高电压设备绝缘老化及其状态检修技术探讨

高电压设备绝缘老化及其状态检修技术探讨

梁创宇

南阳中誉发电有限公司  河南省南阳市  474350

摘要：电力的发展和应用为人们的生活和生产带来了极大的便捷性，在高负荷工作下，高电压设备很容易出现绝缘老化的现象，需要及时进行检修来保障高电压设备的稳定工作。本文针对高电压设备绝缘老化及其状态检修技术进行研究探讨，从设备绝缘老化类型为切入点，对各种检修技术进行研究分析，同时，对检修技术的发展前景进行分析，为从业人员提供参考意见。

关键词：高电压设备；绝缘老化；设备检修

我国国土面积非常辽阔，在进行高电压设备配置时，随着地理环境因素影响的不同，所产生绝缘老化的几率也不相同。高电压设备在出现绝缘老化问题后，会给周边居民带来一定的安全隐患，出现破坏人们生命财产安全、社会效益和经济效益等问题。因此，需要重视对高电压设备的检测维修工作，从业人员要及时对其检修，根据高电压设备出现的老化情况，选择合理、有效的技术解决问题，做到早发现、早解决，以此来保证高电压设高效、稳定地运行。

一、高电压设备的绝缘老化危害性

一般高电压设备会长期保持高负荷状态，在复杂环境下进行运行，存在很大的危害性，所造成的危害主要为人身安全、经济损失等。为了保证高电压设备能够稳定、安全的工作，在进行配置和管理高电压设备时，通常会对其进行绝缘保护，并进行合理的布局。虽然要加强高电压设备的安全性，但是在长时间运行下，高电压设备依然会产生绝缘老化的问题，老化后的绝缘措施，便失去了对高电压的绝缘保护作用，会出现结缘击穿、设备故障、通电故障等，不利于电力的运行和控制，同时还会威胁工作人员的生命财产安全。

二、高电压设备绝缘老化种类

（一）贯穿性绝缘

高电压设备在开展绝缘老化检测工作时，需要重点对电击穿强度进行检测。设备在老化后，绝缘层的耐电压达到临界值后会产生击穿和局部放电的现象，绝缘材料在击穿后，对整个高电压设备的绝缘效果有着极大的负面影响，出现大范围的绝缘失效情况，放电现象若得不到控制，其危害性则会越来越大。

（二）电、热老化

电老化主要受到绝缘材料影响，材料的绝缘性降低，便会失去原有的绝缘功能，导致绝缘材料寿命快速缩短。绝缘层失去绝缘作用后，导电能力随之提高，出现热击穿现象，对高电压设备的工作造成影响。

热老化问题主要是因高电压设备在工作时所产生的大量热，在没有得到有效降温措施后，绝缘材料长期处于高温状态，导致材料寿命和性能大大降低，出现热老化的情况。在发生电、热老化情况后，会导致高电压设备部分被击穿和放电，增加了安全隐患。

（三）多应力联合老化

高电压设备的绝缘老化是由于绝缘材料被内、外环境因素的影响，绝缘材料无法适应因素的影响，导致高电压设备被破坏，从而出现老化的问题。高电压设备中的金属材料，在长时间工作下受到热量的影响，膨胀系数快速增加，此时与高电压设备中所产生的震动情况相结合，形成多应力联合现象，绝缘材料机构的承受力也在增加。在这种情况下高电压设备的老化速度也在不断加快，最后导致高电压设备被击穿的情况，同时也降低了对应力的防护效果，使高电压设备寿命快速缩短。

三、高电压设备绝缘状态检测维修技术分析

（一）离线检测技术

1.脉冲电流法

当绝缘材料出现局部故障后，在工频高压的影响下，存在故障的部位的电场强度会出现变化[1]。发生变化的电场强度高于故障部位的耐受场强时，就会出现被击穿的现象，出现短暂的高频脉冲电流，在检测抗阻端时便产生可用于测量的波形。根据测量结果进行分析和判断，可以得出当前绝缘变化情况，通过专业设备对行波信号的收集和分析，可以发现故障存在的位置和具体的故障问题。脉冲电流法虽然比较精确，但是需要对系统和宽带不断调试，否则会影响测量结果。

