高壓電氣設(shè)備對(duì)絕緣技術(shù)的應(yīng)用分析

劉偉　毛偉力

摘 要：當(dāng)前我們國(guó)家的電力系統(tǒng)不論是規(guī)模還是其容量都有了明顯增長(zhǎng)，然而此時(shí)高壓運(yùn)行方面卻出現(xiàn)了很多安全方面的問(wèn)題。在具體的工作中只有合理的運(yùn)用絕緣技術(shù)才能夠保證設(shè)備運(yùn)作正常作者具體的分析了高壓裝置的絕緣技術(shù)。

關(guān)鍵詞：絕緣技術(shù)；高壓電氣；設(shè)備；應(yīng)用分析

引言

電對(duì)一個(gè)國(guó)家來(lái)講發(fā)揮的意義不言而喻。它關(guān)系到國(guó)家的安全，廣大群眾的生活，社會(huì)的穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。當(dāng)前時(shí)期我國(guó)電力系統(tǒng)的總?cè)萘吭诓粩鄶U(kuò)張，然而此時(shí)因?yàn)橥ｋ姸斐傻膿p失也變得更為嚴(yán)重。怎樣高效率的確保系統(tǒng)運(yùn)行就成為了當(dāng)前電力機(jī)構(gòu)必須認(rèn)真分析的工作。

1 高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)基本原理

1.1 監(jiān)測(cè)對(duì)象和參數(shù)

所謂的高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)，具體指的是設(shè)備在運(yùn)作的時(shí)候，通過(guò)高壓裝置的電壓來(lái)監(jiān)測(cè)絕緣數(shù)值的一種技術(shù)。它能夠精準(zhǔn)的反饋出設(shè)備的絕緣狀態(tài)，進(jìn)而展開(kāi)細(xì)致準(zhǔn)確的判斷。由于絕緣技術(shù)一直在發(fā)展，此時(shí)被監(jiān)控的電氣總量也在變多。

1.2 絕緣技術(shù)監(jiān)測(cè)的功能

第一，監(jiān)測(cè)避雷設(shè)備運(yùn)作過(guò)程中的電流變化情況，分析它的絕緣特點(diǎn)以及閥片的老化狀態(tài)。第二，監(jiān)測(cè)套管之類的容性設(shè)備的耗損情況以及電流的泄露情況，分析它內(nèi)在絕緣是不是發(fā)生了破損或是受潮了。第三，監(jiān)測(cè)阻抗穩(wěn)定，不會(huì)受到變電站電磁干擾的影響，在系統(tǒng)雷電和操作過(guò)電壓的作用下具有自保性，不發(fā)生軟件損壞和性能變化現(xiàn)象。第四，監(jiān)控絕緣油里可燃物質(zhì)的變化狀態(tài)，分析其內(nèi)是否存在放電之類的問(wèn)題。

2 絕緣設(shè)備的分析

2.1 避雷器（MOA）

當(dāng)前絕大多數(shù)變電站都不使用存在串聯(lián)間隙的避雷設(shè)備，使用的一般是氧化鋅避雷器。這種設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)有一些泄露的電流，此電流會(huì)流經(jīng)閥片，最終導(dǎo)致閥片變舊。在眾多的原因中受潮及老化是設(shè)備性能變差的最關(guān)鍵原因。檢測(cè)避雷器泄漏全電流和阻性電流能有效地反應(yīng)避雷器的絕緣狀況，在電流測(cè)量反映整體嚴(yán)重受潮現(xiàn)象，早期老化時(shí)阻性電流會(huì)增加，而全電流就不會(huì)如此。一般來(lái)講，流經(jīng)避雷設(shè)備的電流是容性的電流，只有較少部分是阻性的，大約有50%。如果閥片老舊，避雷設(shè)備沒(méi)有做好干燥處理，或是表層的污物過(guò)多，此時(shí)的阻性電流就會(huì)明顯變多，而容性不是很明顯。導(dǎo)致避雷器發(fā)生問(wèn)題的原因非常多，最主要的是阻性電流變大之后，使得耗損變嚴(yán)重，從而發(fā)生熱擊穿現(xiàn)象。

2.2 CVT、耦合電容器、電流互感器、套管等容性設(shè)備

測(cè)量CVT、耦合電容器、電流互感器、套管等容性設(shè)備介質(zhì)損失角正切值是一項(xiàng)靈敏度很高的試驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)它我們能夠得知設(shè)備是不是受潮，有沒(méi)有存在局部問(wèn)題。通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)備受潮而引發(fā)的問(wèn)題在所有的問(wèn)題中占據(jù)的比例約為85%。這主要是因?yàn)殡娙菪徒Y(jié)構(gòu)是通過(guò)電容分布強(qiáng)制均壓的，它的絕緣利用指數(shù)非常高，假如受潮就會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)的耗損變多，進(jìn)而發(fā)生擊穿現(xiàn)象。擊穿發(fā)展速率很快，劣化有如下的幾個(gè)特點(diǎn)。（1）介質(zhì)耗損會(huì)明顯變多，由這個(gè)原因或是別的原因生成的熱會(huì)使得絕緣發(fā)生熱擊穿現(xiàn)象。測(cè)量絕緣損失角正切值（tgδ）可以檢測(cè)介質(zhì)損耗的變化。（2）絕緣里面或許會(huì)存在放電，比如局部的放電現(xiàn)象。由于局部放電的電量非常大，因此它只出現(xiàn)在有雷電的時(shí)候，通過(guò)tgδ測(cè)量可以反映由此產(chǎn)生的介質(zhì)損耗。（3）絕緣特性受溫度變化的影響增大。絕緣溫度系數(shù)決定于絕緣本身的型式、大小和絕緣狀況，對(duì)于特定的電壓等級(jí)和絕緣設(shè)計(jì)，由于絕緣劣化導(dǎo)致溫度系數(shù)的增加，tgδ值的溫度非線性和靈敏度都會(huì)增加。因而，影響絕緣溫度的所有因素對(duì)于老化的絕緣tgδ值的影響都更加顯著。對(duì)于具有電容式絕緣的設(shè)備，經(jīng)由檢測(cè)介電的性質(zhì)能夠得知一些早期問(wèn)題。通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)，在問(wèn)題的發(fā)生初始，測(cè)量電流增加率和測(cè)量介質(zhì)損耗正切值變化所得的結(jié)果一致，其靈敏性都非常高。在問(wèn)題的后期，測(cè)量電流增加現(xiàn)象和電容變化的情況一致，更易于分析問(wèn)題。

