研究高壓絕緣的在線監(jiān)測技術(shù)

1.任 龍 2.張 賽 2.席 偉

1.四川科銳得實業(yè)集團有限公司 2.國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司

研究高壓絕緣的在線監(jiān)測技術(shù)

1.任 龍 2.張 賽 2.席 偉

1.四川科銳得實業(yè)集團有限公司 2.國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司

傳統(tǒng)的高壓設(shè)備定期檢修方法具有有效性差、強度大和試驗周期長等劣勢，因此，很難很好的滿足電力系統(tǒng)對安全性和穩(wěn)定性的相關(guān)要求，電力系統(tǒng)設(shè)備檢修的必然趨勢是定期檢修被狀態(tài)檢修代替。現(xiàn)階段可以得到的結(jié)論是安全和有效的在線監(jiān)測技術(shù)可以更好地完成狀態(tài)維修任務(wù)，尤其是在電容量、電流互感器、高壓套管等領(lǐng)域的在線監(jiān)測技術(shù)正逐漸趨于成熟，并且切實可以起到對事故的預(yù)知效能，推進而適當(dāng)更好地應(yīng)用是有益的。

高壓；絕緣；在線；監(jiān)測技術(shù)

1、在線監(jiān)測技術(shù)原理

高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)主要利用電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計算機信號處理技術(shù)等對運行狀態(tài)中的高壓電氣設(shè)備的絕緣特性進行動態(tài)監(jiān)測，從而可以實時分析高壓設(shè)備的運行狀態(tài)，并根據(jù)可能出現(xiàn)的問題及時采取解決措施。

高壓電氣在線監(jiān)測技術(shù)設(shè)備主要分為硬件與軟件兩個組成部分，其中硬件部門主要采集信號，并對信號進行后期處理。而軟件部分則主要對傳輸數(shù)據(jù)進行實時分析，且利用合適的數(shù)學(xué)模型、電容、泄露電流、絕緣電阻、母線電壓以及三相不平衡信號等參數(shù)，分析判斷高壓電氣設(shè)備的故障問題。傳感器系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)以及分析診斷系統(tǒng)等均屬于高壓電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的主要組成部分，其中傳感器主要監(jiān)測并變換實時數(shù)據(jù)，信號采集系統(tǒng)則完成信號的傳輸與處理工作，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，且利用濾波技術(shù)處理信號，在將處理后的信號輸入計算機系統(tǒng)內(nèi)。而分析診斷系統(tǒng)主要分析、診斷采集的數(shù)據(jù)信息，在結(jié)合高壓電氣設(shè)備監(jiān)測需求的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)，當(dāng)超出標(biāo)準(zhǔn)后還應(yīng)向上級控制中心傳輸信息。

相較于傳統(tǒng)的定期停電預(yù)防性試驗，高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)提升了數(shù)據(jù)的真實性與針對性，且增強了檢修工作的可操作性。除此之外，絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)在不需要電能的前提下，便可以有效掌握設(shè)備的具體運行態(tài)勢，并在分析診斷后進行針對性檢修，降低了突發(fā)事故的發(fā)生頻率。

2、絕緣在線監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 傳感器技術(shù)想要實現(xiàn)對電氣設(shè)備的絕緣性能進行監(jiān)測，必須要加強對傳感器的合理選擇，這是為了確保通過傳感器獲取電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，同時還要從同類產(chǎn)品中獲取相應(yīng)信息進行對比，這樣才能有效檢驗電氣設(shè)備的絕緣質(zhì)量。

2.2 信號傳輸技術(shù)在傳感器獲取到電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)信息后，必須要能快速傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元中去，這樣才能對數(shù)據(jù)信息進行分析，那么應(yīng)該如何選擇合適的通信方式，這就成為了難點。尤其是在實際現(xiàn)場工作中，電氣設(shè)備一直處于高壓狀態(tài)下，想要準(zhǔn)確而快速地傳輸傳感器信號，就必須要加強對外界環(huán)境的處理，要制定抗干擾策略。

