- 选题背景和意义：
电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置，电机在人类的生产、生活中无处不在，电机广泛地应用于各个领域，随着下游需求的精密化、智能化、个性化发展趋势，电机的通用性逐步向专用性方面发展。在生产中，电机的安全性是非常重要的一环。电机的绝缘特性是衡量电机安全性的重要指标，电机在使用中出现故障最多的是绕组击穿、绕组短路、绕组断路、绕组烧坏等，这些都属于电机绝缘问题。可以说，电机寿命的长短主要取决于绝缘质量，而电机绝缘的质量，会随着时间推移而降低，在长期使用的电机经过修理重新启用时，需要监测其绝缘特性，防止出现故障。
电机中有许多绝缘材料，这些材料将电机的不同电位导体分开，保护设备的安全。其中，绝缘电阻指的是材料隔开导体之间的电阻，是一项重要的测量指标，通过对绝缘电阻的测量，能对设备的绝缘性能做出判定分析，维护电机的安全运行。实际的绝缘电阻测量过程中，会面对多种电气设备，这些设备的结构、状况都有着一定的差异性，为测量工作带来了困难。而随着监控技术和绝缘检测技术的高速发展，已有越来越多的监测系统应用在低压电机的绝缘检测中，而高压电机的在线绝缘检测系统，仅在国外得到一定的发展及应用。目前，高压电机绝缘检测系统因测试电压高、价格高（约是低压电机绝缘测试系统的 5 倍），在国内尚未应用。 而传统的测量仪器多为手持式，需要工人到现场手动操作，极易破坏高压供电柜的“五防”机构，并且由于特定项目中现场生产工艺的特殊性，需要频繁地对高压电机进行绝缘测量。通过设计电机绝缘集中监测系统，可以同时监测数台电机的绝缘特性，有效防止电机故障,及时对可能存在问题的电机进行处理。
- 课题关键问题及难点：
相较于低压电机，高压电机工作环境比较恶劣，噪声大而且嘈杂，温度高等恶劣环境因素，都会给监测技术带来很大的不便。无论是人工监测，还是设计在线监测系统，都需要考虑高压电机所处环境。例如，在比较潮湿的环境，因为湿度会使传感器材料失去其本身的电气特性或是发生电路短路等情况，所以在使用时需要进行工作环境的干燥处理，以保证传感器的寿命，同时也是对电机的保护，在设计在线监测系统时，需要通过系统返回的数据精确地判断出可能出现的湿度影响，对电机进行工作环境的调整。同时，对于多台电机的集中监测系统而言，高压电机绝缘监测装置是自动的，不需要操作人员去现场去检测绝缘状态，而是直接通过由现场布设的无线传感器网络节点将监测数据发回计算机系统，这就需要在设计时，能够通过观察发回计算机系统的数据就可以判断出每台高压电机每一部分的工作绝缘状态和老化程度，从而在应用中精准地对高压电机实施维护和工作环境的调整。
在环境因素和自动监测的要求下，绝缘特性集中监测系统需要有良好的环境耐受性以及信息传递能力，设计出的监测系统应该能够尽量减少环境因素干扰，准确地反映电机绝缘特性变化，使得检修人员能够快速进行维修，如何设计满足需求的在线监测系统，是该课题应该主要解决的问题。
- 文献综述（或调研报告）：
参考文献综述：
对于电机绝缘特性集中监测系统而言，目前的研究主要集中在两个方面：一是对电机绝缘特性（主要为绝缘电阻）的测量技术和装置的研究；二是对电机绝缘集中监测系统的整体设计设计与实现。
对于电机绝缘特性的测量技术及装置，国内外的研究较为完善，从测量原理到测量所需设备及其应用，都有着较为完善的认知。对于各种电气设备，例如变压器、电动机等电气设备，在启动之前或大修之后，都应该进行绝缘电阻的测量[1]，，测量目的主要为：对设备中的绝缘结构和设备中的绝缘材料性能进行了解,同时帮助测量人员了解电气设备的绝缘受潮状况[2]。其检测方法可以分为非破环性和破坏性两大类，非破坏性方法是指在较低电压下或用其他不会损伤绝缘的办法测量绝缘的各种特性；破坏性方法是指在较高电压下对绝缘进行耐压试验[3]。同时，对于特定电机的局部放电技术监测,可以通过对其进行局部放电实验，以测定 PDIV并作为判断电机绝缘性能的参考，避免电机运行中局部放电导致电机失效现象的发生，从而提高电机绝缘系统的可靠性[4][7]。学者们普遍认为电气设备有着复杂的绝缘结构，对绝缘性能进行测量时，根据设备型号，选择不同的测量方法与工具。测量人员要对测量出的绝缘电阻值进行对比分析，以对设备的绝缘性能做出准确判断[8]。但是同时，对于电机绝缘特性测量的研究，也存在一定的困难之处，主要表现为：在生产过程中，电气设备往往集中应用，而电机根据其用途不同，其结构与功能也相对不同，在同一环境中工作的数台电机，受环境的影响，这些方法的测量结果取决于湿度，气压，机械压力，温度，绝缘等级，电晕放电等不同因素[9]，有时需要根据其结构和运作方式采用不同的测量方法，这样在采用不同测量方法人工测量时，在操作方面有着一定的技术难度，因此绝缘特性集中监测系统的研究成为了必要。
但是就电机绝缘集中监测系统的研究而言，国内外的研究相对较少。在实际生产中，一个电机绝缘集中监测系统能够实时反馈多台电机的绝缘特性，且能够在很大程度上节省人力物力[10]。但是电机等电力设备的工作环境以及传输能力会不可避免地影响系统工作，目前这一问题并没有得到很好解决。因此，设计一个相对完善的电机绝缘集中监测系统值得深入研究与思考，且具有一定的现实意义。目前国内外研究所提出的方案相对较为简略，方案大多采用放电源监测电机绕组电信号，通过软件搭建传输网络实时监测数据[5]。上述方案还存在着一定的细节之处可以改进与完善。同时，现有的每种高压电机自动绝缘监测装置也不是尽善尽美的，它们仍然存在很多的问题，还需要进一步的改进和完善，以期能够使系统不论工作在何种环境，都能实时监测高压电机的绝缘性能的状态。
在电机绝缘特性集中监测今后的发展发面，要在保证数据可靠、系统安全的前提下，尽可能地使系统朝着高自动化，低操作难度，低成本，高通用性方向发展[6]。为了更好地达成这一目标，需要在系统的构建及部件选择上进行更多的研究。
参考文献：
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