吳樹平

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 東莞供電局 523000)

摘要：近些年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)也隨之不斷進(jìn)步,使得目前我國電網(wǎng)高電壓設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)趨于穩(wěn)定。對于高電壓設(shè)備來說,其安全運(yùn)行在一定程度上可以確保供電穩(wěn)定性和可靠性。針對這種情況,絕大多數(shù)高電壓設(shè)備都使用絕緣在線檢測技術(shù)，從而有效地解決高電壓設(shè)備的絕緣老化問題。本文首先闡述了絕緣老化的主要類型,然后討論分析了絕檢測技術(shù)的特點(diǎn)和技術(shù)組成,最后詳細(xì)說明了高電壓設(shè)備的狀態(tài)檢修技術(shù)。

關(guān)鍵詞:  高電壓設(shè)備;絕緣老化;狀態(tài)檢修技術(shù)

0引言

近年來,電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)不斷進(jìn)步,檢修技術(shù)不斷發(fā)展,我國電網(wǎng)電力高電壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)逐年穩(wěn)定。電網(wǎng)維護(hù)工作人員對電力系統(tǒng)中高電壓設(shè)備絕緣老化問題的職業(yè)水平不斷完善,檢測人員個(gè)人素養(yǎng)不斷提高,使得電網(wǎng)電力安全維護(hù)工作越來越縝密,這大大保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行和有序運(yùn)行。促進(jìn)了國家電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展,提高了人們用電的穩(wěn)定性和安全性,為社會的穩(wěn)定發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。

1絕緣老化的主要類型

按照現(xiàn)今的研究狀況來說,絕緣材料在電場中發(fā)生老化的規(guī)律沒有一個(gè)科學(xué)的理論體系。經(jīng)過長時(shí)間的討論與研究,大多數(shù)專業(yè)人士都人為絕緣材料出現(xiàn)電老化的主要原因是由于其初始電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于外部電壓,一旦絕緣材料的電場閾值比其所附加的外界電場的閱值大,那么相關(guān)的絕緣材料就可以達(dá)到理論上的無限壽命。這種觀點(diǎn)得到了廣泛的認(rèn)同,但也有部分人士對此報(bào)以懷疑的態(tài)度,他們認(rèn)為高電壓設(shè)備絕緣材料出現(xiàn)電老化和電場國值并沒有多大的關(guān)系,其本身就是一個(gè)慢慢變化的過程。

1.1多應(yīng)力聯(lián)合老化

根據(jù)絕緣材料在高電壓設(shè)備中實(shí)際狀況來看,材料老化的速度與施加的外加應(yīng)力類型以及絕緣材料的材質(zhì)有莫大關(guān)聯(lián)。如今在對高電壓設(shè)備絕緣性能的研究過程中,必須更深層次分析絕緣材料外加應(yīng)力類型與材質(zhì)的特性,從而發(fā)現(xiàn)高電壓設(shè)備中絕緣材料發(fā)生老化的規(guī)律。不同的絕緣材質(zhì)會對環(huán)境因素產(chǎn)生不同的影響,材質(zhì)的特性決定其在使用的時(shí)候受到外界干擾以及破壞的難易程度。目前已知的材料外加應(yīng)力的類型有很多,導(dǎo)致其對材料的影響程度也各不相同,在外界機(jī)械應(yīng)力的影響下,絕緣材料非常容易出現(xiàn)氣穴或者裂縫現(xiàn)象。而絕緣材料對于工作環(huán)境的濕度以及溫度十分敏感,如果長期處于這種工作環(huán)境下,就會極大的加快絕緣材料的老化速度。因此,對于絕緣材料的多應(yīng)力聯(lián)合老化相關(guān)因素的探討,是預(yù)防高電壓設(shè)備絕緣材料出現(xiàn)老化的一項(xiàng)重要措施。