2.3 數(shù)據(jù)分析、處理和診斷技術(shù)絕緣在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，可以有效對高壓電氣設(shè)備進行評估，能夠消除電氣設(shè)備的潛在故障隱患。同時還可以對所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行比對、分析和處理，將一些無用信息進行排除，但是在選擇診斷方法時，一定要確?？茖W(xué)、合理，要能準(zhǔn)確判斷故障。4.抗干擾技術(shù)由于高壓電氣設(shè)備的工作環(huán)境較為復(fù)雜，容易受到外界諸多因素的干擾，這對絕緣在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用十分不利，必須要加強對抗干擾技術(shù)的研發(fā)，要改變電場干擾和磁場干擾。

3、在線監(jiān)測技術(shù)及其應(yīng)用

電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)主要是應(yīng)用了傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)和信號處理技術(shù)等，是利用傳感器對電氣設(shè)備信號進行采集，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并對數(shù)據(jù)進行分析、處理，在不對電氣設(shè)備進行停電的情況下，就可以實現(xiàn)對電氣設(shè)備的檢測，有效提高了工作效率。

3.1 發(fā)電機的絕緣在線監(jiān)測

在發(fā)電機事故發(fā)生率中最高的就是絕緣故障，當(dāng)前世界上許多國家都將絕緣作為發(fā)動機在線監(jiān)測的重要內(nèi)容，主要是采用局部放電的方式來監(jiān)測發(fā)電機的絕緣狀況。

3.2 變壓器的絕緣在線監(jiān)測

變壓器的絕緣在線監(jiān)測主要是針對的變壓器中的絕緣油，通過監(jiān)測絕緣油中的分解氣體含量進行判斷，包括H2，C2H2、CO.CH4.C2H6等，這些氣體含量如果超標(biāo)，那將直接導(dǎo)致變壓器內(nèi)部故障的出現(xiàn)。隨著變壓器使用時間的延長，內(nèi)部有機絕緣材料就會發(fā)生老化，這樣就容易導(dǎo)致變壓器被擊穿，形成局部放電，這樣就可以通過監(jiān)測局部放電量來判斷變壓器的絕緣性能好壞。

3.3 電容型高壓電氣設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測

通過大量研究試驗數(shù)據(jù)表明，電容型高壓電氣設(shè)備的受潮程度容易影響在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)，通常都是將監(jiān)測交流泄露電流作為反映電氣設(shè)備靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)，并用介質(zhì)損耗角正切值對局部缺陷反映靈敏。

3.4 氧化鋅避雷器的絕緣在線監(jiān)測

通常氧化鋅避雷器閥片劣化的主要原因就是受潮或老化，尤其是在避雷器正常運行時，如果閥片泄露電流，那將會導(dǎo)致閥片的老化速度加快，因此絕緣在線監(jiān)測設(shè)備主要是根據(jù)泄露電流的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比，尋找避雷器的絕緣缺陷。

3.5 GIS的絕緣在線監(jiān)測

GIS的絕緣在線監(jiān)測主要可以分為三種，第一種是化學(xué)方法，第二種是電方法，第三種是機械方法?；瘜W(xué)方法主要是對分解氣體進行檢測，這樣就可以對局部放電情況進行了解。電方法主要采用外電極、內(nèi)電極和磁禍合方法測量GIS護套電勢來檢測局部放電。而機械方法則是通過傳感器來檢測機械震動和彈性波。

總而言之，高壓設(shè)備在具體應(yīng)用過程中必須使用監(jiān)測技術(shù)，而絕緣在線監(jiān)測技術(shù)可以實現(xiàn)智能化監(jiān)測，且具備一定的及時性、準(zhǔn)確性、真實性以及針對性，可以提升高壓設(shè)備運行的安全性，有助于工作人員及時發(fā)現(xiàn)電氣事故隱患問題，減少電氣系統(tǒng)的故障運行問題。同時，采用在線監(jiān)測技術(shù)也可以避免定期停電預(yù)防性試驗問題，使得電力設(shè)備可以時刻保持最佳的運行狀態(tài)，為企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟與社會效益。

[1]胡榕.特高壓交流氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的電磁瞬態(tài)特性研究[D].華北電力大學(xué)(北京)，2016.

[2]王永強，鄭志宏，王壯，畢建剛.大功率高頻高壓變壓器絕緣設(shè)計研究 [J].絕緣材料，2016，49(05)：49-54.

[3]陳南.高壓絕緣操作桿工頻耐壓試驗波形幅值研究[J].安徽電力，2016，33(01)：19-21.