（包头供电局 内蒙古包头 014030）
摘要：随着电气设备运行状态监测技术的不断进步与检修技术的不断完善，根据电气设备的实际运行情况进行“状态检修”成为维护电气设备有序工作，保障电网稳定运行的重要途径。相关检修人员只有充分的认识电气设备绝缘材料的老化规律，并有针对性的对一些易老化的部件进行连续或间断的在线监测，不断提高自身的专业技能水平与思想道德素质，才能真正的实现状态维修，保障电力系统的有序运行。
关键词：高电压设备；绝缘老化；状态检修；技术
1概述高电压设备绝缘老化
1.1电老化
绝缘体在电场作用下的老化行为没有具体的描述公式，目前普遍采用倒数幂公式L=K/En进行表示，其中K为与具体绝缘材料电压系统相关的常数，E表示外加电场，n表示电压耐受系数。部分学者认为如果外部施加的电压低于绝缘局部放电起始的电压时，就不会有受到电场干扰引起的老化。在恒温的条件下，绝缘体的使用时间趋向于所在电场的阈值，如果绝缘体的外加电场接近或低于所处电场的阈值，则此绝缘体的使用期限趋于无穷长。此外，当材料的击穿强度远远高于外部施加的电场时，此时的绝缘材料具有较长的寿命，在较长一段时间内不会被电场击穿，具有较强的耐电强度。从非线性电导率的理论出发，电压的电流会引起气穴中气体和表面温度升高，使得绝缘体在外部施加电场的作用下持续老化。
1.2热老化
高电压设备绝缘材料的局部放电，可能引起绝缘材料的局部绝缘击穿，绝缘性能遭到破坏，并逐步扩大击穿范围，使得绝缘能力降低，引起绝缘材料使用寿命减少。同时局部放电也会引起材料热老化，通常来讲，局部放电产生的热量促使绝缘材料与活泼性气体发生氧化反应，甚至使绝缘材料遭到腐蚀，增加电导能力，最后形成热击穿。很多研究学者认为，如果绝缘材料局部放的电压起始值高于该材料的外施电压时，绝缘材料通常不会出现由电场变化引起的老化现象。电击穿强度因此成为评价材料绝缘老化的一项重要标准属性。绝缘材料的耐电强度，决定了材料的使用寿命周期。
1.3多应力联合老化
根据高电压设备的运行实践情况，绝缘体材料的自身属性、部施加应力的类型和生产过程中的技术手段等都会影响绝缘老化的速度和程度。多应力联合老化是影响高电压设备绝缘寿命的一种普遍形式，高电压设备本身有很多的因素会产生机械应力，主要是旋转设备引起的部分振动，还有金属导体部分热膨胀系数引起的周期性应力和绝缘介质材料承受的交流电场力等。机械应力的表现形式主要是绝缘介质材料长时间使用产生裂纹或者气穴，诱发形成电树枝并生长。对于旋转设备的振动，主要表现为绝缘介质受到电应力、热应力和机械应力三者的同时作用。此外，对于在湿度较大的环境下，湿度会影响到一些敏感潮气的绝缘材料。
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2基于绝缘老化的状态检修分析
2.1状态维修的意义
因为高电压设备绝缘材料出现老化现象是一个渐变的过程，一旦出现老化，就会产生严重的事故，因此使用传统的离线试验以及定期检修对高电压设备绝缘材料进行检修是行不通的。传统的检修不但会由于盲目的进行检修而浪费大量的人力物力，同时过度检修给高电压设备带来更多的安全隐患，增加了绝缘材料缺陷检测的难度。因此，使用在线检测为主，离线试验为辅的方式对绝缘材料进行检测是不可或缺的。
2.2状态维修的实现
