由于絕大多數故障事前都有先兆,這就要求發展一種連續或定時的監測技術,在線監測就是在這種情況下產生的。電力設備在線檢測技術是一種利用運行電壓來對高壓設備絕緣狀況進行試驗的方法,它可以大大提高試驗的真實性與靈敏度,及時發現絕緣缺陷。采用在線監測的方法可以根據設備絕緣狀況的好壞來選擇不同的監測周期,使試驗的有效程度明顯提高。在線監測可以積累大量的數據,將被試設備的當前試驗數據(包括停電及帶電監測)和以往的監測數據相結合,用各種數值分析方法進行及時、全面的綜合分析判斷,就可以發現和捕捉早期缺陷,確保安全運行,從而減小由于預防性試驗間隔長所帶來的誤差。
對于交聯聚乙烯電纜,普遍認為其不適合進行高壓直流試驗,所以針對交聯聚乙烯電纜發展了多種在線監測方法。
(1)直流分量法由于交聯聚乙烯電纜中存在著樹枝化(水樹枝、電樹枝)絕緣缺陷,它們在交流正、負半周表現出不同的電荷注入與中和特性,導致在長時間交流工作電壓的反復作用下,水樹枝的前端積聚了電量的負電荷,樹枝前端所積聚的負電荷逐漸向對方漂移,這種現象稱為“整流效應”。由于“整流效應”的作用,流過電纜接地線的交流電流便含有微弱的直流成分,監測出這種直流成分即可進行劣化診斷。
(2)直流疊加法基本原理是在接地的電壓互感器的中性點處加緊低壓直流電源,使該直流電壓與施加在電纜絕緣上的交流電壓疊加,從而測量通過電纜絕緣層的微弱的直流電流或其絕緣電阻。由于直流疊加法是在交流高壓上再疊以低值的直流電壓,這樣在帶點情況下測得的絕緣電阻與停電后加直流高壓時的測試結果很相近。
(3)電纜絕緣tanδ在線監測該方法是對電纜絕緣層tanδ值進行在線監測,與電容型試品的在線監測tanδ方法很相似。tanδ是絕緣的局部缺陷中介質損失引起的有功電流分量和總電容電流之比,通過測量tanδ可反映出絕緣的一系列缺陷,如絕緣受潮、油或浸漬物臟污或劣化變質、絕緣中有氣隙發生放電等。通常認為發現集中性的缺陷采用直流分量法比較好,因為tanδ值往往反映的是普遍性的缺陷,個別的較集中的缺陷不會引起正跟長電纜所測到的tanδ值的顯著變化。
目前,基于狀態維護的“狀態檢修”日益受到重視。“狀態檢修”前掌握設備的運行情況,及時消除設備隱患,以免事故的發生。采取在線監測與故障診斷技術后,可以使預防性維修向預知性維修即狀態維修過渡,從到期必修過渡到該修則修。但是絕緣在線診斷技術有很大的難度。絕緣潛伏性故障前期征兆的信號通常極為微弱,而運行條件下現場又存在強烈的電磁干擾。因此抑制各種干擾,提高信噪比是在線監測中首先需要解決的難題。此外,監測的各種特征量和絕緣的狀態通常也不是一一對應的,它們具有錯綜復雜的關系。如果說對離線的預防性試驗結果的分析已經積累了大量經驗,據此可以制訂出相應的規程推廣施行,那么對于在線診斷,現在仍還處于研究、試運行、積累經驗的階段。發展絕緣在線監測和診斷技術,仍需對絕緣結構及其老化機理有深入的了解,也需應用傳感、微電子等高新技術。在線監測是絕緣監測中的一個重要組成部分,它將在很多方面彌補僅靠定期停電預防性試驗的不足,但目前還不能認為在線監測將全面替代停電預防性試驗。這主要由于一方面在線監測理論和技術尚未完善,絕緣劣化的特征量是什么、在現場條件下如何準確監測、判斷及其標準是什么等問題均沒有很好的解決,還有待進一步研究;而另一方面,在線監測測量的是工頻電壓下電力設備的絕緣參數,而對電力系統內時常發生的過電壓情況下的絕緣品質卻無法進行測量。