变电站电力设备绝缘问题及策略

变电站电力设备绝缘问题及策略

李毅强

（广东电网有限责任公司惠州供电局516001）

摘要：随着国家经济的快速发展，人们生活水平得以提高，电力企业作为支撑国民经济更好更快发展的重要支柱，对国家发展和社会进步发挥着重要作用，而人们对电力运行质量有着更高的要求。在电网运行当中，变电站电力设备的安全可靠水平是非常重要的，一旦电力设备出现故障，就可能造成大面积停电，带来不良社会影响与巨大经济损失，加强电力设备电气的绝缘问题的解决措施是必要的，本文就变电设备电气的绝缘问题以及相应的解决方案设计进行了探讨和分析。

关键词：变电站；综合；电力设备；绝缘；

一、前言

电力电气设备的可靠安全性，对整个电网系统的运行具有重要的影响作用，电气设备的损坏大多是由绝缘损坏所引发的，及时发现电气绝缘缺陷，可有效保障电网运行的安全性，在电网系统当中，变电站的电力设备占有较大比例，主要有电力变压器、断路器、避雷器、套管、电容器及电力电缆等设备，不仅要对这些设备进行绝缘状态的检测，对于这些电力设备的绝缘问题尤其是变电站电力设备绝缘污闪问题找到相应的解决措施是极有必要的。

二、变电站电力设备绝缘监测系统设计

当前国内外实施了单一电力设备在线监测的装置，为加强集成监测系统的开发，对各电力电气设备中的待监测信号给予分类，变电电气设备绝缘性的综合在线监测系统，通过电力电缆、变压器与GIS等设备局部放电的参量在线监测，通过较高采样率进行绝缘信号采集，并用高速数据进行高速示波器与数据采集卡进行信号模拟，高频信号可通过电缆传输至信号的调理单元，让设备和信号调理板卡进行一一对应，然后由PXI单元中的数字I/O卡与软件相配合，以实现板卡类型的识别与循检切换，并实现设备监测的即插即用。

1、电力变压器与电力电缆

对于油浸式的电力变压器常用的在线监测方法为微水监测、油解气色谱分析与局部放电监测方法等，其中，油色谱能够区分过热类及放电类、油绝缘纸及油过热类等，局部放电监测能反映油中气体放电与电晕等缺陷，而微水监测则能反映油受潮的程度。电力电缆作为变电站动力的引出线，有隐蔽耐用与可靠安全的优点，主要是由绝缘层、导电线芯与护套所构成的，以XLPE绝缘电缆为例，电力电缆的绝缘监测方案是以主绝缘、外套绝缘电阻、主绝缘tanδ及局部放电等为参量的，电阻测量能检查电缆的绝缘有无老化，主绝缘tanδ能反映水树恶化及受潮等缺陷，而局部放电测量能够检查电缆的绝缘内部缺陷。主绝缘的电阻测量是通过直流叠加法来实现的，外护套的绝缘电阻是通过铠装层接地线断开来测量的，把低压直流电源由接地线位置接入，对外护套绝缘的泄漏电流进行测量，并折算绝缘电阻，主绝缘tanδ的测量是通过电缆接地线位置的单芯通过磁心进行泄漏电流测量的，并把获得的电源电压及交流泄漏电流进行对比，求取相位差，以获得主绝缘tanδ。

2、GIS的绝缘监测方案

在变电站电气设备中，GIS绝缘监测方法为局部放电在线监测，可有效发现GIS设备的制造、安装与维修所引入的杂物与导电微粒，电极表面所产生的刮伤及毛刺等损伤，接触不良缺陷等，通过多点监测，能有效实现故障的定位，局部放电所出现的电磁波能从盘式绝缘子位置进行泄漏，可用超高频的天线传感器实施耦合测量，GIS设备与电力变压器的监测方案相似，通过单次的放电波形分析与统计分析，可实现GIS设备的在线监测。

三、变电站电力设备绝缘变电站电力设备绝缘污闪问题以及解决措施造成变电站电力设备变电站电力设备绝缘污闪的因素相对较多，包括污秽沉积量、污秽湿润程度、污秽成分、电压大小、污秽持续时间等，主要分为大气污染和水分凝结两方面。当电力设备处于潮湿环境下，污垢易被溶解，形成微导电通路，降低了绝缘水平，导致变电站电力设备绝缘污闪出现。各种自然污秽对变电站电力设备外绝缘的影响相对较大，并对变电站电力设备造成一定的负担。由此可见，变电站电力设备绝缘污闪的影响因素有许多，严重威胁电力设备运行质量和效率，所以供电企业有必要采取有效措施加以解决。

