發布時間：2022-02-16 21:10:50
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的在線監測裝置樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
Abstract： High-voltage DC insulation monitoring device adopts the technology of signal phase locking， advanced correction and tracking building block structure to fundamentally solve the defects such as incomplete judgment data and line selection. Meanwhile， the device adopts real-time tracking information zero processing technology to realize detection and alarm of AC channeling into DC fault. In this paper， the technical solutions of on-line high-voltage DC insulation monitoring device are discussed.
關鍵詞：絕緣監測；電壓補償；分布式結構；絕緣分級管理；多CPU并行處理
Key words： insulation monitoring；voltage compensation；distributed structure；insulation hierarchical management；multi-CPU parallel processing
中圖分類號：TM855 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0143-02
0 引言
隨著我國通信、電力事業的發展，通信機房，發電廠、變電站種類繁多，而且大容量發電廠、變電站、通信電源越來越多，通信安全、安全發電、輸電關系著整個國民經濟和人們正常生活。現電網直流系統比較復雜，且與繼電保護、信號裝置、自動裝置以及屋內、外配電裝置的端子箱、操作機構等連接，發生接地故障較多，無法解決交流竄直流故障的測記和報警功能。根據2011年12月國家電網公司制定的《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》中的第五項“防止變電站全停及重要客戶停電事故”中明確提出了原有的直流電源系統絕緣監測裝置，要求增加交流竄入直流故障的y記和報警功能。高壓直流絕緣監測裝置采用信號相位鎖定、超前校正及跟蹤積木式結構等技術，從根本上解決判斷數據不全、選線不準等弊病；同時本裝置采用實時跟蹤信息零處理技術，解決交流竄入直流故障的測記和報警。
1 項目提出的必要性
直流系統是電信運營商云數據通信機房重要的組成部分，直流系統的安全可靠性影響著云數據通信機房的安全運行，關系到整個電網的安全生產。云數據通信機房的直流系統比較復雜，且與繼電保護、信號裝置、自動裝置以及屋內、外配電裝置的端子箱、操作機構等連接，因此，發生接地故障機會較多。當發生一點接地故障時，由于沒有短路電流流過，不會對系統造成危害，所以系統仍能繼續運行。但是這種接地故障必須及早發現，否則當發生另一點接地故障時，有可能引起信號號回路、控制回路、繼電保護等的不正確動作，從而造成重大損失。
高壓直流絕緣監測裝置能夠精確測量交流竄入電壓值、母線電壓、正負母線對地電壓，準確計算出正、負母線絕緣電阻、各饋線支路絕緣電阻，能夠快速選出絕緣降低或接地故障的饋線支路，具有交流竄入告警功能，并能選出交流竄入故障支路，具有直流互竄告警功能，并能選出直流互竄支路，具有傳感器零點校正功能并能兼容多種傳感器接口。且具有交流竄入、絕緣告警、壓差告警、定時、電阻變化等多種自動啟動選線功能，故障消失告警信號能夠自動復歸。
高壓直流絕緣監測裝置采用高性能總線式智能漏電流傳感器測量絕緣漏電流，母線對地電壓測量采用高精度隔離變送器完成，同時在對地電阻的測量與計算上考慮了現場各種復雜情況，以準確可靠的控制與獨特算法保證了母線對地電阻的測量迅速與精確，可檢測一段母線對地電阻、對地電壓及每段64個支路的對地電阻，可多單元并機實現100條支路對地電阻檢測。具有交流竄入、絕緣告警、壓差告警、定時、電阻變化等多種自動啟動選線功能，故障消失告警信號能夠自動復歸。技術特點如下：
①采用分布式結構，整個系統采用主機―子機分布式架構，根據現場實際情況進行系統配置，無限擴充。
②高壓直流絕緣監測裝置可直接檢測接地漏電流，不發檢測信號，保證系統安全，不受分布電容影響。
③絕緣監測裝置采用絕緣分級管理，基于極高的阻抗檢測，對地絕緣分級管理，可自行定義絕緣分級門限。
④絕緣監測裝置引入環路指數，能有效對系統的各類環路準確診斷分析。
⑤絕緣監測裝置引入信息實時性與同時性，解決直流系統絕緣瞬態變化的檢測。
⑥絕緣監測裝置采用中斷采樣方式，摒棄了傳統的巡檢采樣，數百條直流回路接地檢測在數秒鐘內完成。
⑦絕緣監測裝置采用多CPU并行處理的SynSystem（自動同步系統）智慧式算法，準確判斷系統絕緣故障并進行系統缺陷診斷分析。
3 在線式高壓直流絕緣監測裝置的工作原理
在線式高壓直流絕緣監測裝置監測出有絕緣下降狀況發生時，裝置通過漏電流傳感器采集支路漏電流，可選出絕緣下降的具體支路。該裝置同時具有電壓監測功能，當母線電壓和對地電壓超出設定值時，裝置給出報警信號。具體工作原理如下：
①實時監測直流母線電壓、正負母線對地電壓、正負母線對地交流電壓、正負母線對地絕緣電阻及支路對地絕緣電阻等數據，并直觀顯示到裝置顯示屏。
②當直流系統發生單極或多極一點接地及絕緣降低故障，兩極同支路或不同支路同阻值或不同阻值接地及絕緣降低故障時，絕緣監測裝置可迅速、準確、可靠動作，發出絕緣故障報警信息。
③絕緣監測裝置具有創新的單臂電橋測試，其特點在于檢測電橋電路僅由負極對地檢測電阻、負極對地檢測電阻切換開關構成，在檢測電橋工作時，由于檢測電橋電阻并聯在負極和大地之間，所以不僅不會造成直流母線負極對地電壓的增高，反而使其降低，控制了負極對地電壓的增高，能夠降低由于一點接地引發的繼電保護誤動的風險。
④母線對地電壓補償：高壓直流絕緣監測裝置除了用于維持直流系統對地電壓平衡的平衡電橋、用于絕緣電阻測量的檢測電橋外，還設有一個臨時修正電橋，用于補償直流系統正負極電壓的不均衡。
⑤基于系統電容分析的可變檢測電橋通過對直流系統的電壓、對地電容和絕緣電阻的綜合分析，能自適應地改變檢測電橋的阻值，在完成絕緣監測任務的同時最大限度地保證直流系統的安全運行。
⑥實現兩組直流互竄的監控方案，通過對兩組直流系統正負極對地電壓的波動情況及變化趨勢來判斷兩組直流系統是否發生非正常的電氣連接。
⑦當直流系統對地絕緣電阻小于等于預警值時，絕緣監測裝置可準確預警并自行啟動支路選線功能。
⑧當直流系統母線電壓異常，正負母線對地電壓偏差過大時，可準確報警。
⑨直流互竄告警：當直流系統發生直流互竄故障時，絕緣監測裝置能發出直流互竄故障告警信息，并準確選出故障支路。
⑩交流竄電告警：絕緣監測裝置可監測交流竄入，設定交流竄入門限報警值。
{11}電壓偏差補償功能：當直流系統正負母線對地電壓比值超出保護誤動風險因數1.2時，通過對地電壓偏差補償橋使直流系統對地電壓恢復到平衡狀態。
4 在線式高壓直流絕緣監測裝置的技術參數
①可監測對地絕緣阻抗值范圍和精度：
接地阻抗：0-999.9K，母線接地電阻：≤2%±1kΩ，路接地阻：≤5%±1kΩ；
②可監測電壓范圍及電壓精度：
正對地電壓：0-300V，負對地電壓：0-300V，系統總電壓：0-300V；
③交流竄電電壓：0-300V；
④電壓精度≤0.5%；
⑤抗直流系統分布電容干擾：大于10000uF；
⑥適用直流系統電壓等級：300V，240V，48V，24V或用戶提出其它電壓等級；
⑦可監測直流回路數：0-50路；
⑧工作環境溫度：-30℃-+50℃；
⑨相對濕度：≤96%；
⑩直流電壓允許紋波電壓系數2%。
5 結束語
本文對在線式高壓直流絕緣監測裝置采用的技術方案進行了分析，從裝置的工作、功能、技術參數等方面進行了闡述，并設計了結構框架及主控板的原理圖。本裝置可提高電網自動化管理水平，是確保電網安全運行及故障準確定位的理想監測設備。本裝置具有較強的實用性和可擴展性，穩定可靠且易于實現，對電網有一定的應用價值，對電源系統的在線絕緣監測具有重要意義。
參考文獻：
[1]國家電網公司十八項電網重大反事故措施，2012修訂版.
