高压输电设备的绝缘诊断技术

高压输电设备的绝缘诊断技术

丁亮1刘宏彬2尚晟泽3

（1身份证号码：15230119921108xxxx；2身份证号码：15040319901111xxxx；3身份证号码：15250119900418xxxx）

摘要：随着社会经济的进步，高电压输电成为了目前社会的发展趋势。高压输电的发展对整个电力系统提出了更高的要求，特别是对于各个设备的绝缘性能，其性能好坏是保障整个电力系统能够安全稳定运行的基础条件。而在高压设备的一般问题中，绝缘故障是比较常见的一种问题，极大地影响着高电压输电的安全稳定性。因此本文主要就高电压设备绝缘故障及绝缘诊断技术进行探讨分析，提出个人的一些看法，以供参考。

关键词：高压输电设备；绝缘诊断技术；绝缘故障；

1绝缘故障

高压试验断路器的绝缘故障主要包括两种形式，一是外绝缘对地闪络击穿故障，二是内绝缘对地闪络击穿故障。外绝缘对地闪络击穿故障的主要原因是瓷套的外形尺寸标准与外绝缘泄露比距存在较大的差异，而内绝缘对地闪络击穿故障的主要原因则是异物落入断路器之内，损坏断路器的屏蔽罩，进而出现内部放电故障。除此之外，电流互感器闪络、绝缘拉杆闪络、雷电过电压击穿闪络等也会造成断路器的绝缘故障。

2高电压设备绝缘老化

2.1多应力联合老化

对于绝缘材料在高电压设备中的应用实验表明，材料老化的速度通常与绝缘材料材质和施加的外加应力类型有很大关系。不同的绝缘材质，对环境因素的影响结果不同，材质特性决定其在使用过程中受到外界干扰破坏的难易程度。材料外加应力类型的多样化导致对材料的影响程度差异很大，绝缘材料受到外界机械应力影响，容易产生裂缝或者气穴。

2.2机械老化

机械老化是固体绝缘系统在生产、安装、运行过程中受到各种机械应力的作用发生的老化。这种老化主要是绝缘材料在机械应力作用下产生微观的缺陷，这些微小的缺陷随着时间的流逝和机械应力的持续作用慢慢恶化，形成微小裂缝并逐渐扩大，直至引起局部放电等破坏绝缘。

2.3定子线圈绝缘磨损以及电力腐蚀

3绝缘诊断

绝缘电阻试验过程中，对于变压器的吸收比试验还不够全面，一些新出厂或者检修后烘干后容量比较大的变压器，它们的绝缘电阻普遍比较高，但它们又存在吸收比偏小的情况，这时怀疑其为不合格产品，如果用极化指数试验，就比较容易做出判断，从介质理论上来看，吸收比试验的时间短，极化过程尚处于开始阶段，不能真实的反映出绝缘情况。对电场干扰下的设备介损测试改善的方法，如果采用电子移相抵消方法和异频法等比较新的测试方法，在操作上更加简便，有效的提高测试效率，但有一种电源倒向与自动计算的方法在外界干扰较大的情况下，测试的误差会比较大。在进行交流耐压测试中，组合电器和大型发电机等大容量的试品进行测试时采用工频串联谐振的方法日益增多。

4绝缘诊断技术

4.1采用电子移相抵消方法和异频法

对电场干扰下的设备介损测试改善的方法，如果采用电子移相抵消方法和异频法等比较新的测试方法，在操作上更加简便，有效的提高测试效率，但有一种电源倒向与自动计算的方法在外界干扰较大的情况下，测试的误差会比较大。

4.2用极化指数试验

绝缘电阻试验过程中，对于变压器的吸收比试验还不够全面，一些新出厂或者检修后烘干后容量比较大的变压器，它们的绝缘电阻普遍比较高，但它们又存在吸收比偏小的情况，这时怀疑其为不合格产品，如果用极化指数试验，就比较容易做出判断，从介质理论上来看，吸收比试验的时间短，极化过程尚处于开始阶段，不能真实的反映出绝缘情况。

