吳樹平

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 東莞供電局 523000)

摘要：近些年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)也隨之不斷進(jìn)步,使得目前我國電網(wǎng)高電壓設(shè)備運行的狀態(tài)趨于穩(wěn)定。對于高電壓設(shè)備來說,其安全運行在一定程度上可以確保供電穩(wěn)定性和可靠性。針對這種情況,絕大多數(shù)高電壓設(shè)備都使用絕緣在線檢測技術(shù)，從而有效地解決高電壓設(shè)備的絕緣老化問題。本文首先闡述了絕緣老化的主要類型,然后討論分析了絕檢測技術(shù)的特點和技術(shù)組成,最后詳細(xì)說明了高電壓設(shè)備的狀態(tài)檢修技術(shù)。

關(guān)鍵詞:  高電壓設(shè)備;絕緣老化;狀態(tài)檢修技術(shù)

0引言

近年來,電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)不斷進(jìn)步,檢修技術(shù)不斷發(fā)展,我國電網(wǎng)電力高電壓設(shè)備的運行狀態(tài)逐年穩(wěn)定。電網(wǎng)維護(hù)工作人員對電力系統(tǒng)中高電壓設(shè)備絕緣老化問題的職業(yè)水平不斷完善,檢測人員個人素養(yǎng)不斷提高,使得電網(wǎng)電力安全維護(hù)工作越來越縝密,這大大保障了電網(wǎng)的安全運行、穩(wěn)定運行和有序運行。促進(jìn)了國家電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展,提高了人們用電的穩(wěn)定性和安全性,為社會的穩(wěn)定發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。

1絕緣老化的主要類型

按照現(xiàn)今的研究狀況來說,絕緣材料在電場中發(fā)生老化的規(guī)律沒有一個科學(xué)的理論體系。經(jīng)過長時間的討論與研究,大多數(shù)專業(yè)人士都人為絕緣材料出現(xiàn)電老化的主要原因是由于其初始電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于外部電壓,一旦絕緣材料的電場閾值比其所附加的外界電場的閱值大,那么相關(guān)的絕緣材料就可以達(dá)到理論上的無限壽命。這種觀點得到了廣泛的認(rèn)同,但也有部分人士對此報以懷疑的態(tài)度,他們認(rèn)為高電壓設(shè)備絕緣材料出現(xiàn)電老化和電場國值并沒有多大的關(guān)系,其本身就是一個慢慢變化的過程。

1.1多應(yīng)力聯(lián)合老化

根據(jù)絕緣材料在高電壓設(shè)備中實際狀況來看,材料老化的速度與施加的外加應(yīng)力類型以及絕緣材料的材質(zhì)有莫大關(guān)聯(lián)。如今在對高電壓設(shè)備絕緣性能的研究過程中,必須更深層次分析絕緣材料外加應(yīng)力類型與材質(zhì)的特性,從而發(fā)現(xiàn)高電壓設(shè)備中絕緣材料發(fā)生老化的規(guī)律。不同的絕緣材質(zhì)會對環(huán)境因素產(chǎn)生不同的影響,材質(zhì)的特性決定其在使用的時候受到外界干擾以及破壞的難易程度。目前已知的材料外加應(yīng)力的類型有很多,導(dǎo)致其對材料的影響程度也各不相同,在外界機(jī)械應(yīng)力的影響下,絕緣材料非常容易出現(xiàn)氣穴或者裂縫現(xiàn)象。而絕緣材料對于工作環(huán)境的濕度以及溫度十分敏感,如果長期處于這種工作環(huán)境下,就會極大的加快絕緣材料的老化速度。因此,對于絕緣材料的多應(yīng)力聯(lián)合老化相關(guān)因素的探討,是預(yù)防高電壓設(shè)備絕緣材料出現(xiàn)老化的一項重要措施。