關鍵詞：用電信息；采集系統；計量裝置；在線監測；分析
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0143-01
在用電信息采集系統的計量裝置組成上，主要由電能表和電壓互感器兩個部分組成，其對竊電問題和電力運行穩定性均有一定的益處，因此目前已經廣泛的應用于電力行業之中。但是就現階段的應用情況進行觀察，在用電信息采集系統的計量裝置在線監測上仍然存在著諸多問題，導致其在運作中出現諸多問題，亟需得到解決。在此背景下，文章圍繞用電信息采集系統的計量裝置為中心，分三部分展開了細致的分析探討，旨在提供一些理論上的參考，以下是具體內容。
1 用電信息采集系統框架
就目前的用電信息采集系統而言，其在系統框架的組成上主要由兩個部分組成[1]。第一個部分為用戶用電信息數據的采集和管理部分，該部分充分的結合了目前十分發達的信息技術，在形式上為一種智能化的電力計量形式，并且在系統軟件以及硬件等方面更有所保障，在數據采集端的組成上主要由通信W絡、電能表以及終端采集等部分組成，在工作形式上通過對各種采集到的數據進行歸類和編制，并且按照一定的規律進行劃分；第二部分是通信網絡和系統的對時，該部分主要應用的技術為傳統的通信技術，其在主要工作是將用戶的用電信息傳輸至主站端，主站端在再對信息進行處理。
2 目前在用電信息采集系統的計量裝置在線監測中存在的不足之處
目前在用電信息采集系統的計量裝置在線監測中存在的不足之處主要集中在三個方面。其一為電力計量設備的運行管理工作存在不足，還需進一步完善；其二為目前的在線監測的程序過于復雜，在諸多原因的影響下監測工作的難度很大；其三為對計量設備出現的故障處理不夠及時，因為目前的電力行業用電信息采集系統過于龐大，因此在設施上數量和種類的都很多，這便導致一旦出現問題，問題診斷和處理需要的時間都很長[2]。
3 健全用電信息采集系統的計量裝置在線監測途徑
3.1 完善在線監測電力計量裝置的管理模式
要健全用電信息采集系統的計量裝置在線監測，切實發揮出在線監測的作用，首先就必須在在線監測電力計量裝置的管理模式上實現合理化、完善化和科學化。具體而言首先需要在運行設備的監測力度上給以強化，電力計量設備在運行過程中，必須有其他相關設備的配合，因此在設備管理上不能僅僅局限于計量設備的管理，其他設備也需要強化監測力度；其次在整體的管理模式上也需要給以完善化，在周期檢驗、電量追補以及在線監測等諸多方面均給以完善，實現實時檢查，及時處理，實現電量追補的效果。
3.2 完善主控制電路的流程
信息時代的今天，信息技術已經滲入到了各行各業中，而在用電信息采集系統中用戶用電信息采集部分也應用到了信息技術，因此依托于信息技術的電力計量裝置主控制電路流程的運行狀況，對整體的體系運行狀況有著極大的影響，這就要求電力企業在主控制電路的流程上必須給以完善。
3.3 加大檢驗和監測的力度
加大監測和檢驗的力度可以實現電力計量裝置在線監測在有效性和穩定行上的提升，進而在可靠性上也會更有保障，具體而言可以從兩個方面入手：其一為對系統中電流回路、電壓進行測試，如果在測試過程中發現電流過大，則需要在系統中增大電阻，避免出現開路的問題出現。在電能表的測試部分，可使用差值法和溫度補償法對二次回路狀況給以掌握，此外對于可能存在的竊電行為也需要通過電量追回的方式實現實時監控；其二為在檢查力度上必須給以強化，在控制周期上控制在1到1400分鐘的范圍之內，并且通過電力計量裝置抽查的方式，對可能存在的問題及時發現和處理，保障整體的在線監測力度和效果[3]。
4 結語
綜上所述，用電信息采集系統的計量裝置在線監測措施是目前在電力行業使用十分廣泛，并且具有諸多優勢的一種新措施，其在組成框架上主要由用戶用電信息數據的采集和管理和通信網絡和系統的對時兩部分組成。但是就目前的應用情況進行觀察，其在具體的應用中存在著電力計量設備的運行管理工作存在不足、在線監測的程序過于復雜、對于計量設備出現的故障處理不夠及時等問題。面對這些問題以及電力行業對在線監測的實際需要，完善在線監測電力計量裝置的管理模式、完善主控制電路的流程、加大檢驗和監測的力度是切實有效的健全用電信息采集系統計量裝置在線監測的途徑，值得相關企業充分合理的使用。
參考文獻
[1]程超，張漢敬，景志敏，等.基于離群點算法和用電信息采集系統的反竊電研究[J].電力系統保護與控制，2015，21（17）：69-74.
Abstract： With the deepening of the reform of the electric power enterprise system， it has become increasingly important to the assessment of economic benefits， especially to ensure accuracy and reliability of energy metering. The power settlement is carried out between the power plants and the power supply enterprises， the power supply enterprise and electricity enterprises through energy metering device. To ensure accurate and reliable operation of energy metering device in the field， we must strengthen on-site inspection and state inspection work of energy metering device. Inputs of remote automatic detection system of energy metering device brings the vitality to the smart grid development， for the convenience of management， improve work efficiency， and conform to the development needs of the smart grid.
