摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,电力设备的应用越来越广泛,电力设备状态检修技术也在不断发展,高电压设备绝缘老化与状态检修技术已经成为社会各界关注的重点,是确保供电系统安全稳定的根本。结合个人实践工作经验与相关参考文献,就高电压设备绝缘老化及其状态检修技术展开探讨,以供参考。
关键词:高压电设备;绝缘老化;状态检修技术
引言
目前由于高电压设备绝缘老化引起的电网安全事故在国内外屡见不鲜,不仅造成经济损失,也威胁公民的人身安全。变电站中高电压设备的安全稳定运行是电网的安全保障,为实现电网的安全运行,需要根据绝缘材料的特性运用绝缘状态检修技术对设备进行状态检测,尽早发现安全隐患并予以消除。
1绝缘老化主要类型
1.1热老化
高电压设备长时间运行中通常产生大量的热,导致绝缘材料温度升高。一般来讲,绝缘材料的使用寿命与使用过程中温度损害有直接关系。V.M.Montsinger在1930年提出的10℃规则中指出:绝缘材料受温度损害十分严重,温度每提升10℃,通常材料的生命周期就缩短一半。虽然因绝缘材料的材质不同受到该规则影响不同,但是绝缘材料温度损害依然十分严重。由Dakin在1948年提出的新观点:绝缘材料热老化的本质是材料的一系列氧化化学反应。这一理论得到广泛赞同。
1.2电老化
由于高电压设备绝缘材料能够进行局部放电,因此极有可能造成绝缘材料出现局部绝缘击穿的现象,严重破坏绝缘材料的绝缘性能,随着击穿范围的进一步扩大,导致绝缘能力显著下降,最终导致绝缘材料的使用寿命急剧缩减。与此同时,局部放电也会导致绝缘材料出现热老化,一般来说,局部放电产生的电热能使得绝缘材料在空气中发生氧化还原反应,甚至导致绝缘材料遭受严重的腐蚀,加强电导能力,最终形成了热击穿。大多数研究人员认为,当绝缘材料局部放电电压的初始值大于这种材料的外施电压的时候,绝缘材料一般不会发生由于电场变化出现电老化的状况。因此,电击穿强度的强弱成为判断材料绝缘老化一项重要的指标。除此之外,绝缘材料耐电的强度也决定着材料的使用寿命的长短。
1.3多应力联合老化
电力工作人员在对高电压设备绝缘性能进行研究时,往往会从绝缘材料的外加应力类型以及绝缘材料本身的材质特性这两个方向入手加以深入分析,以便能够发现高电压设备绝缘材料的老化规律。绝缘材质不同,对环境产生的影响也有所不同,因此在使用过程中,绝缘材质特性决定了其所受到外界干扰以及破坏难易的程度。已知材料的外加应力有很多类型,对材料造成的影响也各不相同,在外界机械应力的影响下,绝缘材料极易发生气穴、裂缝问题。特别是绝缘材料长期受到外界温度、湿度的影响,也进一步加剧了高电压设备绝缘材料的实际老化速度。要想做好高电压设备绝缘老化的预防工作,必须要从高电压设备绝缘材料的多应力联合老化因素加以探讨。
2绝缘检测技术的特点与技术组成
2.1技术特点
高电压设备绝缘检测技术具有众多显著的特征,一般包括:停电周期大幅减短,在一定程度上减少了控制开关的数量。这一显著的特征能够有效的增加电网供电的稳定性和可靠性,对于整个电力系统来说,其在一定程度上大幅增加了电力系统整体的经济效益。通过绝缘检测技术对高电压设备的绝缘性能实施检测,可以有效避免定期检修造成的资源浪费以及维修时间安排不合理的问题。与此同时,该技术可以及时发现设备中存在的绝缘缺陷问题,并对其进行及时的反馈和检修,保证了检修的高效率,降低维修的成本,增加电力设备正常运行的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆使用检测技术对高电压设备的绝缘性能实施检测,能够为设备的检修计划提高可靠的数据支持,尽可能减少检修过程中停电的次数,这样才能确保设备绝缘性能的稳定性,延长设备的使用时间,同时节省了大量的人力以及物力。
2.2技术组成
设备绝缘监测技术主要是由绝缘材料部分的数据采集技术、数据分析技术、数据处理技术和相关通信技术等共同组成。数据的采集技术通常使用较多的监测传感器支持,通过传感器对各种绝缘材料的工作状态进行采集、汇总数据,利用特殊通信技术将采集到的数据传输到系统中。系统通过数据分析技术对整个电路中绝缘数据进行分析归纳,并采用特定数据处理技术将计算好的数据存储到系统特定区域,供参考调用。工作人员通过对数据的分析,找到故障原因或者隐患危险点,进行维护处理和老化故障排除。绝缘监测技术从本质上讲就是一种数据滤波技术。将采集到的复杂的信号中排除干扰信号,对不规则信号处理过滤,并提取有效信号数据。通过这种方式对绝缘监测到的数据进行处理、分析,判断电气设备绝缘材料的老化程度及使用寿命。在绝缘材料相关数据采集的过程中,采集传感器是该监测系统最重要的组成部分之一,选择高精度传感器显得尤为重要。传感器的灵敏度据定了采集数据的灵活性和准确性,这样才能确保最后的研究成果是真确的、稳定的。
3高电压设备的状态检修技术
3.1预测绝缘寿命与状态检修
在实际运行过程中,高电压设备的实际运行时间往往高于设计使用年限。这种问题常出现在变压器、发电机等设备中,在确保绝缘材料性能优异的前提下可以继续使用。因此,电力工作人员要对高电压设备绝缘寿命进行科学预测,尽可能延长高电压设备使用寿命,但是,一旦高压电源设备绝缘寿命延长到了一定时限后就不可继续增加,以免发生安全隐患问题。高电压设备的绝缘老化现象是一个逐渐演变的过程,因此仅采用传统离线试验、定期检验方法,不但会造成大量人力、物力的浪费,还会因为过度检修给高电压设备的安全稳定运行留下巨大隐患,加大高电压设备绝缘材料的检测难度。利用状态检修技术,辅以离线试验方式,不仅能大大提高高电压设备检修的可靠性,还能获得最大的经济效益,因此,做好高电压设备状态检修技术尤为重要。
3.2高电压设备状态检修技术的实现
①对于高电压设备绝缘老化状态的检修必须依靠简单易行、准确可靠的在线检测技术作为基石,同时在检修绝缘材料的过程中提供确实可行的意见。其中,必须对绝缘材料在各种环境条件以及应力下的老化规律进行整理,并根据运行环境对其进行科学的分析,将绝缘材料的变化方向和运行现状直观地展示出来。所以,必须对绝缘材料实施非破坏性的试验分析。除此之外,还必须使用相关的知识将分析的结果变为残余击穿电压的形式,为高电压设备绝缘材料的老化分析提供依据。②在线检测在运行过程中必须解决各种问题。就目前来说,油浸故障分析与油中溶解气体分析是应用较为广泛的检测技术。除此之外,随着科技水平的不断提高,超声波探测技术也逐渐被人们使用。这种新型技术较传统技术来说,更加实用且经济,并且检测的效果也更加好。现如今,使用最广泛的检测技术就是脉冲回声技术,其能够灵敏地检测出绝缘材料中的缺陷。
结束语
综上所述,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。
参考文献:
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论文作者:韦泽华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
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