高壓電氣設(shè)備對絕緣技術(shù)的應(yīng)用探討

彭煜成

（廣西華磊新材料有限公司，廣西 平果 531400）

電力系統(tǒng)能否持續(xù)穩(wěn)定的供電，對保證人們?nèi)粘Ｉ钆c工業(yè)生產(chǎn)能否正常進(jìn)行十分關(guān)鍵，而高壓電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行則是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提。不過高壓電器設(shè)備對運(yùn)行環(huán)境的要求非常高，進(jìn)而導(dǎo)致其比較容易受到溫度、濕度等多種因素的影響，而絕緣體的質(zhì)量則會(huì)對高壓電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)的可靠性與安全性產(chǎn)生直接的影響，因此需要對相關(guān)的絕緣技術(shù)進(jìn)行更深入的研究。目前我國在絕緣技術(shù)方面已經(jīng)有了一定的研究基礎(chǔ)，并且已經(jīng)進(jìn)行了一定范圍的醫(yī)用。本文通過對絕緣技術(shù)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹，分析其在高壓設(shè)備中的應(yīng)用，對高壓電器設(shè)備絕緣技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有一定幫助。

1 高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)應(yīng)用原理

（1）檢測對象與基本參數(shù)。高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)指的是電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，通過借助高壓電氣裝置的電壓對絕緣值進(jìn)行檢測的一種技術(shù)，能夠?qū)Ω邏弘娖髟O(shè)備絕緣的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行反映，從而能夠準(zhǔn)確的掌握設(shè)備的絕緣情況。對于變電站中不同的電氣設(shè)備，絕緣技術(shù)能夠進(jìn)行不同項(xiàng)目的檢測，具體有電容量、絕緣電阻、母線電壓以及泄漏電流等相關(guān)參數(shù)。伴隨著這絕緣技術(shù)的快速發(fā)展，高壓電氣設(shè)備能夠檢測的電氣量在不斷的增加，同時(shí)還能夠?qū)唧w絕緣數(shù)值進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

（2）絕緣技術(shù)的數(shù)值檢測能力。①能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的避雷設(shè)備在運(yùn)行過程中的電流變化情況進(jìn)行檢測，并且對其實(shí)際的絕緣數(shù)值以及具體的老化情況進(jìn)行分析。②能夠?qū)軆?nèi)容性相同的設(shè)備的實(shí)際消耗情況以及電流的泄漏情況進(jìn)行檢測，并且對系統(tǒng)內(nèi)在的絕緣技術(shù)進(jìn)行分析，判斷其是否出現(xiàn)損壞的情況。③能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定情況進(jìn)行檢測，避免電站的磁場受到其他因素的干擾，對系統(tǒng)內(nèi)部的避雷設(shè)備以及應(yīng)用的技術(shù)采用自行保護(hù)的方式，保證系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)破損或者中斷的情況。④能夠?qū)^緣設(shè)備中是否存在可燃物進(jìn)行檢測，分析系統(tǒng)中是否存在漏電等異常。

2 絕緣技術(shù)相關(guān)設(shè)備概述

（1）避雷器設(shè)備。現(xiàn)階段，我國變電站所使用的避雷器之間都沒有串聯(lián)的關(guān)系，而避雷器在運(yùn)行過程中，會(huì)有較多的電流經(jīng)過其閥片，進(jìn)而加快了閥片的老化速度，使其使用壽命大大下降。同時(shí)，由于設(shè)備的老化問題，還會(huì)明顯降低整個(gè)避雷器系統(tǒng)的實(shí)際使用性能。在避雷器設(shè)備中，漏電現(xiàn)象能夠?qū)Ω邏弘姎庠O(shè)備的應(yīng)用性能進(jìn)行有效的反映，影響電氣系統(tǒng)中整個(gè)電流運(yùn)行的絕緣數(shù)值。不過設(shè)備在使用初期電流并不會(huì)出現(xiàn)較為明顯的變化，而當(dāng)受到一定的阻礙之后，系統(tǒng)的電流便會(huì)逐漸增大。

當(dāng)避雷器設(shè)備處于正常工作狀態(tài)時(shí)，流經(jīng)避雷器的電流主要有兩種：①占比較大的容性電流；②占比較小的阻性設(shè)備電流。其中阻性設(shè)備電流具體是指設(shè)備內(nèi)部或者外部泄漏的電流。當(dāng)避雷器處于潮濕的環(huán)境中或者自身老化情況比較嚴(yán)重、受到干擾等，都會(huì)降低設(shè)備的絕緣性，使得避雷器設(shè)備容易出現(xiàn)電流泄漏的問題。而隨著阻性設(shè)備電流的增加，設(shè)備內(nèi)部與外部的損耗都會(huì)有較大程度的加大，從而導(dǎo)致避雷器的內(nèi)部容易出現(xiàn)熱擊穿的情況。