關鍵詞： 變電站；電能計量裝置；遠程在線監測系統；設計
Key words： substation；energy metering device；remote online monitoring system；design
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）04-0209-03
1 變電站電能計量裝置遠程在線監測系統總體設計
1.1 系統總體設計思路 根據四川達州的實際情況和具體要求，電能計量裝置遠方自動監測系統的總體設計思路如下：①為了現場電能計量工作的安全性、穩定性、可靠性，現場監測系統以一個DSP中央處理器為核心，通過相關的電壓采集、電流采集和脈沖采集可實現對電能表的迅速安全的在線校驗計量，通過控制器可以實現多個電流回路的計量工作；②電能計量校驗數據，由于數據大，并且對安全性要求比較高，并要求變電站現場監測數據，能迅速實時安全的傳輸到供電計量中心，可直接接入到電力專網；③整個監測平臺分為：變電站現場，供電計量中心。采集監測數據共享，可以通過同一網絡實現對變電站的實時在線監測，為保證整個系統的安全可靠運行，可使用操作權限來分開管理，不同級別的終端用戶有不同的操作權限。變電站電能計量裝置遠程在線監測系統的總體結構如圖1所示。
1.2 系統組成
①變電站現地檢測子系統：主要由硬件設備部分和軟件采集部分組成，硬件設備包括控制柜、DSP多通道標準電能表主表、DSP多通道標準電能表副表、工控機等設備，另外還有電壓、電流、脈沖等線路敷設。采集軟件系統主要是監控終端工控機、網絡交換機和網絡接入設備等；②實時通訊傳輸子系統：主要由通訊傳輸網絡及實時通訊服務平臺組成，通訊傳輸網絡采用電力光纖傳輸，保證數據安全可靠、實時性、及時性傳輸。通訊服務平臺主要包括實時通訊服務接口及數據服務接口等；③遠程在線主站子系統：遠程在線主站子系統由遠程主站監測軟件、數據庫服務器等系統組成，另外配置相應的服務器和監控終端等硬件設備。遠程監測軟件主要實現的功能是與用戶的界面交互、遠程在線抄表、遠程在線校表、獲取用戶下達的指令并向變電站子站系統發送等；數據庫服務器的功能是對各種抄表、校表等監測數據進行存儲管理，數據服務接口實現了與其他系統的標準數據接口。
1.3 系統功能
1.3.1 遠程在線監測：①數據的接收、處理與顯示：系統的各級遠程監測終端都可以實時接收從變電站現場采集到的實時數據，經過轉換、處理，然后在監測終端的軟件界面上予以實時的顯示。在線抄表，將每個電能表的各類實時數據采集；在線校表，能進行電能表誤差校驗，校表誤差實時報警，并記錄報警記錄，并能計算校驗的誤差偏差估計值；諧波測量，獲取電能表的諧波情況；二次壓降測量，能夠測量每條回路的二次壓降情況等；②歷史數據查詢與統計；③歷史數據趨勢圖：在系統的各級監測終端上，遠程監測軟件都能根據采集到的各類數據，做出對應的分析趨勢圖。如：電流負荷分析趨勢圖、有功誤差分析趨勢圖、無功誤差分析趨勢圖、有功誤差估計值趨勢圖、無功誤差估計值趨勢圖等等。
1.3.2 定時校驗：定時校驗功能就是用戶可以在系統各級的遠程監控終端上，通過設定自動抄表校表的時間，然后輸入相應的啟動時間，便可到時間自動按照設置的電能表進行相應的操作，達到無人值守自動化目標，并將采集校驗的數據寫入本地數據庫，以便可以上傳到主站平臺上。
1.3.3 現地監測：現地監測功能是系統實現遠程監測的基礎，它是工作人員在變電站現場實現的一些對電能表的抄表校表功能。對應于系統遠程監測控制功能，它也可以實現在變電站本地操作子站系統，來進行對應的功能。并且也能進行電能表抄表、電能表誤差校驗、諧波測量、波形測量、二次壓降測量等，并將測量校驗數據寫入本地數據庫。
1.3.4 實時通訊：實時通訊功能是指將變電站子站系統上的抄表數據、校表數據以及測量數據，實時地上傳到主站平臺上，為主站系統平臺進行統計分析提供決策的依據，并且能及時發現電能表的誤差變動。實現數據大集中，數據共享，可以掌握每個變電站的每個回路電能表的工作情況。
2 主站系統設計
2.1 系統結構 變電站本地子站系統將采集到的電能表相關數據通過網絡發送到主站系統上，主站系統通過通訊服務直接接收數據，在遠程端（計量中心），通訊服務平臺通過數據庫服務接口將接收的數據寫入數據庫中。由于目前采用電力專網與主站系統傳輸數據，因此，這樣可以極大的節省網絡帶寬，并且提高實時性和傳輸速度。另外，當有其它變電站需要接入時，只需在變電站建立一個子站系統指向該通訊服務即可，擴展非常方便，而且便于維護管理。系統結構如圖2所示。
2.2 數據存儲方案設計
2.2.1 數據分類：電能計量裝置遠方自動監測系統的數據內容涉及多種類型，包括數字型、字符型、日期型等，從內容上主要可以分為監測數據、管理數據和基礎數據等。①監測數據：監測數據包括電能量、最大需量、瞬時量、事件記錄、誤差校驗、諧波、二次壓降、誤差報警等等數據；②管理數據：管理數據主要包括人員數據、操作日志、故障管理數據、以及用戶權限數據；③基礎數據：基礎數據主要包括單位管理信息、變電站信息、電能表基本信息等數據。
2.2.2 存儲體系結構：電能計量裝置遠方自動監測系統的數據主要是電能表抄表各類數據和校表測量數據。根據四川達州電業局建設的總體要求，按變電站本地和計量中心分別設置兩級數據庫，數據庫服務器分別設置在變電站本地和計量中心，負責數據的存儲管理。為保證數據的不間斷記錄，因此在每個變電站現地建立一個小型數據庫，存儲本地數據。存儲體系結構如圖3所示。
2.2.3 數據存儲平臺：電能計量裝置遠方自動監測系統的數據是電力計量管理系統中的重要數據之一。必須保證數據的可靠性、安全性和及時性。由于本系統具有大量的實時數據和歷史數據，因此一個完整可靠同時具備很好的擴展性和管理性能的數據存儲平臺是本系統安全運轉的重要保障。為確保計量中心數據庫系統的穩定可靠運行，數據庫平臺可選用SQL SERVER 2000以上版本的大型數據庫。
2.3 系統開發及運行環境設計 遠程主站系統采用B/S開發結構模式來設計實現，系統運行平臺采用WINDOWS 2000、2003以上版本操作系統。 在軟件平臺設計中，采用基于Microsoft Windows DNA的三層瀏覽器/服務器結構。它是目前業界第一種把Internet、瀏覽器/服務器以及PC計算模式集成為一體的網絡分布式應用體系結構，能夠充分利用集成于Windows平臺之上的各種功能特性，滿足對于用戶界面、瀏覽、各種業務處理以及數據存儲等現代分布式應用。
3 子站系統設計
3.1 系統結構 變電站本地子站系統主要通過RS485來采集電能表相關數據，通過RS232來控制多通道標準表來進行在線校表，并將抄表數據、校表數據直接保存到本地的數據庫中。實時傳輸模塊，把采集的各類數據及時的傳輸主站系統上，整個子站系統包括硬件在線檢測屏平臺和子站軟件系統平臺。系統結構如圖4所示：
3.2 數據存儲方案設計
3.2.1 數據分類：電能計量裝置遠方自動監測子站系統的數據內容涉及多種類型，包括數字型、字符型、日期型等，從內容上主要可以分為監測數據和基礎數據等。①監測數據：監測數據包括電能量、最大需量、瞬時量、事件記錄、誤差校驗、諧波、二次壓降、誤差報警等等數據；②基礎數據：基礎數據主要包括單位管理信息、變電站信息、電能表基本信息等數據；
3.2.2 數據存儲平臺：變電站本地子站系統由于需要保存的數據量比較小，并且數據單一，只有本地變電站的數據，不包括其他變電站的數據。
3.3 系統運行環境設計 系統運行平臺采用WINDOWS 2000、XP、2003以上版本操作系統，子站軟件系統基于Windows操作系統，采用安全可靠的TCP/IP傳輸協議，使用WinSock套接字通訊和多線程技術，來提高數據處理速度，保證數據傳輸的實時性和及時性，確保系統的安全性、穩定性和可靠性。
4 變電站電能計量裝置遠程在線監測系統智能化分析
本系統能檢測電壓、電流、功率、相位、頻率、諧波、需量等大量數據，并構建遠程通訊網絡實現數據的傳輸以及存儲。該項目的實施可以確保設備較長時間的連續運行，從而可以記錄大量的各種運行數據。對這些數據進行分析，可以對設備的運行又準確的了解以及設備的長期變化趨勢做出預測，及時對可能出現的各種故障或問題進行預警處理，防止真正事故的發生。上述特性的實現基本適應了未來智能化電網的發展要求，部分智能電網技術可以在此該項目研究基礎上進行功能開發，適應其需要。
本系統已經實現電能表狀態巡檢，及時發現計量故障，記錄故障情況并提供實時報警，縮短計量故障處理時間。通過匯總電能表實負荷下的誤差，繪制各類因素變化下的誤差趨勢圖，作出電能表的運行狀況評價。建立現場電能計量表計信息庫，為電能表建立運行檔案庫，為數據分析提供基礎研究適合智能電網需求的功能，融入即將到來的智能電網，成為其有機組成部分。智能電網實現的基礎是實時數據的采集，以及對龐大的數據進行分析，本系統的實施可以對后續智能電網發展以及實現提供有力的軟硬件支持。
5 結束語
我們將繼續對變電站電能表遠程監測系統進行深入研究，結合現場實際應用情況，及時對存在的新問題進行解決，使系統運行更加完善。繼續跟蹤和研究變電站電能計量裝置遠方自動監測系統的發展方向及其功能擴展，使其能夠更好的滿足超高壓系統電能計量的要求，為四川省電力公司智能電網發展做出更大的貢獻。
參考文獻：
[1]王輝，毛瑩.變電站電能計量裝置遠程在線監測系統的設計[J].中國科技博覽，2010，（1）：153-154.
