探究高电压设备绝缘老化及状态检修技术

吴树平

(广东电网有限责任公司 东莞供电局 523000)

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。本文首先阐述了绝缘老化的主要类型,然后讨论分析了绝检测技术的特点和技术组成,最后详细说明了高电压设备的状态检修技术。

关键词:  高电压设备;绝缘老化;状态检修技术

0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绝缘老化的主要类型

按照现今的研究状况来说,绝缘材料在电场中发生老化的规律没有一个科学的理论体系。经过长时间的讨论与研究,大多数专业人士都人为绝缘材料出现电老化的主要原因是由于其初始电压远远小于外部电压,一旦绝缘材料的电场阈值比其所附加的外界电场的阅值大,那么相关的绝缘材料就可以达到理论上的无限寿命。这种观点得到了广泛的认同,但也有部分人士对此报以怀疑的态度,他们认为高电压设备绝缘材料出现电老化和电场國值并没有多大的关系,其本身就是一个慢慢变化的过程。

1.1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。

1.2电老化

由于高电压设备绝缘材料能够进行局部放电,因此极有可能造成绝缘材料出现局部绝缘击穿的现象,严重破坏绝缘材料的绝缘性能,随着击穿范围的进一步扩大,导致绝缘能力显著下降,最终导致绝缘材料的使用寿命急剧缩减。与此同时,局部放电也会导致绝缘材料出现热老化,一般来说,局部放电产生的电热能使得绝缘材料在空气中发生氧化还原反应,甚至导致绝缘材料遭受严重的腐蚀,加强电导能力,最终形成了热击穿。大多数研究人员认为,当绝缘材料局部放电电压的初始值大于这种材料的外施电压的时候,绝缘材料一般不会发生由于电场变化出现电老化的状况。因此,电击穿强度的强弱成为判断材料绝缘老化一项重要的指标。除此之外,绝缘材料耐电的强度也决定着材料的使用寿命的长短。

1.3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。

2绝缘检测技术的特点与技术组成

2.1技术特点

高电压设备绝缘检测技术具有众多显著的特征,一般包括:停电周期大幅减短,在一定程度上减少了控制开关的数量。这一显著的特征能够有效的增加电网供电的稳定性和可靠性,对于整个电力系统来说,其在一定程度上大幅增加了电力系统整体的经济效益。通过绝缘检测技术对高电压设备的绝缘性能实施检测,可以有效避免定期检修造成的资源浪费以及维修时间安排不合理的问题。与此同时,该技术可以及时发现设备中存在的绝缘缺陷问题,并对其进行及时的反馈和检修,保证了检修的高效率,降低维修的成本,增加电力设备正常运行的可靠性。使用检测技术对高电压设备的绝缘性能实施检测,能够为设备的检修计划提高可靠的数据支持,尽可能减少检修过程中停电的次数,这样才能确保设备绝缘性能的稳定性,延长设备的使用时间,同时节省了大量的人力以及物力。

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、绝缘老化设备状态维修

3.1、状态检修意义。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。

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、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。

4结束语

由上可见,影响电网运行的重要安全隐患之一就是高电压设备的绝缘老化问题。只有依靠非破坏性试验与在线检测技术为基础,对各种高电压设备的绝缘状况进行实时的检测,对电气设备的发展趋势以及绝缘状况进行精确的反应,才可以有效地避免高电压设备出现安全事故;现场工作人员必须不断的提高自身的学习能力和技术水平,オ可以为电网的稳定运行做好足够的保障,为电力企业的发展奠定良好的基础。

参考文献：

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