1.2電老化

由于高電壓設(shè)備絕緣材料能夠進(jìn)行局部放電,因此極有可能造成絕緣材料出現(xiàn)局部絕緣擊穿的現(xiàn)象,嚴(yán)重破壞絕緣材料的絕緣性能,隨著擊穿范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大,導(dǎo)致絕緣能力顯著下降,最終導(dǎo)致絕緣材料的使用壽命急劇縮減。與此同時,局部放電也會導(dǎo)致絕緣材料出現(xiàn)熱老化,一般來說,局部放電產(chǎn)生的電熱能使得絕緣材料在空氣中發(fā)生氧化還原反應(yīng),甚至導(dǎo)致絕緣材料遭受嚴(yán)重的腐蝕,加強(qiáng)電導(dǎo)能力,最終形成了熱擊穿。大多數(shù)研究人員認(rèn)為,當(dāng)絕緣材料局部放電電壓的初始值大于這種材料的外施電壓的時候,絕緣材料一般不會發(fā)生由于電場變化出現(xiàn)電老化的狀況。因此,電擊穿強(qiáng)度的強(qiáng)弱成為判斷材料絕緣老化一項重要的指標(biāo)。除此之外,絕緣材料耐電的強(qiáng)度也決定著材料的使用壽命的長短。

1.3熱老化

高電壓設(shè)備長時間運行中通常產(chǎn)生大量的熱,導(dǎo)致絕緣材料溫度升高。一般來講,絕緣材料的使用壽命與使用過程中溫度損害有直接關(guān)系。V.M. Montsinger在1930年提出的10℃規(guī)則中指出:絕緣材料受溫度損害十分嚴(yán)重,溫度每提升10℃,通常材料的生命周期就縮短一半。雖然因絕緣材料的材質(zhì)不同受到該規(guī)則影響不同,但是絕緣材料溫度損害依然十分嚴(yán)重。由 Dakin在1948年提出的新觀點:絕緣材料熱老化的本質(zhì)是材料的一系列氧化化學(xué)反應(yīng)。這一理論得到廣泛贊同。

2絕緣檢測技術(shù)的特點與技術(shù)組成

2.1技術(shù)特點

高電壓設(shè)備絕緣檢測技術(shù)具有眾多顯著的特征,一般包括:停電周期大幅減短,在一定程度上減少了控制開關(guān)的數(shù)量。這一顯著的特征能夠有效的增加電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性,對于整個電力系統(tǒng)來說,其在一定程度上大幅增加了電力系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)效益。通過絕緣檢測技術(shù)對高電壓設(shè)備的絕緣性能實施檢測,可以有效避免定期檢修造成的資源浪費以及維修時間安排不合理的問題。與此同時,該技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的絕緣缺陷問題,并對其進(jìn)行及時的反饋和檢修,保證了檢修的高效率,降低維修的成本,增加電力設(shè)備正常運行的可靠性。使用檢測技術(shù)對高電壓設(shè)備的絕緣性能實施檢測,能夠為設(shè)備的檢修計劃提高可靠的數(shù)據(jù)支持,盡可能減少檢修過程中停電的次數(shù),這樣才能確保設(shè)備絕緣性能的穩(wěn)定性,延長設(shè)備的使用時間,同時節(jié)省了大量的人力以及物力。

2.2技術(shù)組成

絕緣檢測技術(shù)一般是由絕緣材料的數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及數(shù)據(jù)收集技術(shù)等共同組成。數(shù)據(jù)的收集技術(shù)一般都需要大量的檢測傳感器的支持,使用傳感器對全部絕緣材料的運行狀態(tài)進(jìn)行匯總及收集數(shù)據(jù),通過特殊的通信技術(shù)把收集到的信息與數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中。經(jīng)過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)將整個線路中絕緣數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)與歸納,之后使用特定的數(shù)據(jù)處理技術(shù)把計算完成的數(shù)據(jù)儲藏在系統(tǒng)制定的區(qū)域,供后續(xù)工作參考以及借鑒。工作人員通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行比對與分析,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)隱患危險點以及故障原因,從而進(jìn)行老化故障排除以及維護(hù)處理工作。絕緣檢測技術(shù)實際上就是一種數(shù)據(jù)濾波技術(shù)。在收集到的全部數(shù)據(jù)中把干擾數(shù)據(jù)以及無效數(shù)據(jù)篩選出去,收集有效的數(shù)據(jù)。使用這種方式對絕緣檢測到的信息以及數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的分析與處理,分析電氣設(shè)備絕緣材料的使用壽命以及老化程度。在對絕緣材料相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的過程中,這種檢測技術(shù)的重要組成部分就是收集數(shù)據(jù)的傳感器,因此,選用高精度的傳感器特別重要。傳感器的靈敏度決定了收集數(shù)據(jù)的精確性和靈活性,這樣才可以保證最終的研究成果是穩(wěn)定的、正確的。

