(平高集团威海高压电器有限公司 山东威海 264200)
摘要：经济的快速增长缺少不了电能的支持，电力系统逐渐扩大，高压电气设备越来越多，对于其绝缘在线监测有了更高的要求，怎样能够设计出优质的高压电气设备在线绝缘监测系统，成为电力工作人员们非常重要的一个问题，本文就该系统做了简要研究，并分析了其中主要设备的监测要点，希望能为这一方面的工作提供一些值得参考的资料。
关键词：高压；电气设备；绝缘；在线监测系统
电力系统中高压电气设备有着非常重要的地位，假设其绝缘位置出现了损坏，而没能及时对其进行处理，将会引发其设备和电网的安全运行问题，出现绝缘故障和安全事故。因此，研究人员提出了使用绝缘在线监测系统，对绝缘位置进行相应的监测，以便其出现损坏能够及时处理，避免安全事故发生，确保整体电力系统运行安全。
1、高压电气设备在线绝缘监测系统
1.1绝缘监测方法
基于高压电气设备在线监测系统智能诊断的信息需要，高压电气设备绝缘需进行综合监测。综合监测方法通常有离线的绝缘参数测量与试验和在线监测。离线试验及检测项目在检修规程中已有详细的规定，广泛应用的检测方法有直观检查法、测量绝缘电阻法、测量泄露电流法、高压试验法、测量损失角法和局部放电法等。高压电气设备绝缘在线监测是指在电气设备处于运行状态中，利用其正常信号和异常信号，包括电压、电流、局部放电量、介质损耗值、泄露电流以及设备电容值等多种信号来监测设备绝缘状况。基于现代智能技术的处理，监测信号的特征参数能够真实的反映电气设备绝缘的运行工况，从而对绝缘状况作出及时准确的判断。当今，高压电气设备绝缘在线监测通常采用的有：绝缘油在线色谱分析、交流泄露电流、介质损耗角正切、局部放电量及放电位置、设备电容值和绝缘了动态污秽等在线监测。
1.2在线绝缘监测主要信号的采集处理
目前，局部放电量是反映绝缘状态最灵敏的特征量，可以在故障早期发现潜伏性故障，为设备的维护提供最有力的依据。局部放电信号是非常微弱的脉冲信号，目前主要采用超宽频电流传感器进行采集，但信号中含有大量的噪声干扰，普通滤波器难以消除。利用局部放电信号中的白噪声和周期性窄带干扰在小波变换后的不同特性，以及局放信号与周期脉冲具有不同的相关性，提出局放信号的分层式综合处理模型。该模型达到了提高抗干扰能力和准确提取局部放电信号的目的，有效提取绝缘特征参数，能够准确预测绝缘老化和进行故障识别。
介质损耗的测量是一项灵敏度很高的监测项目。其测量原理大都使用硬件鉴相既过零比较的方法进行在线测量。目前的绝缘在线监测基本都是用快速傅立叶变换(CFFT)的方法来求介损。它是取运行设各PT的标准电压信号与设各泄露电流信号直接经高速A/D采样转换后送入计算机，通过软件的方法对信号进行频普分析，仅抽取SOHZ的基本信号进行计算求出介损。这种方法能很好地消除各种高次谐波的干扰，测试数据稳定，能很好地反映出设备的绝缘变化。电容性设备泄漏电流的测量信号是从末屏采集的，一般为毫安级。由于在现场易受强电场的干扰，因此要求传感器具有较高的稳定性和抗干扰性，材料一般使用线性度和稳定性高的披莫合金，结构采用零磁通传感器，并用钢质外壳屏蔽。现在在线监测将采集信号就地进行数字化处理以消除干扰。电容量的测量是根据泄漏电流和采集的母线电压换算得到的。国内泄漏电流和电容量在线监测装置数据准确、稳定，可以满足现场需要。
对于设备物理量(如变压器油温、气体含量等)的在线监测则是通过置放传感器探头的方法采集信号，并转换成数字信号送入计算机进行分析处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2、分析在线绝缘监测设备的要点
2.1避雷器
