高电压设备绝缘老化及状态检修分析

孙二文 刘仕鹏

1.贵州创星电力科学研究院有限责任公司 贵州贵阳 550002

2.贵州省地方电力中心试验研究所 贵州贵阳 550002

近年来，我国社会经济不断发展，高电压设备绝缘老化问题得到了人们的广泛关注，设备运行状态关系着企业经济效益和社会效益的提升，对电力企业信誉有很大影响。因此，需要深入研究高电压设备的绝缘老化问题，提出相应的状态检修策略，保障电网系统安全稳定运行。

1 电力系统中高电压设备绝缘老化类型分析

1.1 电老化绝缘类型

高电压设备在运行过程中如果出现设备绝缘老化问题，绝缘材料会出现局部放电现象，从而导致绝缘材料局部击穿，对绝缘性能造成严重的破坏。随着绝缘击穿范围增大，绝缘性能会大幅度下降，从而导致设备绝缘材料使命周期变短。局部放电很可能导致绝缘材料热老化，该局部放电所产生热电能在空气中会导致绝缘材料出现氧化还原反应，严重腐蚀绝缘材料，使电导能力增强，从而形成热击穿。很多学者认为，在绝缘材料的局部放电的电压初始值比材料外施电压数值大时，绝缘材料不会因电场变化导致电老化问题。因此，需要根据电击穿的强度来判断设备绝缘老化指标，决定绝缘材料使用寿命[1]。

1.2 多应力绝缘老化类型

结合高电压设备中绝缘材料的实际情况，绝缘材料老化速度和绝缘材料材质以及外界施加的应力类型有很大关系。因此，在研究高电压设备绝缘状态时，需要深入的研究绝缘材料的材料特点以及外界应力的类型，从而找到高电压设备绝缘老化发生的规律以及不同材质对设备绝缘老化产生的影响。

设备绝缘材料材质特点关系着其在受到外界环境干扰情况和遭到破坏的程度。现阶段，高电压设备绝缘材料受到外界应力的影响较大，不同材料所受到的影响程度不同，在应力作用下，设备绝缘材料十分容易出现裂缝现象或者气穴现象，且绝缘材料对作业环境温度和湿度有一定要求，长期在外部环境下工作，会加快设备绝缘材料老化的速度。因此，针对多应力绝缘老化问题，需要在高电压设备的绝缘材料上着手，采取合理的措施。

1.3 热老化类型

高电压设备长期不间断运行过程中，会产生大量热能，导致绝缘材料温度有所升高，材料温度的上升会直接影响其使用寿命。在上世纪30年代，VM.Montsinge曾提出“十度规则”，其主要指的是绝缘材料温度对设备运行有很影响，当温度升高10℃，那么绝缘材料使用寿命会减半。从表面上看，此种理论比较绝对，不同的绝缘材料所承受的温度范围也不同，但是，通过该理论我们可以认识到，绝缘材料温度的上升会对电力系统运行产生很大的影响。之后Dakin结合高电压设备绝缘问题提出了新观点：导致绝缘材料热老化主要原因是材料自身发生氧化还原反应，此观点得到了人们的广泛认可[2]。

2 高电压设备绝缘状态检修分析

2.1 科学延长设备绝缘寿命

在高电压设备运行过程中，虽然已经规范了设备使用年限，但是在实际生产中，超出年限依旧使用的设备较多，主要是变压器和发电机设备，该种设备在绝缘材料性能安稳基础上，在不发生设备故障以及安全隐患情况下，可以继续投入使用，通过对设备绝缘寿命进行科学预测，能够有效延长设备使用寿命。但是，在高电压设备绝缘寿命到达一定期限，那么就应该及时更换设备或者更换零部件，不能无科学依据的延长其绝缘寿命，否则可能会引发安全问题，为电力系统安稳运行埋下隐患。

2.2 高电压设备绝缘状态检修方法

（1）有机绝缘材料应用。随着我国科学技术不断发展，针对高电压设备绝缘老化问题，有机绝缘材料的应用越来越广泛。在电力系统中所应用的陶瓷类产品大多是有机材料制作。棒形悬式合成绝缘子是最典型的绝缘技术，现在在电力系统中的上百个产品都是应用此技术，其在系统运行中发挥着重要作用。我国合成绝缘子技术发展迅速，在国际上已经达到领先水平，且应用范围广泛，在绝缘技术上占主体地位。

（2）在线监测技术应用。针对高电压设备绝缘老化问题，应采取简单可行的方法及时进行状态检修，尽量选择在线监测技术，保障状态检修准确性和可靠性。与此同时，在检修设备绝缘材料时，应结合材料材料给予可行建议和意见，整理不同绝缘材料在不同环境情况下的老化情况以及在多应力条件下的老化规律，结合设备运行情况进行科学性分析，直观的展示出绝缘材料变化情况以及设备运行现状。实验分析绝缘材料的破坏性和非破坏性，应用电力相关知识对击穿电压问题进行分析，为高电压设备绝缘老化状态检修提供数据支撑；

应用在线监测技术解决设备运行实际问题。现阶段，针对高电压设备绝缘老化问题，主要采用油浸故障以及油溶解气体分析技术进行状态检测。随着我国科技水平的提升，超声波探测技术被广泛应用于电网运行检测中，此种技术相比于传统检测技术更加经济实惠，且实用性较高，检测效果理想。除此之外，脉冲回声技术也常被用于设备状态检测中，其能够快速、准确的检测中设备绝缘材料的缺陷[3]。

综上所述，在电网运行过程中，高电压设备绝缘老化现象是导致电网系统出现安全问题的主要隐患之一，因此，需要深入了解设备绝缘类型，及时采取措施进行绝缘状态检修。将在线技术作为检测基础，结合不同高电压设备的不同绝缘情况进行及时检测，能够精准的分析出设备的绝缘状态以及存在的问题，通过及时检修有效避免出现高电压设备安全问题，从而为电力行业不断发展保驾护航。除此之外，电力企业工作人员需要加强自身专业能力的提升，不断更新技术知识，提升综合素养，在遇到问题时能够应用专业知识和经验及时排除故障，保障电力网络能够安全、稳定的运行，为电力行业不断发展奠定坚实的基础。