[2]肖斌，杜宇，張文霞等.電能計量裝置在線監測系統的研制與應用[J].內蒙古電力技術，2009，27（1）：10-12.
關鍵詞： 高壓開關柜；測溫；發熱；推廣與應用
中圖分類號：TD6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）22-0074-020 引言
高壓開關柜是礦區變電站中非常重要的一類電氣設備。電網系統對電能質量要求提高的同時，相應地對高壓開關柜的安全可靠性也提出了更高的要求。隨著礦區的不斷發展，變電站承擔的負荷量越來越大，電網也隨之擴大與復雜化，10（6）KV、35kV電壓等級的開關柜在電網中普遍應用。據2011年統計，神東礦區地面在用的10（6）KV、35kV開關柜已達1300臺，數量相當大。開關柜承擔礦區電網運行的正常操作，發生事故后,可自動切斷電路和電氣檢修時起斷開電源的作用，是發輸/供配電系統的主要保護設備，它是否安全運行更是我們關心的重中之重。近年來高壓開關事故次數較多，影響安全發電、供電，根據相關統計資料表明絕緣事故發生的比例占近一半，其次一方面在于開關柜的隔離觸頭接觸不良，導致操作時發生電弧或誘發絕緣閃絡而損壞開關柜電氣設備的事故也占相當大的比例，危害甚大，不容忽視。
1 觸頭測溫裝置應用的必要性
由于封閉式高壓開關柜自己本身的結構設置，和變電運行要求，運行中的開關柜門是禁止打開，發熱觸頭位于密封柜內，值班人員無法通過正常的手段檢測到它的溫度，所以一旦觸頭發熱嚴重必然造成事故發生，影響系統安全運行。這種現象已成為開關柜使用中的常見問題，尤其在一些負荷較重的變電站，容易存在開關柜的溫升超標問題。當溫升問題不斷發展，卻得不到有效控制，過熱程度會不斷加劇，并對絕緣件的性能及設備壽命產生很大的影響，最終導致安全事故發生，甚至影響整個電力系統的正常工作，對國家、公司造成巨大損失。
《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》11.7.2 項明確提出“定期用紅外線測溫設備檢查開關設備的接頭部、隔離開關的導電部分（重點部位：觸頭、出線座等），特別是在重負荷或高溫期間，加強對運行設備溫升的監視，發現問題應及時采取措施。”而礦區現有的變電站采用的方法為利用輻射特性的紅外測溫儀定時測溫。這種方式需要人工進行巡查，不能實時得到溫度數據，所得到的數據永遠是滯后的，無法在第一時間判斷開關柜內有無觸頭發熱故障，起不到溫度實時報警功能。因此，找出可靠的手段在線監測觸頭運行溫度，及時發現并排除系統的故障具有重大的實際意義。
2 觸頭發熱的原因
一般來說，變電站的高壓開關柜在運行中，由于各種原因，容易引起發熱，總結來說，主要有以下幾條：
①由于觸頭接觸性能不良或部件本身存在污垢，這樣一來接觸電阻很大，當遇到重負荷時，接觸點的熱功率很大，電路損耗增大，觸頭發熱嚴重，加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進一步增大，形成惡性循環，發展到一定階段后，則會使局部溫度增大過快，造成嚴重的故障，破壞系統穩定運行。
②設備負荷增加較多時，或者突然受到短路電流沖擊后，設備的薄弱環節就會發熱，例如觸頭部位。發熱后觸頭材料的某些性能會降低，使得觸頭容易發熱。
3 觸頭測溫裝置的工作原理及性能
針對高壓開關柜觸頭容易發熱這一現象，從電網安全考慮出發。神東礦區逐步對重負荷的變電站安裝開關柜觸頭在線監測裝置。此類在線監測裝置是適應開關柜向自診斷、智能化的反向發展而設計的高壓斷路器觸頭溫度在線實時監測裝置。該裝置具有以下優點：
3.1 絕緣隔離性能 本裝置的傳感器與顯示監控儀表通過無線數據傳輸方式，解決傳感器高電位端與儀表的低電位端之間的隔離傳輸。如圖1。
3.2 準確的溫度傳感方式 傳感器埋入或固定在靠觸頭的觸臂上，十分接近發熱點，能快速準確地感應觸頭溫度變化。在線監測并輪流顯示高壓斷路器三相上下觸頭和電纜接頭處的九路溫度。并可還可增加母線連接處的在線測溫。當任何一路觸頭溫度大于報警值時，報警指示燈亮，報警輸出繼電器閉合，輸出屏幕上相應相溫度值反黑，對可能出現的發熱故障起到預警功能。當每一路溫度都比報警值低于設置值時，報警指示燈熄滅，恢復正常顯示。如圖2所示。
3.3 無需電池的供電方式 傳感器部分的數據處理和發射、接收電路均采用母線感應的CT電源供電。
3.4 采用數字編碼方式的無線傳輸技術 解決了無線信號的相互干擾問題和數據傳輸的糾錯問題。讀數準確，可靠性高。
3.5 便于組網查詢
3.6 多種功能選擇 系統監測裝置另配有柜體內部溫度、濕度傳感器，可顯示發熱點的相對溫升、柜體內部濕度和凝露狀態。
每套裝置主要有顯示器、無線測溫傳感器模塊、柜內溫濕度組合傳感器等部件，開關柜觸頭的溫度既可以直接顯示在開關柜面板上的顯示模塊上，還可通過通訊系統上傳至監控室的主機上，實時記錄溫度數據，設置開關柜超溫升報警數值，當溫度超過該數值時，系統立即報警，提醒運行人員及時采取處理措施。該裝置工作原理如圖3。
4 應用
第一批測溫裝置經過5年的運行使用證明，該裝置能有效地對開關柜中由于接觸點氧化，接觸增大等原因引起的事故進行預警，為礦區電力系統安全可靠的運行提供有力的保障。高壓開關柜的觸頭發熱故障對供電系統危害極大，難以及時發現且難以找到合適的機會進行處理，因此在技術方面把好設計驗收關的同時,不斷的應用新技術、新裝置也是保障設備安全穩定運行的本質安全措施,但后期的巡檢維護和改造均是補救措施，也要給予高度重視。在以后的工作中，我們將繼續努力，逐步將此類現象消除掉，對于避免重大電氣事故是非常重要的。
參考文獻：
[1]觸頭測溫在煤炭行業電器設備上的應用[J].百度文庫/專業文獻/通信/電子.