目前变电站使用的氧化锌避雷器绝大部分不再有串联问隙。MOA运行期问总有一定的泄漏电流通过阀片，加速阀片老化；而受潮和老化是MOA阀片劣化的主要原因。正常情况下泄露电流中容性电流占主要成分，阻性电流约为10%-20%左右。阻性分量主要包括：瓷套内、外表面的沿面泄漏，阀片沿面泄漏及其本身的非线性电阻分量和绝缘支撑件的泄漏等。当避雷器出现故障时，阻性电流逐步增大，而成为全电流中的主要成分，全电流也会增大。避占器绝缘事故主要原因是阻性电流增大后，损耗增加，引起热击穿。因此，只要对运行中避雷器的全电流或阻性电流进行监测，并将所得数据与出厂及历史数据相比较，即可发现避雷器的绝缘缺陷。检测MOA泄漏全电流和阻性电流能有效地反应MOA的绝缘状况。所以测量交流泄漏电流及其有功分量是现场检测避雷器的主要方法，预防性试验规程也将氧化锌避雷器（MOA）“运行中泄漏电流”的测量列入预试项目。定期对MOA的阻性电流进行测试或监测，那么会更灵敏地发现MOA的早期故障隐患，更能提前防范，确保氧化锌避雷器的安全可靠运行。
2.2 CVT、耦合电容器、电流互感器、套管等容性设备
测量CVT、耦合电容器、电流互感器、套管等容性设备的在线监测技术已日渐成熟，也取得了很多的应用效果。主要测试项目有：介质损耗、泄露电流、电容量、三相不平衡电流等。对于高压容性设备来说，介质损失角正切值是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现电气设备绝缘整体受潮、绝缘劣化以及局部缺陷。绝缘受潮缺陷占用电容型设备缺陷的85.4%，这是由于电容型结构是通过电容分布强制均压的，其绝缘利用系数较高，一旦绝缘受潮往往会引起绝缘介质损耗增加，导致击穿。对于具有电容式绝缘的设备，通过其介电特性的检测可以发现尚处于比较早期发展阶段的缺陷。研究表明，在缺陷发展的起始阶段，测量电流增加率和测量介质损耗正切值变化所得的结果一致，都具有很高的灵敏度；在缺陷发展的后期阶段，测量电流增加现象和电容变化的情况一致，更容易发现缺陷的发展情况。
2.3高压开关柜
高压开关设备内部绝缘部分的缺陷或劣化、导电连接部分的接触不良等，使得其在事故潜伏期绝缘都可能产生放电现象，故可以通过对放电的监测得到相关绝缘状况。通常采用的绝缘监测方法有交流泄露电流在线监测和介质损耗角正切在线监测方法，在一些研究中，使用射频法对开关柜内的绝缘和接触不良的在线监测技术进行了探索。利用上述监测方法可以较方便地获取高压开关柜的有关绝缘信号的波形。由于高压开关柜内电磁环境较为恶劣，某些信号的波形往往含有很多因干扰而产生的“毛刺”，这对从波形中提取有用信息十分不利。由于“毛刺”主要由高频成分组成，故信号经过低通滤波后“毛刺”便被大大削弱了。但由于波形中可能存在有用的高频成分，低通滤波会将这部分高频成分也不加区别地除去，使波形发生失真。基于小波变换的高压开关柜监测信号消噪方法可以用于选择性地去除信号中的“毛刺”。
结束语：
综上所述，高压电力系统中，针对绝缘问题设置了绝缘在线监测系统，其结合了信息技术和网络技术，能够实现远程的传输数据和图文信息，进而对绝缘位置的具体情况做详细监测，进而第一时间处理绝缘损伤，避免绝缘故障出现，促使电网运行更加可靠和安全。
参考文献：
[1]纵珠明. 变电站高压电气设备绝缘在线监测的应用研究[J]. 城市建设理论研究, 2016(17).
[2]樊伟. 变电站高压电气设备绝缘在线监测的应用研究[J]. 工业, 2016(12):00264-00264.
[3]李纪禄. 浅谈高压电气设备绝缘在线监测技术应用及发展前景[J]. 自动化应用, 2017(10):83-84.
论文作者:刘威
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/14
标签：在线论文; 电流论文; 高压论文; 信号论文; 电气设备论文; 测量论文; 避雷器论文; 《电力设备》2018年第5期论文;