規(guī)程將有效地服務(wù)于我國輸變電設(shè)備的安全運(yùn)行。

2）輸變電設(shè)備狀態(tài)分析與診斷技術(shù)仍在不斷深化研究中。智能巡檢海量數(shù)據(jù)的辨識與處理還需更大的突破，帶電檢測技術(shù)還遠(yuǎn)不能完全代替停電試驗(yàn)，部分重大設(shè)備缺陷的早期預(yù)警技術(shù)尚不十分成熟，立足于電網(wǎng)安全運(yùn)行的輸變電設(shè)備檢修決策體系有待深化，這些都是需要進(jìn)一步研究的領(lǐng)域。