状态检修需要准确、可靠的非破坏性试验及简易或连续的在线监测技术，对绝缘作出修复或更换等决策也必须准确可信地预测或估计设备绝缘状况。只有充分了解绝缘在各种应力及实际设备运行环境作用下的老化及击穿机理，才有可能确定所要监测的参数并采取相应的测量方法。其根本目标是获得绝缘系统状态的相关信息，再从这些信息中抽取出一定的标准或判据对系统进行判断，以便对系统采取相应的措施。目前能够监测和处理的参量较多，但找出能够反应绝缘状态的参量比较难。对不同的设备，不同的绝缘系统，能灵敏地反映设备绝缘状态的检测量显然不同。目前广泛采用油中溶解气体分析（DGA）判断和识别油浸电力变压器故障。现在尝试实现在线DGA，连续跟踪油中气体并及时诊断。超声探测作为一种无损检测技术也已用于聚合物试品的老化探测，且被认为是绝缘老化检测的最经济实用的非破坏性测试手段之一。目前，多采用脉冲—回声技术，以A扫描模式（将入射波与反射波同时显示在示波器屏幕上）探测绝缘缺陷，能检出诸如绝缘介质中的空腔、裂纹、分层及电、水树枝、介质中包含的异物、介质不均匀及局部机械应力集中等，该技术还可用于多层结构的实际绝缘系统。许多学者认为，局部放电是有机绝缘逐渐老化并最终击穿的主要原因，设备的局放情况能够反映设备的绝缘状况。目前已经出现了以计算机为数据存储、处理中心的局放自动测量系统，各种设备的在线监测装置也相继投入现场应用，电容型设备均可实现在线检测。但是目前精确定位局部放电源及确定放电对绝缘危害程度还有很大的难度，需要进行进一步的工作。
2.3高压电气设备绝缘性能的判断
高压电气设备绝缘预防性试验是保证设备安全运行的重要措施。本文从三种试验方法分析讨论测量电气设备绝缘的各种特性，从而判断其绝缘内部的缺陷。
（1）绝缘电阻的测量。这是最基本和常用的非破坏性试验方法。就是用兆欧表测量被试验的绝缘电阻。通常电气设备的绝缘都是多层的，这些多层绝缘体，在外施直流电压下，就有吸收现象，即电流逐渐减小而趋于某一恒定值（泄漏电流）。因此，可根据被试品的电流变化情况来判断被试品的绝缘状况。
（2）泄漏电流试验。泄漏电流试验与绝缘电阻测量原理相同，只是前者在
较高电压下进行（高于10kV），通常是测量出试品在不同试验电压下的泄漏电流，做出泄漏电流I与试验电压U的关系曲线，因此能更灵敏地测出缺陷。
（3）耐压试验。耐压试验是绝缘预防性试验的一个重要项目，即对绝缘加
一个比工作电压高得多的电压进行耐压试验。在试验中可能引起设备绝缘的损坏，故又称破坏性试验。为避免设备的损坏，耐压试验要在非破坏性试验之后进行。目前，绝缘预防性试验中应用耐压试验方法主要有交流耐压和直流耐压两种。在应用中，通过这种方法发现过大量的缺陷，有效地提高了电气设备的安全。
3结语
总而言之，高电压设备的绝缘老化是由于各种应力作用下引起的老化，做好状态检修工作，首先需要保证非破坏性试验，以在线检测为主离线检测为辅，针对一类高电压设备测量可以灵敏反映绝缘介质老化状况的物理参数，并对参数进行连续测量分析，最终找出绝缘介质的缺陷。此外，发展绝缘在线检测技术，提高绝缘检测的技术水平，最终达到状态检修的效果，保证高电压设备的安全性。
参考文献：
[1]高电压设备绝缘老化及状态检修技术管窥[J].王海姣.黑龙江科技信息.2016（08）
[2]高电压设备绝缘老化及状态维修的实现[J].尚勇，钱政，杨敏中，严璋.高电压技术.1999（03）
[3]基于绝缘在线检测技术的状态维修[J].曾晓晖，聂端.中国农村水电及电气化.2005（09）
作者简介：
范春桥（1983.12.26-）；男；河北省清河县；汉；硕士研究生；工程师；研究方向：高压试验；包头供电局
论文作者:范春桥
论文发表刊物:《河南电力》2018年4期
论文发表时间:2018/8/16
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