1、变电站电力设备绝缘污闪问题的危害

电力设备外绝缘变电站电力设备绝缘污闪的危害较大。首先，变电站电力设备绝缘污闪涉及的范围相对较广，对范围内电力设备运行水平有一定影响，难以满足用户用电需求；其次，变电站电力设备绝缘污闪现象容易导致跳闸断电现象出现，为我国供电企业造成巨大的经济损失，不利于电网运行。由此可见，我国供电企业有必要采取有效措施以治理变电站电力设备绝缘污闪，降低变电站电力设备绝缘污闪危害，确保电力运行的安全稳定性，满足用户用电需求，提高电力企业的影响力和树立企业良好形象，推动企业发展进程。

2、防止电力设备外绝缘变电站电力设备绝缘污闪的综合措施

由于变电站电力设备绝缘污闪现象对我国供电企业和电力用户的消极影响较大，甚至影响国家经济发展和社会进步，所以电力部门有必要采取防变电站电力设备绝缘污闪的综合措施，以降低变电站电力设备绝缘污闪风险。

（1）应用长效涂料

室温硫化硅橡胶涂料具有较强的防水性能，将其涂在外绝缘表面，能够增强电力设备外绝缘的抗湿能力，可以较好的治理变电站电力设备绝缘污闪现象。我国地域辽阔，各地区环境气候存在明显差异，当电力设备处于潮湿环境中，绝缘性能下降，导致变电站电力设备绝缘污闪出现。其次，室温硫化硅橡胶涂料具有大量的游离硅低聚物，能够提升涂层表面累积污垢的防水防湿性能，以增强电力设备外绝缘的绝缘能力，有效避免变电站电力设备绝缘污闪出现。

（2）选择合成绝缘子

合成绝缘子具有良好的绝缘性能，能够有效避免变电站电力设备绝缘污闪现象，确保电力设备运行的安全可靠性。但是，并非全部地区的电力设备都适合选用合成绝缘子，电力部门工作人员应该根据地区环境特点而选择是否利用合成绝缘子。根据相关调查表明，合成绝缘子引发的变电站电力设备绝缘污闪现象虽然较低，但并非不存在。例如：我国东南沿海地区电力设备选择合成绝缘子，能够有效避免变电站电力设备绝缘污闪；但是海拔相对较高的地区或重冰区，需要慎用合成绝缘子，可能出现绝缘子芯棒脆断、内绝缘界面击穿等现象，影响电力设备运行质量和效率。

（3）带电清扫

长期以来，我国供电企业对电力设备进行清扫操作时，大多在停电状态下进行，为满足用户的用电需求，供电企业在清扫工作中存在清扫不彻底的问题，为变电站电力设备绝缘污闪现象埋下隐患。所以，供电企业有必要采取带电清扫的措施，可以在正常供电基础上而开展电力设备清扫工作，既确保清扫彻底，又能提升电力设备抗绝缘污闪能力。目前，带电清扫时，供电企业常用水冲洗和机械干清扫两种方法，但应用范围仍然不够广泛，对更好防止变电站电力设备绝缘污闪有着不利影响。

四、结束语

总而言之，在变电站电力设备运行中，要对电力设备的绝缘状态进行必要的监测，并针对变电站电力设备绝缘问题，比如污闪现象进行解决，以提高电企业电力运行的效率，更好满足用户的用电需求，促进供电企业实现可持续发展。本文通过对变电站电力设备绝缘污闪现象的分析研究，供电企业可以从应用长效涂料、选择合成绝缘子、带电清扫和应用污秽在线监测技术等措施而治理变电站电力设备绝缘污闪问题，为电力安全可靠运行提供保障。

参考文献：

[1]陶军，陈莉.变电站电力设备状态监测技术分析[J].中国新技术新产品，2012（20）.

[2]郝西伟，杨大伟，张冠军.电容型变电设备绝缘在线监测系统的研制[J].高电压技术，2013（4）.

作者简介：

李毅强（1985.1-），男，广东惠州人，华北电力大学电力学院学士，高级工、工程师，单位：广东电网有限责任公司惠州供电局，研究方向：变电站值班员（包括：变电站运行管理、变电站综合自动化系统，电力设备方面等）；