高压电气设备绝缘及技术监督研究

高压电气设备绝缘及技术监督研究

冯丽荣

国网张掖供电公司 甘肃省张掖市 734000

摘要：工业革命后，随着电力进入人们的日常生活，人们的生活质量不断提高，生活工作也依赖电力。但是停电情况有时会发生，特别是一些大规模停电会造成很大的损失。高电压对电力设备的绝缘性能造成很大伤害，甚是可能导致绝

缘故障，严重影响电力系统的正常运行。下文对高压电气设备绝缘及技术监督进行分析研究

关键词：绝缘监督；电气试验；变压器；电阻

1绝缘技术概述

1.1绝缘技术内容

高压电气设备使用的绝缘检测技术是高压电气设备通电时监测、记录和分析相关特征参数的技术手段。通过此技术，可以检测目标设备实际准确绝缘的性能参数，从而全面了解设备的特性。具体工作需要根据仪器本身的一些特性进行调整，以获得最准确、最全面的结果。需要测量的参数通常有电容值、绝缘阻抗、泄漏电流等，有时还可以测量电气设备绝缘材料的百分比。

1.2确定目标和原因

绝缘技术需要测量多个绝缘特性，然后通过复杂的数据分析和处理过程得出结论。具体目标和理由如下。

(1)测量设备避雷器的阻抗和电流波动，对设备内的绝缘材料有大致的了解，并测定老化的程度。

(2)泄漏电流测量。测量对容易发生漏电电流的主要部位(如套管、变压器)的漏电电流，了解设备的漏电情况，并采取相关处理措施。

(3)观察设备阻力值。测量高压电气设备的电阻值容易受到磁场的干扰，所以测量时要避免这种情况，通过测量电阻值来判断电力闪电或电压大时是否能起到保护作用，并保持稳定运行，不受损。

(4)监测可燃物。设备中存在一部分可燃物，通过对这些物质的监视，防止放电或高温造成的燃烧损伤。

2绝缘技术难点

高压电气设备的绝缘技术必须符合质量标准和性能要求。否则，可能会有安全风险，如果未知的触发因素出现在隐藏的风险中，则可能会发生安全事故。因此，目前高压电气的绝缘监测应与时俱进，不断引进国际上先进成熟的新技术和新方法，最大限度地避免因技术水平低下而发生的安全事故。

2.1技术革新

许多高压电气设备绝缘试验是在试验室等能够创造理性试验条件的环境下进行的，研究的新技术和新方法要想实际应用于实际生产，需要一定程度的改造。经常，试验室研究的技术方案通常用于优化高压电气设备结构，从结构层面提高电力系统的绝缘能力。

2.2设备调试

模拟经过验证的技术，应用于实际高压电力设备时，有模拟运行和调试操作的过程。调试时反映的情况比模拟阶段更真实、更准确，以补充模拟中可能遗漏的细节。调试时要注意自然因素对调试的影响。调试应在不同位置(室内和室外)比较设备之间的性能差异，使设备对温度有多敏感，并优先选择适合户外工作的型号。

3变压器绝缘监督

3.1设计和选择

变压器在设计和选型过程中要考虑很多影响因素，一方面与变压器本身的性能有关，另一方面与使用成本有关。目前有许多变压器设计和应用指南，设计时应先参照这些指南，遵守规定内容。一般指导方针是《CB 1094.1-4.5电力变压器》，《CB/T 17468电力变压器选用导则》等。在这些指南的指导下，设计和选择结构合理、性能优越、经验丰富、安全规格高的变压器，还必须考虑实际运行的电压器的性价比。从经济角度看，应该最大限度地延长变压器寿命，节约成本。

3.2变压器运行监督

变压器在工厂投入使用的过程中也有很多注意事项。变压器不能损坏，所以在运输过程中要特别注意，要采取多种措施防止变压器被外力损坏，并且要安装三维冲击记录器，以便实时监控变压器的状态。变压器成功运进变电站后，制造商、承运人及电站相关人员应共同接受检查，确保变压器的完整性。与此同时，三维冲击记录仪也被传送给发电站，由发电站保管冲击记录。变压器检查合格后，安装、安装前应测量密封气体的压力和露点值，确保变压器绝对密封，如果发现固体绝缘已经潮湿，应尽快妥善处理。通过该检查后，应进行后续安装和使用。

4电气试验分类以及注意事项

电气试验按照不同的分类方式又可分为许多不同的种类。以下介绍按照试验方式及试验要求和性质的分类方法。

4.1根据试验方法分类

电气试验包括以下四种：出厂试验、验收试验、检修试验以及预防性试验。就出厂试验来说，这是必不可少的一个步骤。电力设备的生厂制造企业在生产设备后，交给发电企业之前，必须进行工厂试验，国家根据相关标准及技术条件规定了该试验程序，其目的是淘汰不合格设备，检查各设备的质量。部分发电机及大型变压器等重要设备在工厂试验时，设备使用单位的相关人员必须在现场，共同监督试验过程。试验结束后，制造商还应发行完整的试验报告。

4.2根据试验的要求和性质分类

一般来说，电气试验可分为绝缘试验和特性试验两类，特性试验是指电力设备部分电气或机械特性的试验。这些特性包括断路器分合时间和导电回路的接触电阻、变压器的比率和极性。绝缘试验包括两种类型：