4.3进行交流工频参考电压试验

在进行交流耐压测试中，如SF-6组合电器和大型发电机等大容量的试品进行测试时采用工频串联谐振的方法日益增多。对于电力变压器的定期试验中，对油中的溶解气体进行色谱分析作为试验的重点，从以往的经验来看，大多数的电力变压器的问题都是从色谱分析中发现的。对变压器的绝缘更换主要取决于油中的含糠醛量与绝缘纸板聚合度。当对氧化锌避雷器的试验中出现交流阻性电流测试或直流电压试验不过关时，应该进一步地进行交流工频参考电压试验。

5预防性试验分类分析

5.1定期试验

定期试验是为了能够及时发现整体电气设备的潜在缺陷而进行的，每隔一定的时间对整体设备进行全面的试验，如介质耗损因素、绕组直流电阻、溶解气体的色谱分析、绝缘油试验、直流泄漏、交流和直流耐压等。

5.2大修试验

大修试验是指在设备经过了大修后做的试验，除了定期试验外，还需要对局部放电、穿心螺栓绝缘电阻、断路器分合闸的时间和速度、油箱密封试验等项目进行试验。

5.3检查试验

检查试验是指在定期试验或者大修试验过后，对两者的试验结果存在疑问或试验数据异常，在查明设备故障后或确定故障位置时进一步进行的一些试验，检查试验又称为诊断试验，具体项目有绝缘油含水量与油介质、空载电流、绕组频率响应、压力释放器、短路阻抗、氧化锌避雷器工频操控电压试验等。

6高电压设备绝缘状态检修技术

6.1监测变量上的选择

目前应用较为广泛的是油中溶解气体分析与油浸故障分析，其应用方法主要包括油—纸绝缘变压器监测和便携式光电设备监测。随着科学技术的不断发展，超声探测在高电压设备绝缘老化的庄涛维修中也开始逐渐得到应用。此外，状态维修应该把引起局部放电的因素考虑在内，进而构建完善的在线监测系统，从而在根源上降低高电压设备绝缘材料老化的速率，全面提高绝缘材料的使用性能和寿命。

6.2绝缘老化维修

绝缘老化维修根据绝缘材料在不同外界应力和环境影响下老化规律的变化，对高电压设备绝缘材料运行状况进行整理对比，确保及时检测出老化安全隐患。另外相关人员应该具备全面的理论知识，为高电压设备绝缘性能分析提供理论基础。

6.3GIS的绝缘在线监测

GIS的绝缘在线监测包括化学、电和机械等方法。化学方法采用SF6分解产物的气体分析来检测局部放电和局部过热；电的方法采用外电极、内电极和磁耦合方法测量GIS护套电势来检测局部放电；机械方法采用一个高灵敏性的压电加速传感器和超声波传感器来检测在局部放电或绝缘故障时产生的机械振动和弹性波。

6.4电容型高压电气设备的绝缘在线监测

研究和大量试验证明，监测交流泄漏电流对容性设备的整体受潮程度反映灵敏，而介质损耗角正切值（tgδ）值对检测局部劣化以及局部缺陷反映灵敏。所以电容型高压电气设备主要监测其交流泄漏电流、等值电容、介质损耗角正切值等。

结束语：

综上所述，电力设备绝缘诊断技术的不断发展，对于我国电网电力高电压设备的运行状态具有非常重要的意义。电网维护工作人员应当对电力系统中高电压设备绝缘故障问题不断完善，使得电网电力安全维护工作越来越缜密，以此来保障电网的安全、及有序的运行。从而不断地促进国家电网的稳定发展，提高人们用电的稳定性和安全性，为社会的稳定发展作出贡献。

参考文献：

[1]路保送，高压绝缘潜在的危险，生活制造，2009（8）

[2]朱海松，绝缘控制系统的设计与应用，电力发展，2010（1）

[3]李刚，林玲，高压绝缘存在危险的解决办法，生活与科技，2009（6）

[4]刘安杰，何明志，浅议高压绝缘的未来发展，科技发展，2012（5）