（2）耦合電器設(shè)備、電流感應(yīng)器、套管等阻性設(shè)備。耦合電器以及電流感應(yīng)器等設(shè)備消耗的正切值為一個(gè)物理量，其能夠?qū)υO(shè)備內(nèi)部的絕緣性能以及老化情況進(jìn)行直接的反映。在當(dāng)前的設(shè)備組成結(jié)構(gòu)中，電氣設(shè)備的分布情況通常都比較均勻，同時(shí)都具備較強(qiáng)的絕緣性。不過當(dāng)處于較為潮濕的環(huán)境中時(shí)，設(shè)備內(nèi)部的導(dǎo)電介質(zhì)元素會(huì)增加，降低設(shè)備的絕緣性能，進(jìn)而可能引起比較嚴(yán)重的問題。當(dāng)設(shè)備的絕緣性能下降時(shí)，一般會(huì)產(chǎn)生以下幾種問題：①絕緣導(dǎo)電介質(zhì)會(huì)有更多的損耗，產(chǎn)生大量的電流進(jìn)而使設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)熱擊穿的情況。而通過對導(dǎo)電介質(zhì)的損耗程度進(jìn)行觀測，能夠掌握導(dǎo)電介質(zhì)損耗量的實(shí)際變化情況。②絕緣內(nèi)部常會(huì)產(chǎn)生局部的放電情況，當(dāng)絕緣性能下降時(shí)，一旦遭到雷擊便會(huì)產(chǎn)生局部的放電。而通過測定放電的實(shí)際數(shù)值，能夠確定導(dǎo)電介質(zhì)的具體損耗情況。③對于電器設(shè)備而言，溫度對設(shè)備的絕緣性能有著直接的影響，絕緣性會(huì)隨著溫度的變化而呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)。絕緣的形態(tài)不同，其對應(yīng)的最佳溫度也不相同，當(dāng)外部的溫度環(huán)境出現(xiàn)損耗導(dǎo)致出現(xiàn)過負(fù)荷等情況時(shí)，會(huì)改變設(shè)備內(nèi)部的絕緣情況。如果溫度波動(dòng)較大，則會(huì)加快設(shè)備的絕緣老化，影響絕緣效果。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)絕緣缺損的情況時(shí)，擁有電氣絕緣的裝置，利用導(dǎo)電介質(zhì)的熱性檢測，能夠?qū)⒃缙诔霈F(xiàn)的缺陷及時(shí)的發(fā)現(xiàn)。通常，當(dāng)導(dǎo)電介質(zhì)的正切值和增長率都一致時(shí)，可以認(rèn)為這是早期缺陷，通過對電流以及電器的絕緣變化情況進(jìn)行檢測，從而能夠迅速的發(fā)現(xiàn)設(shè)備的早期缺陷。

3 高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)的應(yīng)用

（）變壓器的絕緣性能在線檢測。當(dāng)變壓器設(shè)備的絕緣性能出現(xiàn)異常時(shí)，在線檢測能夠?qū)φ兄蹬c增長率進(jìn)行追蹤，從而確定絕緣性能不正常的原因。變壓器出現(xiàn)熱擊穿的主要原因通常為大部分設(shè)備放電所導(dǎo)致的，而利用超聲波探測儀，能夠?qū)υO(shè)備的放電情況進(jìn)行檢測，但使用超聲波探測儀存在一個(gè)弊端，就是不能夠檢測到設(shè)備放電的具體位置，同時(shí)難以判斷設(shè)備放電對絕緣性能的具體影響，因此在制定相應(yīng)解決方案時(shí)比較困難。

（2）發(fā)電機(jī)設(shè)備的絕緣性能在線檢測。對于發(fā)電機(jī)設(shè)備的絕緣性能而言，其常出現(xiàn)的問題就是絕緣性能達(dá)不到實(shí)際要求。因此，在進(jìn)行在線檢測時(shí)，通常都是對設(shè)備的實(shí)際絕緣情況進(jìn)行分析。目前利用局部放電性對絕緣情況進(jìn)行分析是最常用的方式。

（3）高壓電氣設(shè)備的絕緣在線檢測。高壓電氣設(shè)備包括電流感應(yīng)器、電容式電流感應(yīng)器等多種設(shè)備，對高壓電氣設(shè)備的在線檢測主要指的是對交流導(dǎo)電的泄漏情況進(jìn)行檢測，進(jìn)而明確設(shè)備的整體受潮情況以及實(shí)際的絕緣性能。

（4）氧化避雷器設(shè)備的絕緣在線檢測。對氧化避雷器設(shè)備的絕緣性能而言，受潮和老化是其最常見的問題，因此在實(shí)際工作中對于可能導(dǎo)致絕緣性能下降的原因必須進(jìn)行重視，即要時(shí)刻的對電流進(jìn)行檢測，掌握電流的實(shí)時(shí)情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的阻止電流進(jìn)一步的增大。而在設(shè)備運(yùn)行過程中，則要對電流進(jìn)行合理的應(yīng)用，同時(shí)對比之前的檢測數(shù)據(jù)，從而能夠在較短的時(shí)間內(nèi)確定出現(xiàn)問題的具體位置。目前，一種安裝在避雷器接線引線上的檢測設(shè)備，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行電壓下的泄漏電流進(jìn)行檢測，并且能夠?qū)Ρ芾灼鞯膭?dòng)作次數(shù)進(jìn)行記錄，在完成帶電檢測功能的同時(shí)，還能夠?qū)υO(shè)備的阻性電流以及絕緣數(shù)值進(jìn)行在線分析，實(shí)用性較強(qiáng)。

