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摘要：本文主要论述了变电站高压电气设备的绝缘监测技术，分析了在线监测技术的使用方法和应用的技术，希望能够为今后的变电站高压电器设备的使用提供参考。
关键词：变电站；高压电器设备；绝缘；监测
一、前言
针对变电站高压电气设备，必须要在使用的过程中做好相关的监测工作，监测的过程中要采取更加有效的监测技术，科学利用在线监测软件，提高监测的效果。
二、变电站高压电气设备绝缘在线监测技术发展概况
绝缘设备监测技术是在上个世纪七十年代兴起的，最初的绝缘在线监测技术主要就是使用数据采集和传感器来完成监测的，但是随着社会的不断进步，最初的在线监测技术的速度就跟不上人类的需求，而且监测效果也一般，这样就出现了越来越多的监测方式。变电站高压电气设备绝缘在线监测技术发展基本上可以划分为以下两个阶段。
1.带电测试阶段
这一阶段就是最初的在线监测阶段，主要就是使用数据采集和传感器，当时由于技术原因，监测的目的就是单纯的为了不停电对电器设备的某些参数进行监测，并不能够全方位的监测。在最初的阶段，监测使用的数据采集和传感器基本上都是带电测试仪器，但是这些设备都相对比较简单，测试不能够很全面，灵敏度也相对的较差，一直到后来技术有所发展这种带电测试仪器才被淘汰。
2.在线监测阶段
从上个世纪九十年代开始，人类的技术发展迅速，尤其是电子计算机的推广使用，这样就给监测提供了更加有效的技术保障，在变电站高压电气设备绝缘的监测上迎来了在线监测阶段，在这一阶段，主要采用的技术就是超声波探测、红外测温、截至损耗值等技术，这样就能够更加全面方便的监测变电站高压电气设备的绝缘问题。近年来，随着技术的不断进步和发展，在线监测已经实现了自动化。
三、监测的基本原理
1、监测对象及参数
高压电气设备绝缘在线监测技术是在被监测电气设备处于带电运行状态中，利用其工作电压来监测绝缘的各种特征参数。因此，能真实的反映出被监测电气设备绝缘的工作情况，从而对该被监测设备的绝缘状况做出准确的判断。该技术能根据不同的被监测电气设备进行监测——检测被监测设备的介质损耗值、电容量、泄漏电流、绝缘电阻、母线电压和三相不平衡信号等电气参数。近年来，在线监测技术得到进一步的发展，电力部门可以根据自身需要检测所需的电气量。
2、在线监测技术的普通功用
近几年研制的高电压设备绝缘在线监测系统既能对被监测的带电设备的绝缘特性参数实时测量，同时还能对获取的参数数据进行分析处理。该技术具有以下作用：在测量避雷器在运行中的容性电流和阻性电流变化情况时，可以掌握该被测量对象的内部绝缘受潮以及阀片老化情况；在测量CVT、电流互感器、耦合电容器、套管等电气设备的泄漏电流和介质损耗时，可以掌握该被测量对象的内部受潮和绝缘老化及损坏缺陷；在测量充油设备绝缘油的内部可燃性气体变化情况时，可以掌握该电气设备内部有无过热、放电等病变情况。发展到目前的在线监测技术已经拥有以下优点：第一是检测阻抗稳定，不受变电站强电磁干扰的影响，并且在系统操作过电压、雷电过电压作用下具有自保护性，不发生性能变化和软件损坏现象；第二是对于检测到的信号传输过程中，不发生失真和对其附近的其他信号有影响，同时也不受其他信号的干扰；第三是由于现代计算机的应用，使其具有专业的分析功能，可以判断设备内部绝缘状态；第四是系统分析数据能够远程传输，实现各单位数据共享。
四、高压电气设备在线绝缘监测的关键技术
1.信号传输技术
如何把有传感器获取的信息，无畸变地送到数据处理单元去分析、处理、存储，选择什么样的通信方式很重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为这些工作很多都是在现场进行、在设备带高压的情况下进行，所以要设法准确地获取并传输这些相当微弱的信号，使更少受或不受干扰，就必须采取一系列的抗干扰措施。
2.传感器技术