【關鍵詞】輸電線路狀態；在線監測
1、引言
高壓輸電線路的狀態直接決定著電力系統的穩定運行。本文研制一種在線監測系統，探測輸電線路的溫度、濕度、風動、泄漏電流、覆冰狀況以及視頻圖像等數字化信息，通過GPRS/CDMA通道上傳到高壓輸電線路狀態后臺在線監測監視中心，使得監控人員能夠及時掌握線路及其周邊情況。
2、高壓輸電線路監控系統
2.1系統結構
高壓輸電線路狀態在線監測監視系統組成：在線監測系統、內部管理系統、監測監視中心及遠程數據傳輸四部分。各在線監測分機使用超低功耗MSP430AFE232微處理器，采用GPRS/GSM數據通訊模塊，利用太陽能蓄電池供電，通過無線方式傳輸，同時系統對采集到的信號按照保護、隔離、濾波和放大的次序進行一定的處理，最大程度的減小各種頻率的干擾，提升終端所獲信息的可信度。其中所監測的信息分電氣量信息和非電氣量信息，而這兩種信息是采用不同的采集處理方式，各自傳輸通道進行數據的傳輸[3][4]。
2.1.1系統軟件 本系統軟件采用Acrel-3000電力監控軟件，通過對運行線路數據采集，按照實際需求自動和手動進行遠程數據下載，通過后臺操作，以各種形式的“組態方式”進行系統集成，實現各種軟件模塊的簡單組態，完成監控點的各項指標。
2.1.2非電氣量的監測 系統可以實現對監測線路周圍環境、導線動態、導線懸掛異物、導線濕溫度、塔材被盜、鐵塔鳥窩、覆冰狀況等數字化信息，并將抓拍圖片采集到的信息通過監測裝置傳送到監測監視中心。
2.1.3電氣量采樣 本系統電氣量主要是監測裝置里的電流感應器對絕緣子表面的泄漏電流和局部放電脈沖進行采樣，通過不間斷方式采集時時數據，結合同步時鐘裝置，將不同時間內疊加在泄漏電流上的局部放電脈沖經過門檻設定值記錄下來，并有一定的記憶能力。
2.2數據監測儀原理
數據監測儀裝置是在線連續采集、監測輸電線路導線溫度、導線覆冰、導線舞動、導線懸掛異物等非電氣量和絕緣子污穢泄漏電流的脈沖頻度、電流的峰值、泄漏電流波形等電氣量，并根據實際情況做出一定的動作。
2.2.1采集數據的處理和傳輸 監測到的各種非電氣量信號利用最新圖像和數據采集壓縮編解碼技術，將監測到的數據壓縮后通過3G無線公網傳送到后臺監測中心，再經過解壓縮、圖像數據還真技術確保所傳送數據的真實性。監測到的電氣量信號首先經過濾波、過電壓、過電流保護技術處理，由通信屏蔽電纜引入到電氣量信號數據傳感器，然后對所傳輸的信號進行放大，再通過信號調理電路進行一系列抗干擾處理后變換成電壓信號，通過GPRS/CDMA通道上傳到輸電線路狀態在線監測監視中心接受器，經過高頻濾波處理和PGA增益放大后，送入A/D轉換器進行轉換，返回到信號的最初采樣值，確保電氣量信號的不失真。
2.2.2數據信號后臺處理 系統主機對傳輸來的采樣數據進行實時記錄，并建立各自的數據庫，通過軟件自動統計，并對數據進行各自歷史數據對比分析，及時提出具體差異詳細信息，超過一定參值的發出報警。而報警條件由多種參量綜合判定，結合歷史數據，設定各電氣量報警參量，并細化為低、中、高三級報警。報警的等級即參量數值可根據日常實際工作情況進行遠程修改，并自動建立輸電線路狀態信息數據庫，提供全面查詢功能，永久保存所有報警記錄。
3、實例性試驗及分析
3.1監測設備及傳感器的安裝
在線監測裝置固定在輸電線路鐵塔橫擔上，感應電流傳感器安裝在絕緣子串接地端掛環處，確保不能影響絕緣子的絕緣水平，安裝的傳感器也不能改變原絕緣子串長、爬電比距和空氣間隙。
3.2主要技術指標
名 稱 技術指標
1 工作電壓 DC12V
2 功率 6W（瞬間最大：30W）
3 通信方式 3G/GPRS/EDGE/CDMA1X
4 泄漏電流測量范圍 100μA～700mA，測量精度為100μA
5 溫度測量范圍 -40℃～+120℃，準確度：≤±0.5℃
6 相對濕度測量范圍 0～100%RH，準確度：≤±3%RH
7 工作溫度范圍 -40℃～+85℃
8 防護等級 IP66
3.3試驗實時數據及波形
3.3.1導線溫度在線監測 通過對輸電線路24小時的不間斷監測，從圖象不難看出導線溫度在一天時間內發生著變化，溫度越低產生的感應電流越大。
3.3.2絕緣子泄漏電流在線監測 從試驗波形可以得知，絕緣子泄漏電流數據表明了其污穢水平，絕緣子污穢越嚴重，泄漏電流的變化越明顯。
3.3.3導線濕度隨大氣濕度變化圖 通過對導線的濕度進行24小時不間斷監測，數據顯示在早晨5、6點時期導線的濕度較大，產生的感應電流也大。
4、結束語
對所研制的高壓輸電線路狀態在線監測系統進行實際試驗，其試驗實測的數據清楚地反映出，線路的溫度、濕度和絕緣子污穢程度隨著周圍環境的變化而時刻變化著，試驗取得了預期的效果，達到了研制的目的。
參考文獻
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[2]顧樂觀，孫才新.電力系統的污穢絕緣[M].重慶：重慶大學出版社
[3]張亞萍，張偉等.變電站絕緣子污穢信息的監測與管理系統.高電壓技術，2001，27（5）：27～31
【關鍵詞】 智能變電站 一次設備 在線監測
在我國智能變電站的建設中，將變壓器和開關等一次設備在線監測以及故障分析作為變電站建設的重要技術研究，對于各種在線監測系統的配置進行技術和結構分析。在研究中，將重點放在變壓器、斷路器和避雷器等在線監測上，促進智能電網建設的全面升級。
1 在線監測和智能診斷技術分析
