高压电气设备绝缘在线监测研究

高压电气设备绝缘在线监测研究

李芳

（国网随州供电公司湖北随州441300）

摘要：电力系统想要稳定安全的运行就离不开电气设备的绝缘监测技术，保障电力系统可以安全稳定运行的进行运行的关键就是要保障绝缘在线监测，正式如此，这项技术无论在国内还是在国外，都是高电压技术人员的重点研究所在，同时，对电力系统的状态进行检修的方式，也是高电压技术人员研究的重点课题。随着此项技术在生产生活中的运用，对电气设备在早期和中期绝缘方面的相关问题能够进行有效的检测，达到能够延长电器设备的使用期限的效果。

关键词：绝缘在线监测；电气设备；状态检修

1前言

随着科技的不断进步，我国正大力推进输变电站的智能化改造，在线监测技术则是实现输变电站智能化的核心。在线监测技术的应用，使得输变电设备运行更加安全可靠，并降低了电能的损失。输变电设备在线监测技术的运用，很大程度上促进了我国电力事业的不断进步

2输变电设备在线监测技术现状及特点

当前，能源紧缺日益严峻，对供电要求日渐提高，电力系统面临着巨大的挑战，电网智能化已成为一种必然的选择。西方发达国家都加强智能电网研究，并将其上升至国家战略层面。随着通信技术以及计算机技术的进步，输变电设备状态的监测及诊断技术得到了快速发展，并取得很大的突破。相较而言，我国电网智能化研究晚，但是已取得了很多举世瞩目的成就。例如，高压设备智能化、红外线测温、输变电设备状态监侧及诊断评估等已得到了广泛应用输变电设备在线监测是通过持续供电实现对设备的周期性或连续性地自动监测。它能够在各种工作环境下应用，及时获取高清晰数字照片及视频，通过对输变电设备的监测发出警报，并能对摄像机录像、拍照以及方位的调整等进行远程操控，且具有良好的防雷、防尘以及抗电磁干扰能力。由于它的应用，将我国电网供电安全性提升到更高的层次

3主要输变电设备在线监测技术研究

3.1变压器在线监测技术

（1）变压器油色谱在线监测

变压器出现不同的故障时，会产生不同的气体。油色谱在线监测的关键就在于油气分离技术以及气体检测技术。

（2）变压器局部放电在线监测

变压器局部放电表现为脉冲型火光放电、非脉冲型辉光放电以及亚辉光放电三种。根据变压器局部放电的特征，可以通过脉冲电流法、放电能量检测法、超声波法、射频法等检测方法进行判断。

（3）变压器绕组变形在线监测

绕组是变压器内常见的容易产生故障的部件，而大部分绕组故障是由于绕组变形的原因。对绕组变形检测主要采用的方法有频率响应分析、短路电抗测试以及振动信号分析三种。

（4）变压器铁心接地电流在线监测

据统计，变压器铁芯问题也是变压器故障中出现非常多的一种情况，而变压器铁心故障中变压器铁心接地又是最为常见的原因。

3.2避雷器在线监测技术

氧化锌避雷器出现故障时多是由于受潮和电阻片的老化，故障通常表现为元件发热。氧化锌避雷器受潮故障初期表现为故障元件发热，严重时非故障元件也会发热，且其发热量要高于故障元件。电阻片老化故障通常表现为普遍的元件发热，电阻片不同程度的老化，其发热程度也不相同。漏电流是避雷器运行情况判断的重要参数，它也是避雷器在线监测的对象，监测方法有阻性电流谐波分析法、总泄漏电流法等。其中谐波分析运用数字化测量技术以及谐波分析技术，测取较准确的阻性电流基波值

3.3电缆在线监测技术

（1）电缆局部放电监测

在工程施工或者生产过程中，交联电力电缆可能会掺人一些杂质或残留一些气泡，而杂质及气泡击穿电压较低，因此在存在杂质或气泡的部位容易产生局部放电。

（2）电缆光纤测温

通过对电缆外层温度的监测，计算电缆线芯的温度，能够实现对电缆输电能力进行在线监测的作用。光纤测温的原理是从光纤一端摄入激光脉冲，光脉冲会沿光纤传播，而在光纤每一点进行传播时均会发生反射，而喇曼散射反射光则会反向传播，最后回到人射端。