对电气设备绝缘进行在线监测，首先是如何选用和研制各种需用的传感器，以便从被监测设备上获取信息，有时还需要从其他设备上同时取得作为对比或基准的信息。然后是怎样保证传感器在户外有温度变化和干扰的环境中性能稳定、工作可靠。
3.抗干扰技术
在高压电气设备在线绝缘监测的各环节中，都离不开抗干扰的问题。它包括抗电场干扰和磁场干扰。因此抗干扰技术的好坏可以说是绝缘在线监测成败的关键之一。
4.数据分析、处理和诊断技术
对电气设备进行在线监测的目的是了解和评估设备在运行过程中的状态，从而能及时地发现故障隐患。因此，通过对监测到的大量数据进行分析、处理是十分重要的。它可以帮助我们去伪存真，提取信号特征供诊断使用。
四、在线绝缘监测系统在变电站高压电气设备中的应用
1.避雷器绝缘在线监测
避雷器对变电站的运行安全起着关键作用。避雷器绝缘故障是指由于通过避雷器的阻性电流增大，导致其损耗增大，进而造成热击穿现象。在传统的预防性试验中，主要通过检测避雷器的漏电电流判断其绝缘状态，监测效率较低，且效果较差。目前，通过在线监测避雷器中的阻性电流，可及时发现避雷器中存在的绝缘安全隐患，这有利于变电站避雷器运行的安全和稳定。
2.变压器绝缘在线监测
在变压器绝缘监测中，要了解变压器绝缘状态的表示方法。其中，一般用局部放电量、放电位置、油中溶解气体、介质损耗值、设备电容和漏电电流等电气特征量表示变压器的绝缘状态。高压电气设备绝缘在线监测系统能在线监测变压器的局部放电量、氢气浓度等，实时评估变压器的绝缘状态，并通过定位技术，获取局部放电的三维坐标。在油中气体浓度的在线监测中，监测气体包括CO2、CH4、C2H2、C2H4、CO和C2H6等，可根据气体浓度评估变压器的绝缘状态。如果评估结果显示变压器绝缘存在问题，就需要跟踪气体的产气率，以此判断绝缘故障的性质，并根据不同的气体浓度判断发生故障的元件和故障类型。一般而言，在判断故障类型方面，在线监测需要与电气试验、气相色谱法相互配合，以提高诊断的准确性。
3.容性电气设备绝缘在线监测
耦合电容器、CVT、电流互感器、电压互感器、套管等都属于容性电气设备。目前，对这些容性设备的绝缘在线监测技术已逐渐成熟，并得到了广泛的应用。对容性电气设备的监测项目包括电容量、漏电电流、介质耗损和三相不平衡电流等。
如果绝缘受潮，就会增加介质的耗损，从而出现绝缘被击穿的现象。测量通过设备的电流也是绝缘监测的重要方式之一，该方式能够有效判断设备绝缘有无缺陷。如果设备绝缘存在缺陷，且处于初级阶段，则绝缘介质损耗角正切值的变化应与电流变化一致；如果绝缘缺陷已发展至后期，则设备电容的变化应与电流变化率一致。该方法具有较高的灵敏度，可准确地判断设备有无绝缘缺陷。
4.高压开关柜绝缘在线监测
在变电站中，高压开关柜绝缘在线监测是高压电气设备绝缘监测的重要项目之一。高压开关柜绝缘故障主要表现为导电连接部分接触不良、绝缘老化、绝缘缺陷和绝缘劣化等，这些故障在潜伏期就会导致绝缘放电。而在线监测可评估高压开关柜的绝缘状态。目前，在线监测高压开关柜绝缘状态的主要方式为测量介质损耗角正切值和在线监测漏电电流。另外，还可以通过射频法监测高压开关柜导电连接部分接触不良的问题。
六、结束语
综上所述，变电站高压电气设备的监测技术越来越先进，现在的在线监测技术已经可以为变电站高压电气设备的使用提供更多的有效数据，可以进一步推广使用。
参考文献
[1]张建华，王贻平，郭守贤.高压电气设备绝缘在线监测系统现场校验技术研究[J].华东电力，2012，09：1499-1503.
[2]刘明光，白生龙，杨焕廷，李碧，邹灿伦.高压电气设备绝缘在线监测研究[J].电气化铁道，2013，04：11-14.
论文作者:高维平
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/11/10
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