電力工業的不斷發展促進智能電網的出現，隨著智能電網的逐步普及，智能變電站的應用也相應拓展，而且已經成為新建變電站的主要形式。智能變電站擁有先進的技術導則和智能設備，也具有可靠、集成、低碳、環保的特點。智能變電站的基本要求將全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為標準，實現各種準確信息的共享利用，通過先進技術的提升作用，電網的設置逐步智能和優化，可自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能，甚至實現與相鄰變電站、電網調度等的互動，所以這些已經對變電站的一次設備狀態在線監測提出更高要求。
一次設備的在線監測功能在物理、化學和電氣等領域的特性較為明顯，通過采集、分析各種獲取的信息，對設備的實用性和周期進行預測，可以及早判處故障，進行預防性處理，為設備的后期檢修提供充足的依據。在變電站的智能建設方面，其設備和技術必須達到智能化要求，對獲取的信息進行就地處理，檢查設備的自身安全狀況。智能變電站的一次設備在線監測和診斷技術主要通過傳感器的實時監控來實現，對采集的相關信息進行分析和評估，促進變電站智能化的健康發展。目前，符合我國智能電網建設需求的智能變電站的在線監測和診斷系統改進如下圖1。
2 變電站系統功能結構和工作過程
在國家電網的智能化變電站的設計規范中，其監測系統已達到IEC61850的標準，并且利用先進的通信技術建立變電站統一的數據服務平臺。各種監測系統的智能終端都是按照這一標準設置的，可以實現全站設備的檢測數據順利地傳輸和匯總，從而進行及時的診斷分析。智能變電站一次設備在線監測的多功能結構圖如下圖2。
智能變電站的在線監測系統是一種分層分布式的結構，分為過程層、間隔層、站控層。過程層包含由一次設備和智能組件構成的智能設備、合并單元和智能終端，在過程層配備了現場采集單元和傳感器，并且已由一次設備的生產廠家在生產過程中安置于設備中，而現場采集單元則需要按照不同的監測功能進行相應的配置，從而完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護、計量、狀態監測等相關功能。例如，變壓器的油中分為溶解氣體狀態和微水狀態的監測單元，局部放電狀態單元和避雷器狀態監測單元等等。各種現場監測采集單元都會按照各類規定接入相應的監測系統子站。
在變電站的工作過程中，通過傳感器采集電力功能的相關元件的狀態信息，再利用點對點的傳輸形式傳送到現場采集單元。一般而言，在變電站的監測現場，已經安裝好了現場采集單元，將各種狀態參數上傳至監測中心。監測中心對各個監測單元進行管理，通過采集的監測數據進行分析，從而對各種電力功能元件進行診斷，將各種數據進行融合建立一定的數據庫，作為檢修的數據管理依據。同時，保持和監控后臺的聯系，如若出現各種故障，可以進行及時預警。
在全局的狀態信息數據庫，一次設備的狀態信號，可以進行故障診斷和檢修。不僅可以充分利用綜合數據的信息數據，而且很多數據可以提供變電站自動化系統使用，可以隨時監控設備的狀態信息，還可以提供開關和保護動作等，為變電站的設備狀態預警提供支撐（如圖2）。
3 一次設備在線監測裝置選取原則
在線監測裝置的選取要遵循一定的原則，必須考慮現場的具體情況。首先，對于設備的使用壽命分析，在線監測裝置的使用壽命必須比被監測設備的使用壽命要長，其可靠性也要大于被監測設備。其次，對于設備的監測量也要進行著重考慮，在線監測裝置的監測量要進行慎重選擇，最好選擇高于電力設備故障率發生最高的狀態量并兼顧好數據同步性。在這個方面，可以采用避雷器來監測其泄漏電流，效果也很好。緊接著，對于一次設備的重要負荷間的間隔也是監測的重點。如果要全面監測高壓或是超高壓的監測設點，最少需要上百個監測點，這樣的設置成本過于高，不符合實際的變電站的設備要求。因而，在此環節，可以考慮對少數盆式絕緣子加強監測，因為其易導致絕緣故障。所以，具體問題進行具體分析，重點監測少數點就可以了。最后一個原則就是，在考慮成本方面，需要適當選取測量精度，選取的精度過高也會導致相應的成本增加。舉例來說，對于母線的溫度監測，選擇的監測精度可以低于0.5。
4 智能變電站在線監測系統實際設計方案
由系統的功能結構可知，對智能變電站的變壓器、斷路器以及避雷器等一次設備的狀態信息的在線監測尤為關鍵，對于其設備的故障分析，可以得出其故障的原因和發展趨勢，進而為預防和排除故障提供有效的建議。
4.1 變壓器在線監測
變壓器的智能組件主要包括油氣相色譜在線監測、油中溶解氣體及微水監測、局部放電監測、本體及套管介損、壓力釋放、變壓器溫度在線監測，接頭溫度的紅外監測等等。其中，可對變壓器中的油中溶解氣體及微水監測進行具體分析。其監測系統主要是采用的油色譜在線監測，發揮著數據診斷、分析以及儲存的功能，而且采用通用的IEC61850標準協議和站內主智能電子裝置IED進行通信聯系。在色譜的分析原理中，一般采用負壓動態頂空脫氣技術、高精度和高穩定性的濕度傳感器，再根據所監測的體積分數來分析和判斷變壓器的運行狀況。在變壓器的主IED中，可以進行變壓器的過載能力估算，通過分析環境溫度、負荷以及繞組溫度等，建立變壓器負荷動態智能監測系統。
4.2 斷路器在線監測
斷路器的智能組件主要是SF6微水和密度監測、斷路器動作特性在線監測。斷路器的動作特性監測主要包括分合閘線圈電流波、時間以及綜合電流互感器二次傳感器采集的電流波形、數據。斷路器在線監測終端將采集的數據進行綜合分析，可以實現對動作時間和速度的監測、儲能電機工作工況監測、開斷故障電流和負荷電流監測。例如，斷路器的分合線圈是控制斷路器動作的關鍵元件，可以通過其監測多種分合閘電流波形和動作時間。
4.3 避雷器在線監測
避雷器在線監測由智能監測裝置執行，采用DL/T 860《變電站通信網絡和系統》標準，其包括監測裝置、數據采集單元、數據處理及數據傳輸單元組成，可集成為一體，亦可按功能分立組成。由一臺或多臺智能監測裝置與上位機（或經IED與上位機）可構成避雷器智能監測系統，其具有測量數字化、狀態可視化、功能一體化和信息互動化等特征。