3 高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)的應(yīng)用

3.1 變壓器的絕緣在線監(jiān)測(cè)

變壓器絕緣在線監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)絕緣油中的分解氣體含量和局部放電情況。假如設(shè)備的絕緣狀況不正常的話，在線監(jiān)測(cè)就會(huì)追蹤產(chǎn)氣率，進(jìn)而明確問(wèn)題的發(fā)生區(qū)域。導(dǎo)致變壓器擊穿現(xiàn)象的主要原因是部分放電，通過(guò)超聲波探測(cè)能夠得知放電情況，不過(guò)它的缺點(diǎn)是無(wú)法精準(zhǔn)明確具體的放電區(qū)域，不能夠判斷放電對(duì)絕緣產(chǎn)生的影響到底有多嚴(yán)重。

3.2 發(fā)電機(jī)的絕緣在線監(jiān)測(cè)

對(duì)于發(fā)電機(jī)來(lái)講，它最容易出現(xiàn)的問(wèn)題是絕緣問(wèn)題，因此在監(jiān)測(cè)的時(shí)候主要分析它的絕緣情況。當(dāng)前使用最多的措施是通過(guò)局部放電來(lái)分析其絕緣情況。

3.3 電容型高壓電氣設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測(cè)

電容型高壓電氣設(shè)備主要包括電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容器、變壓器套管等。對(duì)電容型高壓電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)主要在于交流泄露電流、等值電容、介質(zhì)損耗角正切值t等，監(jiān)測(cè)交流泄露電流旨在實(shí)時(shí)反映容性設(shè)備的整體受潮程度和局部缺陷反應(yīng)靈敏程度。

3.4 氧化避雷器的絕緣在線監(jiān)測(cè)

對(duì)于氧化避雷設(shè)備來(lái)講，它最容易出現(xiàn)的問(wèn)題是受潮和變舊，所以我們?cè)诠ぷ髦斜仨氄J(rèn)真的分析導(dǎo)致其發(fā)生問(wèn)題的要素，也就是要分析閥片，監(jiān)測(cè)它的電流泄露情況。一旦設(shè)備發(fā)生的話，阻性電流就會(huì)變多，此時(shí)全電流也會(huì)變多。所以，在設(shè)備運(yùn)作時(shí)必須合理監(jiān)測(cè)其電流，還要和之前的數(shù)據(jù)比對(duì)分析，只有這樣才能夠明確問(wèn)題的發(fā)生部位。當(dāng)前，一種安裝于避雷器接地引下線上的測(cè)量運(yùn)行電壓下泄露電流、記錄避雷器動(dòng)作次數(shù)的新型避雷器在線監(jiān)測(cè)儀器已廣泛投入運(yùn)行，它不但能夠?qū)崿F(xiàn)帶電測(cè)試，還可以在線分析設(shè)備的阻性電流及其他數(shù)值等。和前期的監(jiān)測(cè)措施相對(duì)，這個(gè)設(shè)備的精準(zhǔn)性更好，而且它的可操控水平也很好。

3.5 GlS的絕緣在線監(jiān)測(cè)

當(dāng)前常用的GIS絕緣監(jiān)測(cè)措施有三種，分別是化學(xué)措施，機(jī)械措施以及電。對(duì)于第一種來(lái)講，它是經(jīng)由分解物體的氣體來(lái)開(kāi)展的一種檢測(cè)活動(dòng)，主要檢測(cè)局部放電現(xiàn)象。對(duì)于第二種來(lái)講，它是借助于有著較高敏捷性的傳感設(shè)備，來(lái)檢測(cè)潛在的局部放電現(xiàn)象，或是絕緣故障時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)和彈性波。電的方法即采用外電極、內(nèi)電極和磁耦合方法測(cè)量GIS護(hù)套電勢(shì)，以檢測(cè)局部放電。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)文章的分析得知，高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的科技，它對(duì)于分析絕緣問(wèn)題，確保電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定發(fā)揮了非常顯著的意義。絕緣技術(shù)是當(dāng)前電力體系開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修工作的重要前提和常用方法。要在大范圍內(nèi)推廣使用該項(xiàng)技術(shù)，不斷的累積經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)推動(dòng)檢修工作的開(kāi)展。當(dāng)前時(shí)期，由于電腦以及通訊等技術(shù)不斷發(fā)展，絕緣技術(shù)獲得了顯著的成就。

參考文獻(xiàn)

[1]董其國(guó).電力變壓器故障與診斷[M].中國(guó)電力出版社，2008（7）：27-29.

[2]趙智大.高電壓技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社，2007（8）：53-59.

[3]劉有為，李光范，高克利，等.電氣設(shè)備狀態(tài)維修導(dǎo)則的原則框架[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009（6）：64-67.

[4]方瓊，馮義，王凱，等.電力變壓器用數(shù)字化局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].高電壓技術(shù)，2011（12）：60-63.

[5]常廣，王毅.高電壓斷路器機(jī)械狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置的研究[J].高壓電器，2009（2）：44-46.