【摘 要】文章研究电力设备在线监测技术与供电可靠性的关联，分析影响供电可靠性的核心问题，涉及设备故障老化、外部环境破坏、传统巡检局限及故障传导；阐述在线监测核心技术，涵盖高精度传感、高效数据传输、智能诊断算法与实时数据处理；介绍该技术在变电站、输电线路、配电设备及电缆开关的应用实践；指出其能实现故障早期识别、优化运维模式、增强风险预警、支撑故障恢复，为提升电网供电可靠性提供技术支撑。

【关键词】电力设备在线监测技术；供电可靠性；智能诊断；故障预警；电网运维

引言

电力是现代社会运转的核心能源，供电可靠性直接关联国民经济稳定与民生保障。在电网规模扩张与用电需求增长的背景下，设备故障老化、外部环境干扰、传统人工巡检局限及故障传导等问题，导致供电中断风险攀升，制约了供电可靠性的提升。智能电网建设推动电力运维向精细化、智能化转型，对设备运行状态实时感知、故障提前预警提出了更高要求。电力设备在线监测技术凭借实时数据采集与智能分析能力，逐渐成为解决供电可靠性痛点、支撑电网安全稳定运行的关键技术手段，亟需明确其技术路径与应用价值。

一、影响供电可靠性的核心问题分析

（一）关键电力设备运行故障与老化问题

变压器作为电网核心设备，其绕组绝缘材料长期受高温作用，介损值逐步增大，绝缘强度下滑，易引发绕组短路或击穿故障；铁芯接地电流异常升高，会造成局部过热，加速绝缘老化。断路器运行时，触头因电弧侵蚀出现表面氧化与磨损，接触电阻增大，分合闸时间偏离额定值，可能引发拒动或误动事故。互感器因绝缘介质老化，精度降低，测量误差变大，影响电网保护与控制系统准确性。此类设备故障直接导致供电中断或供电质量下降，威胁供电可靠性。

（二）外部环境因素对电力设施的破坏

输电线路遭遇雷击时，绝缘子表面发生闪络，导致线路接地故障；强风作用下，线路出现风偏摆动，可能引发线路对杆塔放电或导线鞭击。覆冰天气里，导线覆冰厚度超过设计阈值，杆塔承受荷载增加，易发生杆塔倾斜或倒塌；覆冰融化过程中产生的冰闪，进一步加重线路故障风险。高温环境会加快设备绝缘材料老化，低温则导致设备金属部件收缩，连接点松动，接触电阻增大；污秽沉积在绝缘子表面，降低闪络电压，潮湿条件下引发污闪故障，造成线路停运。

（三）传统人工巡检模式的局限性

人工巡检按固定周期开展，无法实时监测设备运行状态，针对局部放电、早期过热等潜伏性故障难以及时发现，通常在故障显现后才处置，导致停电检修时长增加。巡检人员受地理环境与气候条件制约，对山区、跨江河等复杂区域的输电线路难以全面覆盖，存在监测盲区[1]。人工采集数据易受主观因素影响，数据精度与一致性不足，且数据处理依赖人工分析，效率低，无法快速识别设备异常，延误故障处置时机，影响供电连续性。

（四）电网拓扑关联引发的故障传导问题

变电站内某一断路器故障，若未及时隔离，会导致其所在母线停运，影响该母线供电的所有线路与用户。输电线路故障跳闸后，若重合闸失败，会引发电网潮流重新分布，导致其他线路过载，触发保护装置动作，形成连锁跳闸。配电网络中，环网柜故障会切断该环网区域供电，若备用电源自动投入装置失效，将导致区域长时间停电。此类故障传导问题，使单一设备故障发展为区域性供电中断，显著降低整体供电可靠性。

二、支撑供电可靠性提升的在线监测核心技术

（一）设备运行参数高精度传感技术

针对电力设备关键参数监测需求，部署专用传感装置实现数据采集。对变压器局部放电监测，采用超高频（Ultra High Frequency，UHF）传感器，通过接收300 MHz～3 GHz频段的放电电磁信号，经前置放大器将信号放大至可采集范围，再通过滤波电路去除干扰信号；同步采用罗氏线圈电流传感器监测铁芯接地电流，其输出电压与被测电流的微分成正比，可通过公式（1）还原电流值：

u（t）=M·di（t）dt （1）

其中，u（t）为输出电压，M为互感系数，i（t）为被测电流。

对输电线路覆冰监测，采用激光雷达传感器，发射激光束至导线表面，通过测量激光往返时间计算覆冰厚度，依据公式（2）获取实时覆冰数据：

d=c·Δt2 （2）

其中，d为覆冰厚度，c为光速，Δt为激光往返时间差。