频域介电谱用于高压电流互感器绝缘诊断分析

袁仁超

摘 要：因为绝缘装置的损坏而导致高压设备出现故障的几率极高，在这种情况下，为了保证供电的可靠性，降低因绝缘问题而导致的故障几率。提高电力使用的安全性，以及经济性，满足社会与市场需要。文章通过对当前几种绝缘诊断方法的讨论，参考频域介电谱实验的相关数据，对高压电流互感器进行绝缘诊断分析。

关键词：频域介电谱；高压电流；绝缘诊断

中图分类号：O482.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0054-02

绝缘体材料的质量以及使用年限，是影响电力设备使用寿命的主要原因。根据相关数据，因为绝缘装置的损坏而导致高压设备出现故障的几率极高。随着电网建设的不断发展，以及社会对电力需求的增加。为了保证供电的可靠性，降低因绝缘问题而导致的故障。提高电力使用的安全性以及经济性，需要对高压电流互感器进行绝缘诊断。

1 频域介电谱理论

当前高压电力设施，所采用的油纸绝缘材料。因为其特性容易受到外界诸多因素影响。所以绝缘材料的老化程度可以通过其介质特性的改变来进行观察。比如不同的环境、不同的温度、绝缘介质的结构以及化学成分等，都会影响油纸绝缘材料的绝缘效果。过去对介质损耗检查的试验，大都是采用工频方式。可实际上，就算实验结果很明显、绝缘特性变化范围很大。也不能准确的说明问题。因为在一种频率下的介质损耗程度不足以对绝缘介质的绝缘效果做下准确诊断。要采用不同频率，更换不同条件进行综合、全面的介损试验。如此，才可以正确、有效的找到症结所在。并针对其问题做好解决方案。

FDS测量方法是一种对绝缘不产生破坏的分析诊断方法。所能测量的频率宽度范围较大。所测得的信息量丰富，准确。可以在各种条件限制下，反映油纸绝缘设备的运行状况与真实信息。对绝缘油纸是否受潮、绝缘的损耗程度以及老化程度可以清晰体现。

相比于传统的测试方法，频域介电谱对绝缘介质的受潮、老化、以及内部异物的状况监测灵敏度极高。通过对绝缘介质的含水量估算，来判定套管老化与受潮程度也较为准确。作为传统监测技术的补充方法，能很大程度的提高检测准确性。并且频域介电谱在高压状态下，对内部绝缘检测，其抗干扰能力以及工程实用价值都极高。

2 高压电流互感器的绝缘诊断

2.1 传统绝缘诊断方法的局限

诊断绝缘老化状态，传统方法大致有三种：①对油中的气体进行分析；②观察糠醛在油中的含量；③观察绝缘纸的聚合度。

但因为滤油装置的存在，致使对油中气体分析的方式无法进行准确的测量。又因为只有放油后才可以观察绝缘纸的聚合度。所以以上几种方法因为其实际操作困难，诊断过程中容易伤害绝缘介质。

2.2 常见绝缘问题分析方法

2.2.1 分析仪检测

现使用针对绝缘问题的分析仪对绝缘介质进行分析诊断。根据试验可知，对电流互感器等一些依靠油纸绝缘的电力设备而言。因为水分大都是从外部层层渗入设备内部。所以可以通过对绝缘介质的外层进行观测，来分析绝缘介质与绝缘电阻的损耗和老化程度以及内部元件是否受潮。然而，因为水分渗入量较少，渗入深度不到主绝缘器材部分。所以对主绝缘受潮问题以及主绝缘的老化问题，观测作用有限。

对电容量的测量能够准确观测出局部是否被击穿的情况。所以，在实际应用中，往往测量主绝缘在工频下的介质损耗。测得结果用来诊断绝缘。只是这种方法虽然对损耗的测量有效，但是相对于老化问题则效果不甚明显。

设备在运行状态下，由于其内部电阻元件经过大量电流，所以其温度一定超出常温许多。但在一般检测过程中都是处于常温环境下进行检测。所以，检测的结果，实际上并不能代表正常工作时的状态。一旦检测温度低于实际使用温度，那就代表即使严重老化的绝缘油纸，在检测结果中也可能符合标准。

2.2.2 FDS检测

通过FDS检测这种基于介电响应原理的检测方法，对油纸绝缘的损耗、老化程度以及其潮湿程度进行检测。正好能满足检测的准确性要求。相对于一些传统的检测方法，诸如绝缘电阻以及工频介质等。FDS检测对绝缘油纸不产生破坏，而且结果更为准确和详细。

FDS曲线因为其受老化、温度、和潮湿的影响，所以在实际应用时也会出现误差。但其误差修正方式简单有效。比如，可以使用温度补偿的方法修正曲线。以此类推，在水分等其他因素的影响下也可以如此补偿。为了得出正确的评估结论，对绝缘维修提供指导性意见。还需要结合传统方法，对绝缘设备的症状进行更为准确全面的诊断。

工频介损的检查是常规的检查项目，在同一工频下，主绝缘的介损在低压和高压状态下有所不同。高压状态下，因为大量的电荷和多极化类型的电荷注入，因此介损较小。但在低压状态下，介损的绝缘诊断却不能被及时反映。由此可以说明，工频介损的检查也存在局限性，并且说明高压状态下的介损试验极为重要。

3 FDS检测与高压介损试验相结合

电流互感器的构造，主要是绝缘、线圈与铁芯。相对于变压器来说，电流互感器的一次绕组与二次绕组之间相对间隙要小的多。电容值也小于变压器。在试验中，对散杂电容比较敏感。所以一般只对一次绕组末屏的绝缘进行测试。

FDS方式可以实现无损检测。对绝缘油纸的老化状态，可以通过计算水的电导率和对其他一些绝缘材料的潮湿程度来进行预估算。相比与传统的电容量测试。FDS检测具有更高的准确性，和信息更为全面的优势。一些传统的检测方式与FDS相结合，更可以互相补充其局限部分。使绝缘系统的诊断更为全面和准确。

FDS检测与高压介损等方法相比，自身更像一种辅助检测方法。通过与各种其他技术相结合，充分发挥自身特点，补足其他技术的局限。使得现场实测的数据更为准确，应用更为简单快捷。

4 诊断结论

①FDS作为无损绝缘诊断的方法，能够对固体绝缘材料的含水量以及油的电导率进行估算，并且利用介质损耗因数或者复电容的频率特征曲线，诊断绝缘的劣化状态。②电容量以及工频介损实测具有局限性，而FDS具有十分丰富的信息量，能有效的对其进行不足，从而为绝缘的评估和诊断工作提供相应的精准度。③不同的曲线形态，在一定程度上表明了固体绝缘中的含水量的差异，而不同的油电导率，也表明了设备的老化程度，与此同时，表明因油纸绝缘老化，其产生的附加物导致的污染程度。④和高压介损试验不同，FDS能够对工频介质损耗进行辅助获取，从而更加便捷，二者之间相辅相成，从而更好的进行绝缘诊断工作。

5 结 语

相对于传统的工频介损试验，FDS试验具有诊断更为准确、对绝缘油纸不产生伤害的特点。在电力设备日益增多，供电稳定性的需要日益增强的当下，做好对绝缘元件的保护工作，就是间接的保证了供电的平稳可靠，降低因绝缘问题而导致的故障几率。提高电力使用的安全性，以及经济性。

参考文献：

[1] 张致，董明，彭华东，等.频域介电谱用于高压电流互感器绝缘诊断[J].高电压技术，2012， （11）.