1.2電老化

由于高電壓設(shè)備絕緣材料能夠進(jìn)行局部放電,因此極有可能造成絕緣材料出現(xiàn)局部絕緣擊穿的現(xiàn)象,嚴(yán)重破壞絕緣材料的絕緣性能,隨著擊穿范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大,導(dǎo)致絕緣能力顯著下降,最終導(dǎo)致絕緣材料的使用壽命急劇縮減。與此同時(shí),局部放電也會導(dǎo)致絕緣材料出現(xiàn)熱老化,一般來說,局部放電產(chǎn)生的電熱能使得絕緣材料在空氣中發(fā)生氧化還原反應(yīng),甚至導(dǎo)致絕緣材料遭受嚴(yán)重的腐蝕,加強(qiáng)電導(dǎo)能力,最終形成了熱擊穿。大多數(shù)研究人員認(rèn)為,當(dāng)絕緣材料局部放電電壓的初始值大于這種材料的外施電壓的時(shí)候,絕緣材料一般不會發(fā)生由于電場變化出現(xiàn)電老化的狀況。因此,電擊穿強(qiáng)度的強(qiáng)弱成為判斷材料絕緣老化一項(xiàng)重要的指標(biāo)。除此之外,絕緣材料耐電的強(qiáng)度也決定著材料的使用壽命的長短。

1.3熱老化

高電壓設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行中通常產(chǎn)生大量的熱,導(dǎo)致絕緣材料溫度升高。一般來講,絕緣材料的使用壽命與使用過程中溫度損害有直接關(guān)系。V.M. Montsinger在1930年提出的10℃規(guī)則中指出:絕緣材料受溫度損害十分嚴(yán)重,溫度每提升10℃,通常材料的生命周期就縮短一半。雖然因絕緣材料的材質(zhì)不同受到該規(guī)則影響不同,但是絕緣材料溫度損害依然十分嚴(yán)重。由 Dakin在1948年提出的新觀點(diǎn):絕緣材料熱老化的本質(zhì)是材料的一系列氧化化學(xué)反應(yīng)。這一理論得到廣泛贊同。

2絕緣檢測技術(shù)的特點(diǎn)與技術(shù)組成

2.1技術(shù)特點(diǎn)

高電壓設(shè)備絕緣檢測技術(shù)具有眾多顯著的特征,一般包括:停電周期大幅減短,在一定程度上減少了控制開關(guān)的數(shù)量。這一顯著的特征能夠有效的增加電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性,對于整個(gè)電力系統(tǒng)來說,其在一定程度上大幅增加了電力系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)效益。通過絕緣檢測技術(shù)對高電壓設(shè)備的絕緣性能實(shí)施檢測,可以有效避免定期檢修造成的資源浪費(fèi)以及維修時(shí)間安排不合理的問題。與此同時(shí),該技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的絕緣缺陷問題,并對其進(jìn)行及時(shí)的反饋和檢修,保證了檢修的高效率,降低維修的成本,增加電力設(shè)備正常運(yùn)行的可靠性。使用檢測技術(shù)對高電壓設(shè)備的絕緣性能實(shí)施檢測,能夠?yàn)樵O(shè)備的檢修計(jì)劃提高可靠的數(shù)據(jù)支持,盡可能減少檢修過程中停電的次數(shù),這樣才能確保設(shè)備絕緣性能的穩(wěn)定性,延長設(shè)備的使用時(shí)間,同時(shí)節(jié)省了大量的人力以及物力。

2.2技術(shù)組成

絕緣檢測技術(shù)一般是由絕緣材料的數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及數(shù)據(jù)收集技術(shù)等共同組成。數(shù)據(jù)的收集技術(shù)一般都需要大量的檢測傳感器的支持,使用傳感器對全部絕緣材料的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行匯總及收集數(shù)據(jù),通過特殊的通信技術(shù)把收集到的信息與數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中。經(jīng)過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)將整個(gè)線路中絕緣數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)與歸納,之后使用特定的數(shù)據(jù)處理技術(shù)把計(jì)算完成的數(shù)據(jù)儲藏在系統(tǒng)制定的區(qū)域,供后續(xù)工作參考以及借鑒。工作人員通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行比對與分析,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)隱患危險(xiǎn)點(diǎn)以及故障原因,從而進(jìn)行老化故障排除以及維護(hù)處理工作。絕緣檢測技術(shù)實(shí)際上就是一種數(shù)據(jù)濾波技術(shù)。在收集到的全部數(shù)據(jù)中把干擾數(shù)據(jù)以及無效數(shù)據(jù)篩選出去,收集有效的數(shù)據(jù)。使用這種方式對絕緣檢測到的信息以及數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的分析與處理,分析電氣設(shè)備絕緣材料的使用壽命以及老化程度。在對絕緣材料相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的過程中,這種檢測技術(shù)的重要組成部分就是收集數(shù)據(jù)的傳感器,因此,選用高精度的傳感器特別重要。傳感器的靈敏度決定了收集數(shù)據(jù)的精確性和靈活性,這樣才可以保證最終的研究成果是穩(wěn)定的、正確的。