4.绝缘在线监测的基本参数对象及功能

4.1绝缘技术所监测的具体对象

首先，绝缘技术应用于高压电气设备的运行过程中，它充分利用到了电气设备的工作电压进行设备特征参数的监测，并准确反映高压电气设备中绝缘体的运行状况，对绝缘状况作出精确判断。一般来说，绝缘技术所监测的内容主要包括了高压电气设备的电容量、母线电压、损耗值、绝缘电阻、三相不平衡信号以及泄漏电流等参数。而随着绝缘技术的不断发展完善，所能够实现监测的电气设备对象及参数还在不断增加。

4.2绝缘技术检测所体现的具体功能

绝缘技术可以为高压电气设备提供基于绝缘特性的参数实施测量功能，也能对所测试采集到的数据进行合理的分析与处理。以下简要介绍一下它所能达到的几项具体功能。

首先，它能对避雷器的运行状况进行检测，从而了解其设备中容性电流与阻性电流的变化幅度，对数据进行相应的分析处理。

其次，它也能做到对祸合电容器的监测，另外套管、CVT、电流互感器等容性设备的介质损耗与电流泄漏也是它的监测重点内容。通过这些监测来了解高压电气设备的绝缘老化及损坏状况。

再次，基于绝缘技术的监测阻抗相对非常稳定，不会受到变电站中电磁干扰的影响。而且在系统操作电压作用下，它也赋予了高压电气设备一定的自我保护性，避免了性能变化以及软件损坏现象的发生。

5绝缘在线监测设备简介

绝缘技术中最重要的设备就是避雷器。在变电站中，避雷器设备之间一般不设置串联关系，所以当设备处于运行状态中，就会有大量电流经过避雷器中的阀片，长此以往就会加速阀片的老化，进而缩短阀片的寿命。当阀片逐渐老化后整个避雷器系统的使用性能也会大打折扣，这从设备的漏电问题中就能反映出来。而避雷器的老化对设备的绝缘数值产生直接影响，一旦设备受到一定绝缘阻碍时，系统的电流就会不断加大，最终迫使设备提前出现故障。

如果避雷器设备处于正常运行状态时，它的电流主要分为两种，第一种是占到设备大部分的容性电流，另一种则是较少量的阻性电流。当避雷器受到干扰或潮湿状况而老化时，设备的绝缘性能就会下降，设备的电流泄漏相应增大，与此同时，设备的阻性电流也会不断增加。随着设备中阻性电流的逐渐增加，设备内外部的耗损都会上升一个档次，最终导致避雷器内部的热击穿现象发生除避雷器以外，高压电气设备中的祸合电器设备、电流感应器、套管等等阻性设备也是相当关键的绝缘技术设备。

6高压电气设备对绝缘绝缘在线监测的应用

在高压电气设备中绝缘技术的应用相当广泛，例如在变压器、发电机设备、电容设备中都能实现在线监测功能，确保高压电器设备整体的安全稳定运行。如果变压器设备的绝缘状况不太理想，绝缘技术就可以通过在线监测来追踪变压器设备的增长率及正切值，明确设备问题所在。一般来说，变压器常常出现的问题包括了热击穿、绝缘性能降低等等。此时就要利用绝缘技术明确它的问题，一般问题的根源均为设备无规律放电所造成。利用超声波探测仪对设备的放电状况进行检测，明确放电的具体位置，然后判断设备放电对绝缘性的影响程度，再根据实际状况作出设备检修及维护

7结语

电气设备绝缘在线监测技术在不断的发展和进步，这种状态也可以为企业带来很大的经济效益，也可以减少因为维修对电器资源的投入消耗的费用，也可以提高设备的安全性和可靠性，是现阶段应用最为广泛的电气监测技术。

参考文献：

[1]陈新岗.电容性设备绝缘故障在线监测技术应用研究[D].重庆大学，2006.

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[3]王健.基于MSP430的双存储器高速局部放电在线监测传感器设计[D].天津大学，2012.

[4]龚举明.重庆白鹤发电厂电容性设备绝缘在线监测技术的应用研究[D].重庆大学，2002.