4 高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)應(yīng)用分析

對于工礦企業(yè)來說，高壓電器設(shè)備的絕緣技術(shù)對保證整個(gè)作業(yè)過程的安全非常重要。為了確保電氣設(shè)備的運(yùn)行過程足夠的安全，避免設(shè)備受到損壞，需要對電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)采用相應(yīng)的保護(hù)措施。同時(shí)，要結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，掌握電氣設(shè)備以及供電設(shè)備的具體情況，保證工礦企業(yè)的日常作業(yè)能夠正常進(jìn)行，進(jìn)而使工礦企業(yè)的生產(chǎn)效率能夠得到較大幅度的提高。

高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)、高電壓以及通訊等多種技術(shù)，其中數(shù)字信號的傳輸、傳感器以及狀態(tài)診斷是關(guān)鍵。通過應(yīng)用高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)，能夠完成狀態(tài)的檢修，實(shí)現(xiàn)由原有的電氣維修向狀態(tài)維修過渡。通過將絕緣技術(shù)應(yīng)用到狀態(tài)維修中，能夠使工作效率與工作質(zhì)量得到較大提升，具體如下：①能夠避免采用周期技術(shù)檢修對設(shè)備使用所帶來的不利影響，通過對檢修計(jì)劃進(jìn)行合理安排，能夠使設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)不會(huì)受到影響，降低維修成本，從而增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。②能夠降低高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)與維修的盲目性，降低高壓電器設(shè)備在進(jìn)行維修時(shí)可能引起故障的概率，使設(shè)備的維護(hù)檢修工作更加的合理，從而延長設(shè)備的使用壽命。③顯著降低開關(guān)操作以及停電的時(shí)間，從而使電力系統(tǒng)具備較高的經(jīng)濟(jì)性與安全性。④能夠?qū)Ω邏弘姎庠O(shè)備運(yùn)行過程中的電壓絕緣性能以及故障排除進(jìn)行連續(xù)正確的反映，對高壓電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)的絕緣欠缺能夠進(jìn)行及時(shí)的檢測，避免出現(xiàn)突發(fā)性絕緣問題，減少突發(fā)性事故出現(xiàn)的概率，使高壓電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性能夠有保障。⑤絕緣技術(shù)能夠彌補(bǔ)預(yù)防性試驗(yàn)，通過將預(yù)防性試驗(yàn)與絕緣技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，根據(jù)絕緣技術(shù)的結(jié)果完成相關(guān)預(yù)試的布置安排，延長大修周期，對于推動(dòng)狀態(tài)維修的發(fā)展有重要意義。

狀態(tài)維修需要能夠?qū)Ω邏弘姎庠O(shè)備帶電工況的絕緣參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的掌握，而通過應(yīng)用絕緣技術(shù)，便能夠得到高壓電氣設(shè)備帶電工況的絕緣參數(shù)。當(dāng)高壓電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中，對絕緣的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過對這些參數(shù)進(jìn)行比較分析，從而判斷需不需要進(jìn)行檢修。

此外，在高壓電氣設(shè)備的監(jiān)督管理上，也有較為嚴(yán)格的要求。比如，高壓電器的外絕緣表面不能夠有裂紋出現(xiàn)；設(shè)備的瓷套、法蘭、復(fù)合外套不能夠有裂紋、放電燒傷以及破損情況的出現(xiàn)；對于涂覆了RTV 涂料的磁外套具需要保證具備較好的憎水性，要確保涂層的完成性，不能夠出現(xiàn)缺損、起皮以及龜裂等情況。并且還要對高壓支柱的絕緣子進(jìn)行定期的探傷檢查，避免有斷裂等情況的發(fā)生。而對于在氣溫較低的區(qū)域，在電氣設(shè)備的水泥澆筑位置需要采用涂覆聚硫防水膠等方式，從而保證設(shè)備的安裝穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

根據(jù)上述分析，可以看出高壓電氣設(shè)備的絕緣技術(shù)應(yīng)用對整個(gè)電力系統(tǒng)來說是非常重要的，通過利用這種技術(shù)對相關(guān)絕緣問題進(jìn)行分析，能夠確保電力系統(tǒng)保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。此外，絕緣技術(shù)還是目前電力系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)維修工作的重要基礎(chǔ)與使用方法，因此應(yīng)當(dāng)加大推廣力度，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。本文通過對高壓電器設(shè)備絕緣技術(shù)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行介紹，分析了高壓電氣設(shè)備絕緣技術(shù)具體的應(yīng)用，展現(xiàn)出了非常明顯的優(yōu)勢，對之后的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用都能夠起到一定的促進(jìn)作用。