3、絕緣老化設(shè)備狀態(tài)維修

3.1、狀態(tài)檢修意義。在傳統(tǒng)的設(shè)備絕緣狀況維護(hù)中,大部分都是根據(jù)定期實(shí)驗(yàn)、定期檢查來查看、控制、維護(hù)和保養(yǎng)設(shè)備材料的絕緣老化。但這種方式存在很多問題,對于正常運(yùn)行的電力設(shè)備進(jìn)行停電實(shí)驗(yàn)會造成很大的不變,同時(shí)還浪費(fèi)大量的人力物力財(cái)力,對于這種過度維修,在浪費(fèi)的同時(shí),也可能導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)新的安全隱患。因此,電網(wǎng)現(xiàn)代化設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)成為一個(gè)用于預(yù)測和評估的重要手段資料,掌握了實(shí)際的運(yùn)行情況,根據(jù)數(shù)據(jù)差異比對,能夠有效判斷出設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行是否處于故障狀況。這樣能及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)判設(shè)備的絕緣老化狀態(tài),有效的給定期維護(hù)帶來數(shù)據(jù)支持和重點(diǎn)分析。

3.2、絕緣老化維修的實(shí)現(xiàn)。檢測技術(shù)的可靠性、方便性和準(zhǔn)確性為高電壓設(shè)備的絕緣老化維修工作帶來了重要的數(shù)據(jù)支持。因此根據(jù)絕緣材料在不同外界應(yīng)力和環(huán)境影響下老化規(guī)律的變化,對高電壓設(shè)備絕緣材料運(yùn)行狀況進(jìn)行整理對比,確保及時(shí)檢測出老化安全隱患。為了更好的掌握絕緣材料的材質(zhì)特性和受外界應(yīng)力變化情況,必要的非破壞性試驗(yàn)不可缺少,同時(shí)還應(yīng)該具備全面的理論知識,為高電壓設(shè)備絕緣性能分析提供理論基礎(chǔ)。檢測系統(tǒng)的應(yīng)用中,一項(xiàng)必須解決的問題顯得特別突出,那就是在簡冊中的變量選擇。通常來說,不同檢測系統(tǒng)的靈敏度不同,選擇的監(jiān)測檢驗(yàn)方式也不同。隨著科技的發(fā)展,超聲波探測技術(shù)不斷應(yīng)用到設(shè)備絕緣老化監(jiān)測當(dāng)中,相比傳統(tǒng)的油浸故障分析,超聲波探測技術(shù)更加先進(jìn)、靈敏和可靠,同時(shí)也經(jīng)濟(jì)適用。

3.3、絕緣壽命預(yù)測。設(shè)備運(yùn)行超過設(shè)計(jì)使用年限的有很多,通常是如發(fā)電機(jī)、變壓器之類的,在絕緣性能良好的前提下,不出現(xiàn)設(shè)備故障、安全隱患的通常都在繼續(xù)運(yùn)行。可靠地絕緣壽命預(yù)測,能夠大大提高變壓器設(shè)備的使用年限。變壓器的壽命應(yīng)該說成是變壓器的“絕緣壽命”。通常絕緣年齡增加到一定程度時(shí),絕緣壽命也就走到了盡頭,設(shè)備必須做出相應(yīng)處理,否則將會成為重點(diǎn)安全隱患。

4結(jié)束語

由上可見,影響電網(wǎng)運(yùn)行的重要安全隱患之一就是高電壓設(shè)備的絕緣老化問題。只有依靠非破壞性試驗(yàn)與在線檢測技術(shù)為基礎(chǔ),對各種高電壓設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測,對電氣設(shè)備的發(fā)展趨勢以及絕緣狀況進(jìn)行精確的反應(yīng),才可以有效地避免高電壓設(shè)備出現(xiàn)安全事故;現(xiàn)場工作人員必須不斷的提高自身的學(xué)習(xí)能力和技術(shù)水平,オ可以為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行做好足夠的保障,為電力企業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉正義.淺析影響電機(jī)絕緣老化的因素及改進(jìn)措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(18).

[2]福田正,劉文琳.絕緣老化的診斷[J].絕緣材料通訊,2015(02).

[3]王海姣.高電壓設(shè)備絕老化及狀態(tài)檢修技術(shù)管窺[J].黑龍江科技信息,2015(08).