浅析高电压设备绝缘老化及状态维修

浅析高电压设备绝缘老化及状态维修

艾峤张远航刘志宏

艾峤张远航刘志宏

(国网银川供电公司)

摘要；随着对电气设备监测手段的逐步完善和检修技术的发展,电气设备的检修应实行根据设备实际状况进行的“状态检修”。只有充分了解绝缘材料的老化规律,有针对性地对一些灵敏反映绝缘老化的物理逻辑参量进行间断或连续的在线监测,才有可能真正实现状态维修。

关键词：高电压设备；绝缘老化；状态;维修

引言

随着科学技术的发展，人们对于电力的应用也越来越广泛，但因为电力的发展过于迅速，国内外在电力的应用中经常会出现油浸互感器的爆炸或者变压器套管爆炸，并且还会引发主变烧坏等重大事故，给电力的安全运行带来了很大的阻碍。在这之中，尤其是对于高电压设备来说，其安全运行将更大程度保证供电的有效性和高质性。基于此种情况，大多数高电压设备都采用绝缘在线检测系统，从而及时并有效的解决高电压设备的绝缘老化。不仅如此，此系统还需要相应的检修人员对高电压设备绝缘材料的老化规律有深入的认识，进而有针对性的进行维修工作。

一、高电压设备的绝缘老化

1.1电老化

根据目前的研究现状来看，对于绝缘材料在电场中的老化规律还没有一个严格的理论体系。而在实际的应用中，通常利用L=K/En来充当绝缘材料老化规律的理论依据。其中K是一个常数，大小由绝缘材料的性质来决定；E为绝缘材料外部电场；n主要代表了电压负荷系数，大小主要是根据一定的电压和温度测定而来的。经过长期的实践，很多专业人员都认为绝缘材料发生电老化的原因都是因为其外部电压大于了起始电压，并且如果绝缘材料的电场阀值大于其所附加的外界电场，那么相应的绝缘材料就能达到理论上的寿命无限性。比如部分的学者认为高电压设备绝缘材料的电老化是一个渐变的过程，与电场阀值并没有太深的联系。这种观点测量方式较为清晰，并且理论过程也很明确，但它不能解释高电压设备绝缘材料在电压超过一定数值时突然发生的电流上升现象。因此在实际应用中，有经验产生的电场阀值在解决高电压设备绝缘材料的电老化方面，有很广泛的应用。

1.2热老化

高电压设备在实际运行中会产生大量的热量，从而增大了绝缘材料的温度。绝缘材料在实际应用中的温度与其所拥有的寿命有很大的联系，在此方面最著名的就是10℃规则。事实上，由于各个绝缘材料内在结构的差异性，此规则只能模糊的展现高电压设备绝缘材料的温度与寿命之间的联系，并不能用于严谨的理论计算。1948年Dakin提出了此方面的一种新观点，即他认为高电压设备绝缘材料发生热老化的实质是一系列氧化效应形成的，其本质是一种化学反应，因此应该结合材料本身发生化学反应的速率公式进行理论计算。公式为lnL=lnA+B/T，其中L为绝缘材料的寿命，A和B都是常数，T为绝对温度。

1.3多应力联合老化

高电压设备绝缘材料的应用经验表明，其老化的速度与绝缘材料的本身性质和外加应力的类型等有很大的关系。就目前的高电压设备绝缘材料的应用中，应该根据绝缘材料的各种应力类型与持续时间，进行深层次的研究，从而得到绝缘材料的老化规律。在此方面，很多的应用人员都选择电—热联合应力老化的组合方式，来探究绝缘材料的老化规律。在这之中，首先应该认识到高电压设备中普遍存在着机械应力，并且很容易给绝缘材料带来裂纹和气穴，是绝缘材料发生多应力联合老化的重要因素；其次对于长期工作在湿度较大的高电压设备，其绝缘材料的老化还应该综合的考虑湿度的因素，从而在环境条件下探究绝缘材料的老化规律。

二、基于绝缘老化的高电压设备状态维修

2.1状态维修的意义

由于高电压设备绝缘材料的老化是一个过程，并且一旦老化严重，将带来重大的事故，这就决定了对于高电压设备绝缘材料进行传统的定期维修和离线实验是不可行的。传统的维修不仅会因为盲目的维修过程而大大浪费不必要的人力物力，还会因为过度维修而给高电压设备带来新的故障隐患，同时还不能很好的检测到绝缘材料的绝缘缺陷，从而给高电压设备的正常安全运行带来了一定程度的干扰。基于此种情况，对高电压设备绝缘材料进行以在线监测为主、离线试验为辅的状态维修是非常有必要的，同时也给高电压设备绝缘材料的老化处理带来了积极的意义。

2.2高电压设备绝缘老化状态维修的实现

首先，对于高电压设备绝缘老化的状态维修需要准确可靠、简单易行的在线监测技术作为支持，并在维修绝缘材料的时候提供有效可行的意见。在这之中，应该对绝缘材料在各种应力和环境条件下的老化规律进行整理，并结合当前的运行环境对绝缘材料进行科学的分析，把绝缘材料的运行现状与变化方向直观的展示出来。因此，对绝缘材料进行非破坏性试验分析是非常有必要的，并且还应该利用相应的理论知识把分析结果转化为残余击穿电压的形式，给高电压设备绝缘材料的老化分析打下坚实的基础。

其次，在线监测在实际应用中还应该解决一系列的问题，比如在监测变量上的选择等。一般来说，不同的绝缘老化监测系统的灵敏度是不一样的，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。此外，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维修中也开始逐渐得到应用。此种新技术相比来说更加的经济实用，并且其检测效果也优于以前检测手段。在此方面，目前应用最广泛的就是脉冲—回声技术，其对于材料的绝缘缺陷等方面有很强的监测力度，通常适用于多层结构的高电压设备绝缘材料。

此外，很多的研究和应用人员都认为绝缘材料发生局部放电是其老化的重要原因，因此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。

结语

随着社会经济的不断发展，人们对于电力的应用也会越来越广泛。而高电压设备的绝缘老化状态维修作为保障电气设备安全运行的重要手段，在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。本文较为系统的阐述了高电压设备绝缘老化的状态维修，给广大的高电压设备管理人员带来了操作性较强的实践经验。但由于各个区域在高电压设备应用方面都有所差异，就造成了这些方法不能很好的应用在所有区域的高电压设备管理中。因此在实际应用中还需要进行相应的改进，进而更好的完成其绝缘老化的状态维修工作。

参考文献

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[3]廖瑞金，杨丽君，孙才新，李剑.基于局部放电主成分因子向量的油纸绝缘老化状态统计分析[J].中国电机工程学报，2006，14：114-119.

作者简介：

艾峤,男，职称，助理工程师，单位：国网银川供电公司