一般用于監測10kV及以上的變電站內一次設備末端泄漏電流和阻性電流的工作狀況，通過分析計算可以得出設備運行時的等值電容、變化率以及介質耗損，可以有效抑制電網的諧波干擾，反映真實的設備工況。
5 結語
由全文的分析可知，智能變電站是智能電網的核心部分，涵蓋10～1000kV電壓等級，它將信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數字化，提升了變壓器、斷路器、隔離開關和避雷器等一次設備的制造工藝要求，對電力設備智能化監測技術的進步，有很大的促進作用和深遠影響。我國的智能電網的建設已由試點運行轉向全國推行使用，其可靠、集成、低碳、環保的特性具有很好的社會效益，可以實行一系列智能化的經濟收益，提高用電的可靠性和安全性。在信息技術潮流推動下，我國的智能電網建設有了很好的發展保障，我國的智能變電站處于快速發展時期，需要從不斷的實踐中加強對一次設備的運行監測，促進整個電網的安全健康運行。
參考文獻：
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關鍵詞：輪對；在線檢測；地鐵；車輛段；應用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.220
0 引言
輪對是地鐵車輛的重要部件，對檢修要求很高，需要經常檢查、測量和修正。傳統的輪對踏面幾何形狀與磨耗量測量均由人工使用車輪輪廓檢測儀在車輛靜止狀態下進行逐一測量，工作效率低、測量精度差、而且測量結果受人為因素影響很大，很難滿足輪對檢測快速準確的要求。
1 功能
車輛輪對尺寸檢測：當列車以5～70km/h速度運行通過時，能準確檢測出輪對輪緣厚度、輪緣高度、踏面形狀、車輪直徑、車輪內側距、車輪不圓度；對檢測出的數據進行準確分析、整理，繪制出踏面完整的輪廓曲線，并與標準錐形踏面（TB/T1967-87）、LM型磨耗形踏面（TB/T449-2003）及其它踏面形狀進行比較，對超限檢測數據具有聲光報警并能根據超限程度進行分級報警。
車輪踏面缺陷檢測：當列車以5～70km/h速度運行通過時能準確的對整個車輪的踏面缺陷（剝離、擦傷）進行檢測并對平輪故障進行報警。車號識別功能：能準確識別列車車號，滿足輪對尺寸檢測子系統、車輪踏面缺陷檢測子系統、車輛軸溫檢測子系統對列車車號的信息需求，并對檢測數據進行跟蹤、統計、分析。車輛溫度檢測：能準確檢測出列車車下的環境溫度、電氣箱溫度、空壓機（活塞式）溫度、軸箱溫度、齒輪箱溫度、聯軸節溫度、牽引電機溫度、車輛軸承溫度，并對檢測數據進行分析、整理、記錄、顯示、打印，在檢測數據超限時進行聲、光報警。受電弓在線檢測：實現電弓關鍵特性參數的動態自動檢測和車頂異物及關鍵部件狀態的可視化觀測。
2 原理
輪對尺寸在線檢測功能主要由安裝在軌道下方傳感器實現，傳感器根據檢測需要分別安裝在軌道內側和外側，其中一種布置形式見圖1。
檢測設備的總體架構由軌邊傳感器、探測站設備、復示系統組成。軌邊傳感器分別安裝在輪對尺寸測量區、輪對擦傷測量區、車輛溫度探測和車號識別測量區。列車進入不同測量區，系統各功能模塊進行相應的數據采集、處理、存儲、判別等工作，列車完全通過檢測區時，系統完成檢測工作，形成過車報文，與復示系統通信。復示站管理多個探測站，通過交換機連接。復示站與探測站使用Tcp/Ip協議進行數據傳輸。復示站的數據通過交換機進入到地鐵公司局域網內，部門終端通過局域網訪問檢測數據。
3 應用實例
3.1 天津濱海輕軌線胡家園車輛段
天津濱海輕軌線胡家園車輛段于2003年在國內首次引進了多功能車輪輪緣踏面自動化動態檢測和加工成套設備。該套設備作為不落輪鏇床的前置工序，將中央計算機站、車輪數據庫、自動化檢測系統和不落輪鏇床組成一個車輪檢修系統，實現全程自動動態檢測輪緣踏面幾何形狀和踏面缺損狀態，使得檢測一列4輛編組列車（32個車輪）的輪緣踏面技術狀態僅需幾分鐘時間，檢測精度由工程測量的0.5mm控制到0.2 mm范圍內。
3.2 廣州地鐵1號線芳村車輛段
廣州地鐵 2000年開始車輛在線檢測系統的研究，在2005年開發出“廣州地鐵 1 號線車輛在線安全檢測系統”。該系統在10～80 km/h的行駛速度中，能自動判別列車運行方向、識別列車車號、測速和計輛計軸，系統利用現有地鐵內部電話線路和網絡線路，最大限度地實現數據資源共享，公司內部授權用戶能方便地瀏覽和下載系統數據。
4 輪對在線檢測裝置工藝設計
輪對在線檢測裝置的工藝設計應注意以下幾點：輪對在線檢測棚宜設在車輛段入段咽喉區的直線段處主要由檢測棚（見圖2）和現場設備間組成。檢測設備布置在檢測棚內，線路平直，無軌道接頭，并采用整體道床，長度滿足設備安裝要求；檢測棚需考慮避雷及接地。現場設備間設在基本檢測單元旁，由空壓機間和設備間組成，設備間內布置現場控制系統、數據采集處理系統，需安裝活動防靜電地板，并考慮機械通風；現場設備間到設備遠程控制室預埋6芯單模光纜，控制室設在DCC（車輛段控制中心）內，包括操作控制臺、數據庫、數據綜合分析及管理軟件、數據及信號傳輸系統等。
5 結語
輪對在線檢測裝置建成應用的尚屬少數，因其檢測精度高、數據分析準確、維修方便，提高了列車運用檢修效率，更好的保證列車運行質量和安全性，已成為車輛段車輛檢修中的重要工藝設備，今后會越來越多的應用于車輛輪對檢修中。
參考文獻：
[1]趙菊靜，范忠勝，方鳴.多功能車輪輪緣踏面自動化動態檢測系統[J].現代城市軌道交通，2007（03）：5-7.
