摘要：高压电气设备的安全运行是一个重要的保证高压电网安全运行的关键环节,而这些高压电气设备在实际操作中将承受非常高的工作电压很长一段时间,可能会影响到闪电,操作和其它过电压,导致电气设备的绝缘是极其容易受到伤害。高压电气设备绝缘部分一旦老化或损坏，将影响高压电气设备的安全运行，造成设备事故甚至系统事故。在过去，高压电气设备的安全检查主要以预防为主。在电网容量不断增加的情况下，传统的监测方法已不能满足需求。因此，有必要寻找一种对高压电气设备绝缘进行实时动态监测的方法。在线监测系统现场验证技术能够满足高压电气设备绝缘监测的要求，已逐渐得到广泛应用。
关键词：高压电气设备；绝缘在线监测系统；现场校验
在线监测技术的发展,对高压电气设备绝缘在线监测装置的工作原理提供了有效丰富,本文全面阐述了运行中存在的问题,对现场核查技术的高压电气设备绝缘在线监测系统进行了研究,并对在线监测装置的管理和技术问题进行了分析。在此基础上，研制了高压电气设备绝缘在线监测系统现场标定装置。对关键技术进行了分析和阐述。
一、在线系统在高压电气设备绝缘监测中的优越性
传统上对高压电气设备绝缘性的检测方法是先停电，然后再对设备进行预防性的试验和检修。但这种检测方法存在许多弊端，检测时，大量的电气设备要停电，这就会影响整个电网系统的正常工作，从而影响供电，给用电带来不便;在停电状态下高压电气设备的状态与运行下的状态是不同的，在停电状态下检测得出的结果以及分析得出的解决方案，不一定能够解决设备工作时存在的问题;停电检修时，即使是运行状况良好的设备也要被断电和进行检修，这不仅会造成资源和时间的浪费，而且很有可能会损坏原本正常运行的电气设备。采用在线系统现场校验技术能够解决上述问题。在线监测系统是一种实时的动态监测，在对高压电气设备进行监测时，不需要停电，也就不会影响正常的供电，而且还会减少因突然断电对运行正常的设备的损害;现场校验技术是在设备运行的同时进行监测，检测得出的结果更具准确性，分析得出的方案也能更好地解决设备运行时出现的问题。可以提高解决高压电气设备绝缘问题的效率，从而保证高压电气设备的正常运行和电力系统的正常运行。
图1绝缘在线监测系统高压标准检验器电气原理图
二、高压电气设备绝缘在线监测系统测试仪的工作原理
1.高压电气设备绝缘在线监测系统高压标准检验器。高压电气设备绝缘在线监测系统高压标准检验器是一台可以带电改变介质损耗的电气设备,被测设备可以工作在系统电压下,其介质损耗的改变是已知的,而且是经过标准测试的。该高压标准检验器主要由高压无损标准电容器、低压可调无感标准电阻、切换装置等组成。其高压标准电容器电容量为1 000 pF,低压无感标准电阻配以不同的数值组合成介质损耗为0.33～1.337共7挡的高压标准损耗检验器,该高压标准损耗检验器可以在被测设备一直带有运行电压的情况下调节标准损耗检验器的档位。绝缘在线监测系统的传感器接在该高压标准检验器的低压端。该高压标准检验器进行绝缘在线监测系统比对试验的原理图如图1所示。校验器主要由交流滤波稳压电源、30 kVA调压器(B 1)、80 kV串级式试验变压器1台(B 2、B 3)、高压标准电容器(C)、100 kV/100 V标准电压互感器(B 4)、放电管(P-350)、标准无感电阻等元件构成。高压电气设备绝缘在线监测系统标准检验器所产生的电流IN(由电流取样传感器又称为I/U转换器转换成电压信号UIN)和标准电压信号U N(取自电压互感器的二次)输入到绝缘在线监测系统进行数据处理。由此可测出介质损耗tanδ、电容量C和泄漏电流IN。
