高电压设备绝缘老化及状态检修研究刘兴鹏

高电压设备绝缘老化及状态检修研究刘兴鹏

刘兴鹏

（国网天津宝坻供电公司天津301800）

摘要：随着社会生产力的逐步提高以及电气设备状态检修技术的不断进步，高电压设备的状态检修技术以及绝缘老化受到社会各界人士广泛的关注。只有充分了解高电压设备绝缘老化的规律，才可以增加电力企业的社会效益和经济效益，提高电力企业在社会中的信誉。

关键词：高电压设备；绝缘老化；状态检修技术

1绝缘老化主要类型

1.1热老化

高电压设备在长时期投入使用的过程中，一般会产生大量的热量，使得绝缘材料的温度逐渐升高。通常来说，绝缘材料在使用过程中温度损害和使用寿命有着直接的关系。有关学者曾提出“10度规则”，该理论指出：绝缘材料的特性温度的影响十分明显，一般来说，温度每升高10℃，绝缘材料的使用寿命就会缩减一半。虽然由于绝缘材料材质的不同受到这种规律的影响大不相同，但是温度损害仍旧能够产生较大的影响。不久之后，又有专家提出了全新的观点，他认为：绝缘材料出现热老化的实际原因是由于材料自身发生了一系列的氧化还原反应。这种理论得到社会各界人士的广泛认可。

1.2电老化

高电压设备绝缘材料的局部放电，可能引起绝缘材料的局部绝缘击穿，绝缘性能遭到破坏，并逐步扩大击穿范围，使得绝缘能力降低，引起绝缘材料使用寿命减少。同时局部放电也会引起材料热老化，通常来讲，局部放电产生的热量促使绝缘材料与活泼性气体发生氧化反应，甚至使绝缘材料遭到腐蚀，增加电导能力，最后形成热击穿。很多研究学者认为，如果绝缘材料局部放电的电压起始值高于该材料的外施电压时，绝缘材料通常不会出现由电场变化引起的老化现象。电击穿强度因此成为评价材料绝缘老化的一项重要标准属性。绝缘材料的耐电强度，决定了材料的使用寿命周期。

1.3多应力联合老化

根据高电压设备的运行实践情况，绝缘体材料的自身属性、外部施加应力的类型和生产过程中的技术手段等都会影响绝缘老化的速度和程度。多应力联合老化是影响高电压设备绝缘寿命的一种普遍形式，高电压设备本身有很多的因素会产生机械应力，主要是旋转设备引起的部分振动，还有金属导体部分热膨胀系数引起的周期性应力和绝缘介质材料承受的交流电场力等。机械应力的表现形式主要是绝缘介质材料长时间使用产生裂纹或者气穴，诱发形成电树枝并生长。对于旋转设备的振动，主要表现为绝缘介质受到电应力、热应力和机械应力三者的同时作用。此外，对于在湿度较大的环境下，湿度会影响到一些敏感潮气的绝缘材料。从本质上探究，影响绝缘老化的主要因素有电应力、热应力、机械应力以及潮气等，都是通过产生化学反应使得绝缘介质老化，因此，可以在化学反应上找到统一的形式表示多应力联合作用使得绝缘材料老化的规律。

2绝缘监测技术组成和技术特点

2.1技术组成

绝缘检测技术一般是由绝缘材料的数据处理技术、通信技术、数据分析技术以及数据收集技术等共同组成。数据的收集技术一般都需要大量的检测传感器的支持，使用传感器对全部绝缘材料的运行状态进行汇总及收集数据，通过特殊的通信技术把收集到的信息与数据传输到系统中。经过系统的数据分析技术将整个线路中绝缘数据进行统一与归纳，之后使用特定的数据处理技术把计算完成的数据储藏在系统制定的区域，供后续工作参考以及借鉴。工作人员通过对数据进行比对与分析，进而发现隐患危险点以及故障原因，从而进行老化故障排除以及维护处理工作。绝缘检测技术实际上就是一种数据滤波技术。在收集到的全部数据中把干扰数据以及无效数据筛选出去，收集有效的数据。使用这种方式对绝缘检测到的信息以及数据进行相关的分析与处理，分析电气设备绝缘材料的使用寿命以及老化程度。在对绝缘材料相关数据进行收集的过程中，这种检测技术的重要组成部分就是收集数据的传感器，因此，选用高精度的传感器特别重要。传感器的灵敏度决定了收集数据的精确性和灵活性，这样才可以保证最终的研究成果是稳定的、正确的。