2.电磁波检测

电磁波的检测主要用于长距离的检测，其高效的工作效率特点非常显著，使得对高电压设备检测更加全面、详细。当高电压设备出现局部放电情况后，又产生了电磁波发射现象，可以利用定向或全向天线获取电磁波来检测，根据收集的数据结果进行分析，来确定是否存在绝缘问题。在实际应用时，电磁波的检测很容易受到环境影响，音噪问题需要得到解决。

3.暂态的电压检测

暂态电压检测是近几年常见的检测方法，当出现局部放电情况时，产生脉冲电流的过程中会产生电磁波，当穿过设备外部时，会出现暂态电压，暂态电压会顺着外箱流向地下，所以称为暂态的电压。在进行电压检测时，需要激励电磁波穿过箱体的时间，来分析出存在故障的位置，在具体应用时，复杂的高电压设备会出现多次反射，对数值精度有很大影响。

（二）在线技术检测

1.超声在线检测

当出现局部击穿时，会出现介质震动现象，此时的超声频段能量存在于同一个位置，通过专业的设备，利用超声波来对高电压设备放电情况开展检测工作，来得到具体的放电位置。利用外差技术将所收集的信号转变为音频信号，展现出具体的信号强度，以用于设备状态评估，在发生放电情况时，超声波可以短时间锁定电源头。利用超声在线检测，对高压设备是没有任何影响的，检测效果非常好，但在实际检测中，信号响度容易受到周边声波的影响，一定程度上影响检测的精确性。

2.UHF检测

UHF检测技术主要利用UHF传感器、IDE采集单元以及处理服务器共同来完成检测工作。具体应用方式为：利用高频传感器，对局部放电中产生的特定频段进行电磁波无线信号识别，转化为电信号，通过服务器来分析信号数据，来完成对高电压设备放电情况的检测。这种技术虽然具有良好的抗干扰性、检测效率高等优点，但是对细微因素导致的故障无法进行检测，数据的精确性有待提高。

四、高电压设备状态检测技术未来发展探析

（一）机械振动技术

高电压设备在运行过程中，会受到电动力和磁滞伸缩的影响产生均匀的振动，在检测时可以对振动情况具体分析[2]。在出现局部放电情况时，放电过程是无序的，对设备的振动会产生不同程度的影响，对设备机械状态进行分析，可以更全面分析局部放电情况，提升检测效果。

（二）红外波成像技术

作为一种高新技术手段，通过监测红外波中的电磁波，可对局部放电情况进行检测，通过探测局部位置与正常区域存在的红外线差，在经过数据处理后，通过颜色来得到温度情况形成红外热像图，为工作人员在检测局部放电位置和故障时提供极大的便捷性，通过高新技术可以促进电力检修的现代化发展。

（三）声成像检测技术

声成像技术主要是通过对区域内的声波进行收集，识别集群通道中超声信号的相位差，通过数据分析来确定声源。当高电压设备在进行局部放电时，电流和空气会产生细微的声音，该项技术利用多通道来接收声源信息，根据相控阵原理来分析，根据声源的幅值，来明确放电位置和故障，通过声成像网格化强度图与可视场景结合，丰富高电压设备局部放电检测技术。

五、结语

通过本文的研究可知，高电压设备的绝缘故障若得不到及时检修，会影响着社会和经济效益的提升，从业人员要重视对高电压设备的检修，利用各种先进的检修技术来提高工作效率，通过对局部放电中的数据进行全面、详细的评估，做到防患于未然。同时高电压设备的检测技术也要不断进行创新，从其他维度来丰富检修技术，提高电压力设备的经济性和安全性。

参考文献：

[1]司代均. 电气设备绝缘的高电压试验与安全防护措施探讨[J]. 中国设备工程,2021,(19):168-169.

[2]杨鹏. 高压电气设备的维护对策分析[J]. 电子技术,2021,50(07):266-267.