2.高压电气设备绝缘在线监测系统低压标准检验器。高压标准检验器在现场对在线监测系统进行比对试验时,动用的设备较多,有时检测不方便,为此研制了ZJB-I型可变换介损数值的低压标准检验器。可变换介损数值的低压标准检验器由滤波电源(外接)、调压器、隔离变压器、CN1、C N2、C N3标准电容器、标准无感电阻R 1～R 21、电压表、电流表和开关等构成。
根据绝缘在线监测系统取样传感器电流的大小,选择损耗选择1～损耗选择3。低压标准检验器还设有氧化锌避雷器的全电流和阻性电流的检验回路。
三、在线监测系统现场标定技术在高压电气设备绝缘监测中的应用
1.对避雷设备的检验。对避雷设备的检验主要是指测量避雷器在运行过程中泄流电流和阻性电流的变化情况，通过数据分析和处理，掌握避雷器内部绝缘受潮以及阀片老化的情况，从而能够进行避雷器问题的维修和处理。目前，变电站使用的避雷器为氧化锌避雷器，这类避雷器很少存在串联间隙。对避雷设备进行检验的具体过程为:首先，将被监测的避雷设备接入地线旁路;然后，用信号线把信号发生器参考信号和需要检测的信号接入参考信号传感器以及避雷设备所在的信号传感器上;之后，使用电流表(毫安电流表和微安电流表)对被测避雷设备的信号电流和阻性电流的大小进行监测;联通电路后，通过调压器调节出合适的电压。要对电流表的幅值以及避雷设备的全电流和阻性电流进行准确记录，开启在线监测系统，从而实现避雷设备的实时监测。在检测过程中需要注意的是，在避雷设备的每个档位都应该通过在线监测系统反复监测至少5次，然后计算测试结果的平均值，作为在线监测系统的最终测量结果。本来受工作环境以及设备使用时间的影响，会使阀片劣化。在避雷设备运行期间，还会有一些泄漏电流通过阀片，造成阀片的加速老化。因为在避雷设备正常运行的情况下，它的阻性电流只有10%～20%的比例，避雷设备发生事故的主要原因就是因为电流泄露引起阻性电流的增加，从而造成全电流的增加，这样就会引起热击穿。通过对避雷设备全电流和阻性电流的监测，并根据检测得到的阻性电流和全电流，判断阻性电流值是否正常，就能得出避雷设备的运行状况，判断其是否需要维修或者更换。
2.对容性设备的检验。高压电气设备中的容性设备主要有无级变速器、耦合电容器、电流互感器和套管等。对这些容性设备的绝缘性进行检测需要用到的绝缘参数有:泄漏电流、介质损耗以及三相不平衡电流和电容量。对容性设备绝缘性进行检验时，首先，要把容性设备的末屏线旁路连接上;然后用信号线通过端子连接或者单匝穿芯的方式连接，把信号发生器发出的参考信号和容性设备的信号接入相应的信号传感器;再使用毫安电流表监测容性设备信号电流，在检测时也要根据装置的档位对介质损耗值进行标注;随后的测试步骤与测量避雷设备绝缘性时的步骤相同，开启在线监测系统以实现实时监测。对反复记录得到的泄漏电流和介质损耗值进行计算求得平均值，作为对容性设备的检测结果。
总之，通过对避雷设备、容性设备以及变压器绝缘性能的检验，做到了对高压电气设备绝缘的实时动态监测，既节省时间，减少了资源浪费，又提高了设备检测的准确性。同时，还能够保障电力设备的正常运行，不会影响电网系统的正常工作。
参考文献：
［1］张建平，高压电气设备绝缘在线监测系统现场校验技术分析．2017.
［2］杨大军，现场校验技术在高压电气设备绝缘在线监测系统中的应用研究2017.
作者姓名：仝志红，身份证号码：412723197311205015
论文作者:仝志红
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/12
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