电力设备在线监测系统由温度在线监测装置、避雷器绝缘在线监测装置、断路器在线监测装置组成，系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测，监测参量多、功能齐全。系统也可以灵活配置，由其中的一套或两套装置组成，必要时也可选配变压器油色谱监测装置(智电电力)。

近年来我国电力工业得到了飞速发展，我国的总发电量已排列二位，但人均拥有装机容量还落后于发达国家，要满足国民经济发展的需要，就必须在加快装机容量的增长速度的基础上，提高电力系统的运行可靠性。

随着传感器、计算机、电子、数字信号处理、通信等技术的飞速进步，在智能变电站的大环境的驱使下，实现在线监测设备的运行状态保障变电站安全运行成为一种必然趋势。实现变电站的状态监测，是要求监测设备必须处于在不改变设备正常工作的情况下，可以实时地得到设备的工作状态信息，然后通过后续的算法对设备的工作状态进行诊断，并对设备是否继续投入运行做出分析和判断，给出预警信息并制定检修计划。由此，可以看出，变电站电力设备的在线监测系统对变电站的工作运行情况有着至关重要的影响，其也是实现设备状态检修最根本的依据。

从国家电网公司招标情况来看，目前在线监测产品的市场主要集中在智能电网的变电环节。国家电网公司在智能电网规划报告中也已将变电站状态监测系统建设作为智能变电站的重要内容。智能变电站通过状态监测单元实现变压器油色谱、组合电器局部放电、避雷器全电流等主要设备、重要参数的在线监测，为电网设备管理提供基础数据支撑。实时状态信息通过专家系统分析处理后可做出初步决策，实现站内智能设备自诊断功能。

未来，我国特高压等输电技术新增达1.3亿千瓦。筹划外送通道，增强资源配置能力。合理布局能源富集地区外送，建设特高压输电和常规输电技术的“西电东送”输电通道，新增规模1.3亿千瓦，达到2.7亿千瓦左右；优化电网结构，提高系统安全水平。电网主网架进一步优化，省间联络线进一步加强。充分论证全国同步电网格局，进一步调整完善区域电网主网架，探索大电网之间的柔性互联，加强区域内省间电网互济能力。严格控制电网建设成本，提高电网运行效率。全国新增500千伏及以上交流线路9.2万公里，变电容量9.2亿千伏安。

通过近几年市场培育与政府扶持，我国电力设备在线监测系统市场取得了发展，导致电力设备在线监测系统技术逐渐走向成熟，同时行业需求市场被打开后，市场需求出现大幅度增长，更加有利于其长期发展；电力设备在线监测系统行业正处于良性发展阶段。未来在需求驱动下电力设备在线监测系统行业规模将继续保持高速增长。

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国电力设备在线监测系统市场竞争格局分析及投资战略研究可行性报告》

1、避雷器在线监测

避雷器在正常工况下因避雷器受潮、内部有缺陷等原因造成绝缘等级下降，接地的泄漏电流增大，这时遇到高电压就会发生故障绝缘击穿。避雷器在线监测主要是测量泄漏电流。该监测单元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、隔离断路器状态监测配置

1)SF6气体监测

SF6开关因具有开断能力强、电器寿命长、端口电压高、结构简单及少维护等优点而在高电压领域得到越来越广泛的应用。然而电气设备在运行时，不可避免地会发生电气设备内的气体向外泄露而导致密度值下降的现象。同时气体的泄露也会导致电气设备外部的潮气渗透进入设备内部，引起设备内部气体中微水含量的增加。当断路器采用SF6气体作为灭弧介质时，如果SF6气体密度降低，断路器的绝缘水平随之降低，可能会引发断路器内部的放电短路故障。

SF6气体的密度对SF6类电气设备的绝缘效果有很大的影响，气体压力的降低会极大地影响开关的开断灭弧性能，从而导致设备损坏；在SF6断路器等高压电气设备中，当SF6气体中的微水含量过高时，在电弧或电晕的作用下，SF6气体分解物会经水解反应产生毒性，对设备产生化学腐蚀，继而严重影响设备的正常运行。

因此，对运行中电气设备气体中的微水及密度进行在线监测，可以对气体中的水分和密度进行合理控制，为开关的状态检修提供有效依据，对保证SF6开关的长期安全稳定运行具有中重要的作用。

开关SF6密度和微水在线监测系统包括数据服务器、网络控制器和在线监控单元。监控单元采集到的数字信号通过CAN总线与网络控制器进行数据传输和连接，网络控制器以串行接口与数据服务器进行连接，实现SF6开关设备的气室密度和微水的在线监测，进而做出相应的诊断与联动控制，也可根据个性化的功能需求，灵活配置功能对象，降低用户总体投入成本。