3、絕緣老化設(shè)備狀態(tài)維修

3.1、狀態(tài)檢修意義。在傳統(tǒng)的設(shè)備絕緣狀況維護(hù)中,大部分都是根據(jù)定期實驗、定期檢查來查看、控制、維護(hù)和保養(yǎng)設(shè)備材料的絕緣老化。但這種方式存在很多問題,對于正常運行的電力設(shè)備進(jìn)行停電實驗會造成很大的不變,同時還浪費大量的人力物力財力,對于這種過度維修,在浪費的同時,也可能導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)新的安全隱患。因此,電網(wǎng)現(xiàn)代化設(shè)備的實際運行數(shù)據(jù)成為一個用于預(yù)測和評估的重要手段資料,掌握了實際的運行情況,根據(jù)數(shù)據(jù)差異比對,能夠有效判斷出設(shè)備當(dāng)前運行是否處于故障狀況。這樣能及時準(zhǔn)確的預(yù)判設(shè)備的絕緣老化狀態(tài),有效的給定期維護(hù)帶來數(shù)據(jù)支持和重點分析。

3.2、絕緣老化維修的實現(xiàn)。檢測技術(shù)的可靠性、方便性和準(zhǔn)確性為高電壓設(shè)備的絕緣老化維修工作帶來了重要的數(shù)據(jù)支持。因此根據(jù)絕緣材料在不同外界應(yīng)力和環(huán)境影響下老化規(guī)律的變化,對高電壓設(shè)備絕緣材料運行狀況進(jìn)行整理對比,確保及時檢測出老化安全隱患。為了更好的掌握絕緣材料的材質(zhì)特性和受外界應(yīng)力變化情況,必要的非破壞性試驗不可缺少,同時還應(yīng)該具備全面的理論知識,為高電壓設(shè)備絕緣性能分析提供理論基礎(chǔ)。檢測系統(tǒng)的應(yīng)用中,一項必須解決的問題顯得特別突出,那就是在簡冊中的變量選擇。通常來說,不同檢測系統(tǒng)的靈敏度不同,選擇的監(jiān)測檢驗方式也不同。隨著科技的發(fā)展,超聲波探測技術(shù)不斷應(yīng)用到設(shè)備絕緣老化監(jiān)測當(dāng)中,相比傳統(tǒng)的油浸故障分析,超聲波探測技術(shù)更加先進(jìn)、靈敏和可靠,同時也經(jīng)濟(jì)適用。

3.3、絕緣壽命預(yù)測。設(shè)備運行超過設(shè)計使用年限的有很多,通常是如發(fā)電機(jī)、變壓器之類的,在絕緣性能良好的前提下,不出現(xiàn)設(shè)備故障、安全隱患的通常都在繼續(xù)運行。可靠地絕緣壽命預(yù)測,能夠大大提高變壓器設(shè)備的使用年限。變壓器的壽命應(yīng)該說成是變壓器的“絕緣壽命”。通常絕緣年齡增加到一定程度時,絕緣壽命也就走到了盡頭,設(shè)備必須做出相應(yīng)處理,否則將會成為重點安全隱患。

4結(jié)束語

由上可見,影響電網(wǎng)運行的重要安全隱患之一就是高電壓設(shè)備的絕緣老化問題。只有依靠非破壞性試驗與在線檢測技術(shù)為基礎(chǔ),對各種高電壓設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行實時的檢測,對電氣設(shè)備的發(fā)展趨勢以及絕緣狀況進(jìn)行精確的反應(yīng),才可以有效地避免高電壓設(shè)備出現(xiàn)安全事故;現(xiàn)場工作人員必須不斷的提高自身的學(xué)習(xí)能力和技術(shù)水平,オ可以為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行做好足夠的保障,為電力企業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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