2.2技术特点

高电压设备的绝缘监测系统通常具备许多鲜明的特点，主要有：（1）停电时间减短，各种开关控制数量减少。这一特点明显提高电网供电稳定、持续性能力，对于整个电力系统来讲，这样大大提高了电力系统的整体经济效益。（2）应用绝缘监测系统对高电压设备绝缘性能进行监测、检修，能够有效避免维修时间不合理安排问题和定期检修带来的浪费资源。同时该系统能够及时发现设备中的绝缘缺陷问题，作出及时报警，及时维修，保证检修高效率，维修低成本。提高电力设备正常运行的安全可靠性。（3）通过监测系统，对高电压设备绝缘性能进行监察检测，为设备检修工作提供有效数据支持，能够大大减少绝缘检修过程停电次数，保证及时发现缺陷并及时维护处理。这样能够保障设备绝缘性能持续稳定，设备使用寿命延长，并且节省人力物力，改善电网安全稳定运行。

3高电压设备的状态检修技术

3.1绝缘寿命的预测

设备运行时间高于设计使用年限的状况有很多，一般以变压器以及发电机为主，在材料绝缘性能优良的基础上，不发生安全隐患以及设备故障的一般都可以继续使用。科学的预测绝缘寿命，可以尽可能延长高电压设备的使用寿命。一般来说，绝缘寿命延长到一定时限后，绝缘寿命便不可能继续增加，相关设备进行正确的处理，否则将会演变成安全隐患。

3.2绝缘老化维修的实现

检测技术的可靠性、方便性和准确性为高电压设备的绝缘老化维修工作带来了重要的数据支持。因此根据绝缘材料在不同外界应力和环境影响下老化规律的变化，对高电压设备绝缘材料运行状况进行整理对比，确保及时检测出老化安全隐患。为了更好的掌握绝缘材料的材质特性和受外界应力变化情况，必要的非破坏性试验不可缺少，同时还应该具备全面的理论知识，为高电压设备绝缘性能分析提供理论基础。检测系统的应用中，一项必须解决的问题显得特别突出，那就是在简册中的变量选择。通常来说，不同检测系统的灵敏度不同，选择的监测检验方式也不同。随着科技的发展，超声波探测技术不断应用到设备绝缘老化监测当中，相比传统的油浸故障分析，超声波探测技术更加先进、灵敏和可靠，同时也经济适用。

3.3状态维修的意义

在传统的设备绝缘状况维护中，大部分都是根据定期实验、定期检查来查看、控制、维护和保养设备材料的绝缘老化。但这种方式存在很多问题，对于正常运行的电力设备进行停电实验会造成很大的不变，同时还浪费大量的人力物力财力，对于这种过度维修，在浪费的同时，也可能导致设备出现新的安全隐患。因此，电网现代化设备的实际运行数据成为一个用于预测和评估的重要手段资料，掌握了实际的运行情况，根据数据差异比对，能够有效判断出设备当前运行是否处于故障状况。这样能及时准确的预判设备的绝缘老化状态，有效的给定期维护带来数据支持和重点分析。

4结束语

综上所述，高电压设备的绝缘老化是由于各种应力作用下引起的老化，做好状态检修工作，首先需要保证非破坏性试验，以在线检测为主离线检测为辅，针对一类高电压设备测量可以灵敏反映绝缘介质老化状况的物理参数，并对参数进行连续测量分析，最终找出绝缘介质的缺陷。此外，发展绝缘在线检测技术，提高绝缘检测的技术水平，最终达到状态检修的效果，保证高电压设备的安全性。

参考文献：

[1]高电压设备绝缘老化及状态检修技术管窥[J].王海姣.黑龙江科技信息.2016（08）

[2]浅析影响电机绝缘老化的因素及改进措施[J].刘正义.科技创新与应用.2013（18）

[3]探讨高电压设备绝缘老化及状态维修的实现[J].付祥波.广东科技.2012（23）