高电压设备绝缘老化及状态检修技术管窥吴争

高电压设备绝缘老化及状态检修技术管窥吴争

吴争

国网河北省电力公司保定供电分公司河北保定071000

摘要：近些年来，随着科学技术的不断发展，电力设备状态检测技术也随之不断进步，使得目前我国电网高电压设备运行的状态趋于稳定。对于高电压设备来说，其安全运行在一定程度上可以确保供电稳定性和可靠性。针对这种情况，绝大多数高电压设备都使用绝缘在线检测技术，从而有效地解决高电压设备的绝缘老化问题。本文以概述高电压设备绝缘老化为切入点，详细分析状态检修技术，以保证电气设备安全。

关键词：高电压设备；绝缘老化；状态检修技术

引言

近年来，电力设备状态检测技术不断进步，检修技术不断发展，我国电网电力高电压设备的运行状态逐年稳定。电网维护工作人员对电力系统中高电压设备绝缘老化问题的职业水平不断完善，检测人员个人素养不断提高，使得电网电力安全维护工作越来越缜密，这大大保障了电网的安全运行、稳定运行和有序运行。促进了国家电网的稳定发展，提高了人们用电的稳定性和安全性，为社会的稳定发展作出巨大贡献。

1高电压设备绝缘老化

1.1热老化

高电压设备长时间运行中通常产生大量的热，导致绝缘材料温度升高。一般来讲，绝缘材料的使用寿命与使用过程中温度损害有直接关系。V.M.Montsinger在1930年提出的10℃规则中指出：绝缘材料受温度损害十分严重，温度每提升10℃，通常材料的生命周期就缩短一半。虽然因绝缘材料的材质不同受到该规则影响不同，但是绝缘材料温度损害依然十分严重。由Dakin在1948年提出的新观点：绝缘材料热老化的本质是材料的一系列氧化化学反应。这一理论得到广泛赞同。

1.2电老化

绝缘体在电场作用下的老化行为没有具体的描述公式，目前普遍采用倒数幂公式L=K/En进行表示，其中K为与具体绝缘材料或电压系统相关的常数，E表示外加电场，n表示电压耐受系数。部分学者认为如果外部施加的电压低于绝缘局部放电起始的电压时，材料就不会有受到电场干扰引起的老化。在恒温的条件下，绝缘体的使用时间趋向于所在电场的阈值，如果绝缘体的外加电场接近或者低于所处电场的阈值，则此绝缘体的使用期限趋于无穷长。此外，当材料的击穿强度远远高于外部施加的电场时，此时的绝缘材料具有较长的寿命，在较长一段时间内不会被电场击穿，具有较强的耐电强度。

1.3多应力联合老化

根据绝缘材料在高电压设备中实际状况来看，材料老化的速度与施加的外加应力类型以及绝缘材料的材质有莫大关联。如今在对高电压设备绝缘性能的研究过程中，必须更深层次分析绝缘材料外加应力类型与材质的特性，从而发现高电压设备中绝缘材料发生老化的规律。不同的绝缘材质会对环境因素产生不同的影响，材质的特性决定其在使用的时候受到外界干扰以及破坏的难易程度。目前已知的材料外加应力的类型有很多，导致其对材料的影响程度也各不相同，在外界机械应力的影响下，绝缘材料非常容易出现气穴或者裂缝现象。而绝缘材料对于工作环境的湿度以及温度十分敏感，如果长期处于这种工作环境下，就会极大的加快绝缘材料的老化速度。因此，对于绝缘材料的多应力联合老化相关因素的探讨，是预防高电压设备绝缘材料出现老化的一项重要措施。

2绝缘监测技术特点和技术组成

2.1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。

2.2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。

3高电压设备的状态检修技术

3.1状态检修的意义

鉴于传统的定期检修制度及离线试验所暴露出来的问题，即一方面盲目地对多数性能完好的设备进行定期离线试验和检修，造成人力、物力浪费，而且这种过度维修还可能因工艺措施不当引入新的故障隐患；另一方面还存在因一些产品性能缺陷包括绝缘缺陷未能得到及时发现、及时检修而发展成重大故障的可能。结合四川映秀湾水力发电站和三个发电总厂一个200kV开关站的实际情况，电气设备较多，每年定期检修和离线试验设备的量较大，从历年检修和试验的情况分析，发现存在缺陷的设备较少，因此，现在电力部门最希望的是根据设备实际工作状态进行的状态检修。

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。

3.3绝缘寿命预测

设备运行超过设计使用年限的有很多，通常是如发电机、变压器之类的，在绝缘性能良好的前提下，不出现设备故障、安全隐患的通常都在继续运行。可靠地绝缘寿命预测，能够大大提高变压器设备的使用年限。变压器的寿命应该说成是变压器的“绝缘寿命”。通常绝缘年龄增加到一定程度时，绝缘寿命也就走到了尽头，设备必须做出相应处理，否则将会成为重点安全隐患。

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：

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[2]福田正，刘文琳.绝缘老化的诊断[J].绝缘材料通讯，2015（02）.

[3]王海姣.高电压设备绝缘老化及状态检修技术管窥[J].黑龙江科技信息，2015（08）.