(1)无损测试：顾名思义，这种检查方法不影响电力设备的绝缘性，通常使用低电压来判断绝缘是否有缺陷和缺陷。常用的四种试验方法：泄漏电流试验法、绝缘电阻吸收比试验法、有色光谱分析试验法、介质损耗系数tanδ试验法等。这种试验方法可以有效地发现绝缘缺陷，诊断绝缘状态。

(2)破坏性试验：破坏性试验也称为耐压试验。破坏性的原因是，在测试期间，设备中添加的测试电压高于设备的工作电压，因此设备的绝缘性能可能会受到损害。耐压试验有直流耐压试验和交流耐压试验两种。

4.3测试注意事项

破坏性试验不能先于非破坏性试验进行。否则，可能会造成绝缘设备不可恢复的损坏。只有通过无损试验后，才能施加压力进行耐压试验。值得注意的是，如果绝缘受潮，无损试验不合格，就不能立即进行破坏性试验，必须先干燥绝缘，恢复绝缘后进行耐压试验。

5绝缘电阻试验

各种绝缘材料构成电力设备的绝缘，而在其上作用的直流电压和流过其中稳定体积的泄露电流的比值称为绝缘电阻。测量绝缘电阻可以反映电力设备的绝缘性能，发现湿气、劣化等绝缘缺陷。测试结果高，绝缘性能好，测试结果低，表明绝缘劣化。绝缘电阻测定试验标准如下：

(1)如果测量温度相同，绝缘电阻值不能低于出厂试验值的70%，如果测量温度不同，则必须转换为相同的温度进行比较。

(2)常温(10-400)的吸收率不能小于1.3，不能与出厂值有太大差异。

5.1绝缘电阻测定

进行测量绝缘电阻能够检查电缆绝缘是否存在受潮或存在局部缺陷。测量时，针对1000V以上的电缆，使用2500V兆欧表对每根电缆每芯测量一次。每次测试时都要将被测芯线悬空，并接表的正端L，同时把剩余芯线和屏蔽及铠装接地，接表的E端，静待1min后，读取数值。进行直流耐压试验前后都要测量绝缘电阻，以比较绝缘电阻值有无变化。

5.2直流耐压试验及泄漏电流测量

施加直流电压后，如果没有缺陷，那么电缆绝缘中的电压会按照绝缘电阻分布，如果存在局部缺陷，那么大部分电压都会分布在和缺陷部分串联的没有损坏的部分上。这样一来，很容易就能发现是否存在局部缺陷。

由于泄漏电流的测试和直流耐压试验使用的设备和接线完全相同，所以二者可同时进行。但是二者测试的目的不同，直流耐压试验主要检查是否存在包缠缺陷、气泡、机械损伤以及绝缘干枯等。

6绝缘监测技术的实际应用

高压电气设备的绝缘有其复杂性，因此大部分都是利用现代技术对设备进行监督，满足设备的日常生产和维修，确保电力系统顺利运行。基本上可以持续24小时监控高压电气设备，这种监督技术极大地促进了现代电力系统设备的改善。以下实例说明了高压电气设备在线监测技术的实际应用。

6.1实时监控变压器

该监测技术主要通过气体中物质的比例和部分放电的位置分析，使用聚合物膜将标志性物质从油中分离出来。其中标志性的有乙炔、一氧化碳、甲烷、氢气、乙烯等。通过酶催化气体传感器检测气体含量，然后用于掌握变压器的异常情况。发现异常绝缘状态时，在线监测系统会自动跟踪和记录与气体相关的数据，包括气体速度、温度和物质构成，并识别缺陷类别。

6.2监测用发电机

发电机作为电力生产的来源，自身绝缘方面的措施尤为重要。因此，对发电机绝缘性能的监测是主要部分。发电机的漏电形式以局部放电为主，所以监测时可以有针对性地监测局部放电现象进行监测。

6.3电容式电压监测

常用电容式高压电气设备有多种类型，通常使用检查交流泄漏电流和介质损失角度的tan值等手段来监视绝缘性能。另外，数据分析结果可以反映环境湿度对设备绝缘能力的影响。

6.4避雷器监测

避雷器最常见的问题是湿气和老化。如果出现这两个危险因素，阀门经常会漏电流，导致避雷器故障。实时监控设备通常测量总电流和实时电流数据，以确定问题的原因和位置。避雷器使用的监测装置的发展至今已多次得到改善，在实时监测设备运行时，在电阻电流等参数方面可以提供更准确的精度，操作也得到简化。

6.5信息系统监测

目前，对信息系统的监测方法主要在化学、机械、电力几个方面进行。化学上可以通过分解产物对气体组分进行分析、部分放电检测和部分过热判断。机械方法是使用高灵敏度压电加速度传感器和超声波传感器，通过机械振动和弹性波监测间接监测局部放电或绝缘故障。电气方法是使用内外电极和磁耦合手段测量GIS的鞘电势，以检测局部放电情况。

7结论

本文介绍了变压器绝缘监督，阐述了电气试验，进行了绝缘电阻试验。电气设备的运行可能会受到多种因素的影响，容易发生各种故障，甚至停止运行。为了确保运行安全，避免部分危险情况的发生，必须提前对待使用的高压电气设备进行绝缘试验，在绝缘性能良好的情况下投入运行，使电力系统正常运行没有危险。

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