气体密度监测通过在开关设备上安装数字式密度监测单元进行测量。数字式密度监测单元的核心包括一只数字式压力传感器和一只温度传感器，数据经内部模数转换处理后直接输出数字信号，送到上位计算机。数字式密度检测单元与机械式指针密度继电器最大的不同是后者通过机械方式测量压力，由机械式温度补偿到20°C时的压力P20作为密度指示。而数字式密度监测单元采用电子式压力和温度传感器，测得气体的压力和温度值，而且可以随时监控到SF6气体的压力和温度值，有利于更全面地了解设备的工作状况。

2）断路器机械特性监测

高压断路器是电力系统一次设备中检修维护工作量最大的设备。传统检修主要集中在检修与断路器在规定周期内实际运行的小时数、分合闸操作次数、开断短路电流的次数、实际短路容量与断路器额定开断短路容量之比等因素有关的灭弧室、触头和传动机构。

传统检修方式的不足之处主要表示为：

离线试验需要停电进行，不少重要电力设备，轻易不能停电运行；

停电后设备状态和运行中的设备状态有差异，影响判断的准确度；

周期性定期检查而非连续性的监测，设备仍可能在间隔期间发生故障；

检修造成人力、物力的浪费；

反之维修过剩，操作频繁，有可能导致设备损坏。

对断路器的重要参数进行长期连续的在线监测，不仅可以提供设备在运行时的实时状态，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，判断是否存在故障的先兆，从而延长设备的维护保养周期，提高设备的利用率，减少维修保养的费用，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。

测量断路器的跳、合闸线圈的动作电流，采用霍尔开口元件，转变为直流电流信号进行采集测量。

测量断路器动作轴的位移，采用直线式光电编码器工作原理与旋转式光电编码器或CBD型差动变压器振动传感器，转变为直流电压信号进行采集测量。

测量断路器的振动，可以采用压电式振动传感器，转变为直流电压信号进行采集测量。

测量断路器触头的电寿命，可以通过在线计算断路器每次关合电流的电流值大小，结合不同类型的断路器特性，估算每次断路器动作的寿命损耗。

断路器的机械特性检测，可以用过测量断路器的动作轴的振动性能和机械动作事件，利用机械性能模型计算。

灭弧机构的绝缘检测，通过检测灭弧时间及是否存在重燃现象。

测速器的安装：测速传感器在断路器的机械部分安装，各个制造厂在产品设计时都有专门的安装设计以及与之配套的测速器，安装相对简单。

电流传感器的安装：采用穿心式电流互感器，将操作回路的导线穿过电流互感器，不会改变原操作线路的回路。

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。其中，变压器油色谱气体监测系统采用用色谱分析原理，将传感器输出转换为标准的4-20mA电信号传输到状态监测服务器。

4、电气设备绝缘在线检测

电气设备在长期运行中受温度、雷击及内过电压的作用，绝缘会逐步老化，导致内部微弱放电（称局部放电），如果不采取措施，则会导致设备绝缘击穿。传统的预防性试验只能在检修周期了解到设备状态，而不能了解设备运行中绝缘的变化情况。

电气设备绝缘在线监测的优点

（1）不需要停电就可以了解运行设备的绝缘状况（包括变压器、电抗器局部放电位置）。

（2）绝缘在运行电压下其缺陷容易暴露出来，预防性试验不容易发现其缺陷。

（3）绝缘在线监测所提供的数据为设备的“状态修”提供了理论依据。

（4）可对运行中电气设备的绝缘状态跟踪测试，及时发现设备内部的故障隐患。

电气设备绝缘的特征量

电气设备绝缘状态通常是通过几个特征量来表示：

（1）局部放电量，放电位置：设备内部绝缘若存在杂质、气泡，会导致其内部放电，严重时可能导致放电部位扩大，最后击穿。通常放电发生时，其放电量很小，测量和定位较困难。

（2）介质损耗值（tgδ）：是表明设备绝缘状态的重要指标，当一个设备的tgδ大时，说明设备绝缘受潮，电导电流增大等，设备正常时其tgδ值在0.1~0.8％之间。

（3）漏电电流：对于一些设备不能测量tgδ值时，也可用测量漏电电流方法确定设备绝缘发潮或损坏程度。

（4）设备电容值：设备中若进水时，电容值会增大，但漏油时，其电容值会减少，按规程规定，当电容值的偏差超出额定值-5~10％范围，应停电检修。

装置建设方面，已形成了油色谱、容型设备绝缘、GIS局放、开关柜测温、电能质量、覆冰预警在线监测装置为主的6类在线监测装置规模应用，在线监测系统科技领先，建设、推广运用取得了突出的成效。