高电压设备绝缘老化及状态检修技术

钟亨君（国网四川省电力公司德阳供电公司，四川德阳618000）

高电压设备绝缘老化及状态检修技术

钟亨君（国网四川省电力公司德阳供电公司，四川德阳618000）

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，然后讨论分析了绝缘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。

高电压设备；绝缘老化；状态检修技术

引言

随着社会生产力的逐步提高以及电气设备状态检修技术的不断进步，高电压设备的状态检修技术以及绝缘老化受到社会各界人士广泛的关注。只有充分了解高电压设备绝缘老化的规律，才可以增加电力企业的社会效益和经济效益，提高电力企业在社会中的信誉。

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阈值大，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阈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

高电压设备在长时期投入使用的过程中，一般会产生大量的热量，使得绝缘材料的温度逐渐升高。通常来说，绝缘材料在使用过程中温度损害和使用寿命有着直接的关系。V.M. Montsinger在20世纪30年代初曾提出“10度规则”，该理论指出：绝缘材料的特性温度的影响十分明显，一般来说，温度每升高10℃，绝缘材料的使用寿命就会缩减一半。虽然由于绝缘材料材质的不同受到这种规律的影响大不相同，但是温度损害仍旧能够产生较大的影响。不久之后，Dakin提出了全新的观点，他认为：绝缘材料出现热老化的实际原因是由于材料自身发生了一系列的氧化还原反应。这种理论得到社会各界人士的广泛认可。

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 绝缘寿命的预测

设备运行时间高于设计使用年限的状况有很多，一般以变压器以及发电机为主，在材料绝缘性能优良的基础上，不发生安全隐患以及设备故障的一般都可以继续使用。科学的预测绝缘寿命，可以尽可能延长高电压设备的使用寿命。一般来说，绝缘寿命延长到一定时限后，绝缘寿命便不可能继续增加，相关设备进行正确的处理，否则将会演变成安全隐患。

3.2 高电压设备状态检修技术的实现

①对于高电压设备绝缘老化状态的检修必须依靠简单易行、准确可靠的在线检测技术作为基石，同时在检修绝缘材料的过程中提供确实可行的意见。其中，必须对绝缘材料在各种环境条件以及应力下的老化规律进行整理，并根据运行环境对其进行科学的分析，将绝缘材料的变化方向和运行现状直观地展示出来。所以，必须对绝缘材料实施非破坏性的试验分析。除此之外，还必须使用相关的知识将分析的结果变为残余击穿电压的形式，为高电压设备绝缘材料的老化分析提供依据。②在线检测在运行过程中必须解决各种问题。就目前来说，油浸故障分析与油中溶解气体分析是应用较为广泛的检测技术。除此之外，随着科技水平的不断提高，超声波探测技术也逐渐被人们使用。这种新型技术较传统技术来说，更加实用且经济，并且检测的效果也更加好。现如今，使用最广泛的检测技术就是脉冲回声技术，其能够灵敏地检测出绝缘材料中的缺陷。

3.3 状态维修的意义

因为高电压设备绝缘材料出现老化现象是一个渐变的过程，一旦出现老化，就会产生严重的事故，所以使用传统的离线试验以及定期检修对高电压设备绝缘材料进行检修是行不通的。传统的检修不但会由于盲目的进行检修而浪费大量的人力物力，同时过度检修给高电压设备带来更多的安全隐患，增加了绝缘材料缺陷检测的难度。因此，使用在线检测为主，离线试验为辅的方式对绝缘材料进行检测是不可或缺的。

4 结束语

综上所述，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，才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。

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TM855

A

2095-2066（2016）33-0053-02

2016-11-12

钟亨君（1979-），男，工程师，大学本科，主要从事电力系统变电专业安全监督工作。