【關鍵詞】塵埃粒子計數器 潔凈室 在線監測 風險評估
為了滿足GMP規范，用于制藥生產的潔凈室需要符合相應的等級要求。所以這些無菌生產的環境需要嚴格的監測以確保生產過程的可控性。需要進行重點監測的環境一般安裝一套塵埃粒子監測系統，該系統包括：控制界面、控制設備、粒子計數器、氣管、真空系統和軟件等。在每一個關鍵區域都裝有一個連續測量的粒子計數器，通過工作站電腦激發指令對每個區域進行連續的監測采樣，監測的數據傳給工作站電腦，電腦接收到這些數據可以顯示和出具報告給操作者。塵埃粒子在線動態監測位置、數量的選擇都應基于風險評估研究，要求覆蓋到所有的關鍵區。
1 粒子監測的規則
所有使用無菌工藝生產的無菌藥品和生物制品必須遵循現行版藥品生產質量管理規范（GMP）。在美國這些規范由美國食品藥品監督管理局（FDA）制定為21號聯邦法規（21 CFR）的210和211部分。在歐盟這些規范由歐盟制定為藥品生產質量管理規范，附錄1“無菌藥品生產”。 由ISO/TC209潔凈室及相關受控環境計數委員會提出的ISO 14644-1是潔凈室污染等級定義/分級的國際標準。制藥公司生產的產品因此必須證明藥品在發行到市場及最終用戶之前的每個步驟都是遵從法規來執行的。
為滿足所需的要求，確保在一個可控的環境中生產產品。潔凈室的建立主要用于污染控制，減少潛在生產環境的變化，潔凈室的設計必須符合相應的潔凈度要求，包括達到“靜態”和“動態”的標準。GMP規范要求，同時針對于微生物和非微生物污染，必須嚴格監測這些環境來確保當前環境條件的完整性及持續可見性，盡可能降低產品或所處理的物料被微粒或微生物污染的風險。
2 潔凈室粒子計數的三種測量階段
（1）建成：服務連接和服務功能完備的房間，但設施內沒有生產設備和人員。
（2）靜態：所有的服務已連接的條件，設備已經安裝并在一個約定的方式下運行，但沒有人員在場。
（3）動態：所有設備已經安裝并以制定的形式運行，有指定數量的人員在場，并以制定的流程工作。
3 關鍵區域
在無菌原料操作區域是非常關鍵的，因為的產品很容易受到污染，并且隨后在其直接接觸容器中不能被滅菌。為了保持產品的無菌性，將無菌操作環境（例如設備放置、灌裝）控制并維持在適當質量水平是必要的。環境質量的一個方面是空氣的微粒含量。粒子數是非常重要的，因為它們可以作為一種外源性污染物進入一個產品，也可以作為微生物的載體來產生生物污染。適當設計的空氣處理系統可將關鍵區域的微粒含量減至最少。
FDA推薦，關鍵區域的空氣潔凈度的確認測量應在對于暴露的滅菌產品、容器和密封包最具潛在風險的位置進行。粒子計數采樣頭應放置于最有意義的采樣位置。在每個生產周期中應定期監測。同時FDA推薦，非微生物顆粒監測使用遠程計數系統。這些系統能采集更全面的數據，且比便攜式粒子計數器產生更小的侵害。
粒子測量是基于使用離散空氣粒子計數器來測量大于等于指定粒徑的粒子濃度。一個持續測量系統應用來測量A級區域的粒子濃度，在B級圍繞區域也推薦使用。對于常規測試，A級和B級區域總采樣體積量不應小于1立方米。
4 監測點安裝選擇模擬測試
模擬實際生產過程（如藥品灌裝），在選定的關鍵區域內通過對各候選粒子采樣點位的測量結果，確定塵埃粒子計數器采樣頭的安裝位置。首先進行靜態模擬測試，以證明接下來的生產（灌裝）模擬測試是在一個合格的基礎環境下進行的。然后進行動態生產模擬測試，將產生支持性數據，最終確定每個關鍵區域內的塵埃粒子采樣點位。
4.1確定關鍵區域
列出無菌生產區域藥品或滅菌容器容易暴露的高風險區（A級或B級）。對放置粒子計數器的監測點的位置、選擇原因應依據實際的生產工藝進行詳細的分析。其中A級區為高風險操作區，如：灌裝區、放置膠塞桶和與無菌制劑直接接觸的敞口包裝容器的區域及無菌裝配或連接操作的區域，應當用單向流操作臺（罩）維持該區的環境狀態。B級區通常為無菌配置和灌裝等高風險操作A級潔凈區所處的背景區域。對于B級區是否需要粒子監測系統，則取決于B級區和A級區之間是否存在明顯的隔斷。
而非關鍵區（C級或D級）不需要進行對塵埃粒子的連續監測。C級和D級區域指無菌藥品生產過程中重要程度較低操作步驟的潔凈區。因為這些區域屬于低風險區，可以通過使用便攜式的粒子計數器來完成日常的監測。
中國2010版GMP附錄1對各級別空氣塵埃粒子標準規定如表1。
表1 不同潔凈級別塵埃粒子標準
潔凈度級別 懸浮粒子最大允許數/立方米
靜態 動態
≥0.5μm ≥5.0μm ≥0.5μm ≥5.0μm
A級 3520 20 3520 20
B級 3520 29 352000 2900
C級 352000 2900 3520000 29000
D級 3520000 29000 不作規定 不作規定
4.2靜態模擬測試
在模擬動態生產過程測試進行之前應進行靜態模擬測試，以確認各關鍵區域的環境粒子級別是否在規定的范圍以內。如果測試數據表明環境粒子級別超過該區域應有的（設定的）級別，則說明該區域環境已遭到污染，應在模擬生產過程之前先解決環境污染問題。
在靜態環境下，分別在各關鍵區域中心正上方25cm處，用采樣流量為100L每分鐘的便攜式粒子計數器連續采集10分鐘，將最后結果與中國2010版 GMP附錄1的要求比對，如果結果符合該點設計等級要求的靜態環境下塵埃粒子最大允許數，則此關鍵點的靜態環境通過測試。需注意在確認時，應當使用采樣管較短的便攜式塵埃粒子計數器，避免≥5.0μm塵埃粒子在長采樣管中沉降。
4.3動態生產模擬測試
關鍵區域靜態環境測試合格之后，開始動態生產模擬測試。完全模擬生產過程，確認潔凈室無菌工作現場的環境良好，無噴灑、清潔、消毒等影響粒子計數器運行的操作，對各關鍵區域中分別選擇若干可行的在線粒子采樣候選點位，然后使用便攜式粒子計數器進行模擬測量。
對候選點位的確定建議參考以下原則：
（1）ISO 14644-1 規范說明：對于單向流潔凈室，采樣口應對著氣流方向；對于非單向流潔凈室，采樣口宜朝上，采樣口處的采樣速度均應盡可能接近室內氣流速度；
（2）GMP原則：采樣頭應安裝在接近工作高度和產品暴露處；
（3）采樣位置不會影響生產設備的正常運行，同時不會影響到生產過程中的人員正常操作，避免影響物流通道
（4）采樣位置不會因產品本身產生粒子或滴液引起大的計數誤差，導致測量數據超過限定值，并且不會對粒子傳感器造成損害；
（5）采樣位置應具備安裝可能性；
（6）采樣位置選在關鍵點水平面以上，距離關鍵點不應超過30cm，特殊位置如有藥液飛濺或溢出，導致模擬生產狀況下測量數據結果超出該等級區域標準，可將垂直方向的距離限制適當放寬，但不宜超過50cm；
（7）應盡量避免將采樣位置放于容器經過的正上方，以免引起容器上方空氣不足和產生擾流。
確定了所有候選點位后，在模擬生產環境的條件下，用采樣流量為100L每分鐘的便攜式粒子計數器在各關鍵區域的各候選點位進行10分鐘的采樣，并對所有點位的塵埃粒子采樣數據記錄。對同一區域的多個候選點位的采樣結果進行對比分析，找出高風險的監測點，從而確定該點為最終的塵埃粒子監測點采樣頭安裝位置。
5 結語
本文主要闡述了通過一個風險評估的方法，確定潔凈室在線塵埃粒子監測系統粒子計數器采樣頭的安裝位置。首先依據生產工藝確認無菌生產廠房潔凈室中的關鍵區域，即識別產品生產過程中容易被污染的高風險區域。然后對各個高風險區域進行靜態模擬測試，確認各區域符合其應保持的潔凈度級別，證明環境沒有受到污染。最后在每個高風險區域分別選取若干候選點位進行動態生產模擬測試，選出環境最差點，即高風險區域的高風險監測點，將其確定為粒子計數器采樣頭的最終安裝位置。
該方法通過一系列測試對監測點位的選擇提供了數據支持，選出的塵埃粒子監測點具有代表性，通過系統連續的在線監測，能夠較好的反應潔凈室真實的環境狀態，降低了無菌藥品和生物制品被微粒或微生物污染的風險。
參考文獻：
[1]藥品生產質量管理規范（2010年修訂）[S].附錄1.
[2]ISO 14644 2007潔凈室及相關受控環境國際標準[S].
