研究高壓絕緣的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.任 龍 2.張 賽 2.席 偉

1.四川科銳得實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 2.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司檢修公司

研究高壓絕緣的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.任 龍 2.張 賽 2.席 偉

1.四川科銳得實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 2.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司檢修公司

傳統(tǒng)的高壓設(shè)備定期檢修方法具有有效性差、強(qiáng)度大和試驗(yàn)周期長(zhǎng)等劣勢(shì)，因此，很難很好的滿足電力系統(tǒng)對(duì)安全性和穩(wěn)定性的相關(guān)要求，電力系統(tǒng)設(shè)備檢修的必然趨勢(shì)是定期檢修被狀態(tài)檢修代替。現(xiàn)階段可以得到的結(jié)論是安全和有效的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以更好地完成狀態(tài)維修任務(wù)，尤其是在電容量、電流互感器、高壓套管等領(lǐng)域的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)正逐漸趨于成熟，并且切實(shí)可以起到對(duì)事故的預(yù)知效能，推進(jìn)而適當(dāng)更好地應(yīng)用是有益的。

高壓；絕緣；在線；監(jiān)測(cè)技術(shù)

1、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)原理

高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要利用電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信號(hào)處理技術(shù)等對(duì)運(yùn)行狀態(tài)中的高壓電氣設(shè)備的絕緣特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從而可以實(shí)時(shí)分析高壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)采取解決措施。

高壓電氣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)備主要分為硬件與軟件兩個(gè)組成部分，其中硬件部門主要采集信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行后期處理。而軟件部分則主要對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，且利用合適的數(shù)學(xué)模型、電容、泄露電流、絕緣電阻、母線電壓以及三相不平衡信號(hào)等參數(shù)，分析判斷高壓電氣設(shè)備的故障問(wèn)題。傳感器系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)以及分析診斷系統(tǒng)等均屬于高壓電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要組成部分，其中傳感器主要監(jiān)測(cè)并變換實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，信號(hào)采集系統(tǒng)則完成信號(hào)的傳輸與處理工作，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，且利用濾波技術(shù)處理信號(hào)，在將處理后的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。而分析診斷系統(tǒng)主要分析、診斷采集的數(shù)據(jù)信息，在結(jié)合高壓電氣設(shè)備監(jiān)測(cè)需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，當(dāng)超出標(biāo)準(zhǔn)后還應(yīng)向上級(jí)控制中心傳輸信息。

相較于傳統(tǒng)的定期停電預(yù)防性試驗(yàn)，高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)提升了數(shù)據(jù)的真實(shí)性與針對(duì)性，且增強(qiáng)了檢修工作的可操作性。除此之外，絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在不需要電能的前提下，便可以有效掌握設(shè)備的具體運(yùn)行態(tài)勢(shì)，并在分析診斷后進(jìn)行針對(duì)性檢修，降低了突發(fā)事故的發(fā)生頻率。

2、絕緣在線監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 傳感器技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，必須要加強(qiáng)對(duì)傳感器的合理選擇，這是為了確保通過(guò)傳感器獲取電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還要從同類產(chǎn)品中獲取相應(yīng)信息進(jìn)行對(duì)比，這樣才能有效檢驗(yàn)電氣設(shè)備的絕緣質(zhì)量。

2.2 信號(hào)傳輸技術(shù)在傳感器獲取到電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)信息后，必須要能快速傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元中去，這樣才能對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，那么應(yīng)該如何選擇合適的通信方式，這就成為了難點(diǎn)。尤其是在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工作中，電氣設(shè)備一直處于高壓狀態(tài)下，想要準(zhǔn)確而快速地傳輸傳感器信號(hào)，就必須要加強(qiáng)對(duì)外界環(huán)境的處理，要制定抗干擾策略。

2.3 數(shù)據(jù)分析、處理和診斷技術(shù)絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效對(duì)高壓電氣設(shè)備進(jìn)行評(píng)估，能夠消除電氣設(shè)備的潛在故障隱患。同時(shí)還可以對(duì)所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)、分析和處理，將一些無(wú)用信息進(jìn)行排除，但是在選擇診斷方法時(shí)，一定要確保科學(xué)、合理，要能準(zhǔn)確判斷故障。4.抗干擾技術(shù)由于高壓電氣設(shè)備的工作環(huán)境較為復(fù)雜，容易受到外界諸多因素的干擾，這對(duì)絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用十分不利，必須要加強(qiáng)對(duì)抗干擾技術(shù)的研發(fā)，要改變電場(chǎng)干擾和磁場(chǎng)干擾。

3、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用

電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是應(yīng)用了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)等，是利用傳感器對(duì)電氣設(shè)備信號(hào)進(jìn)行采集，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，在不對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行停電的情況下，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的檢測(cè)，有效提高了工作效率。

3.1 發(fā)電機(jī)的絕緣在線監(jiān)測(cè)

在發(fā)電機(jī)事故發(fā)生率中最高的就是絕緣故障，當(dāng)前世界上許多國(guó)家都將絕緣作為發(fā)動(dòng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，主要是采用局部放電的方式來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)的絕緣狀況。

3.2 變壓器的絕緣在線監(jiān)測(cè)

變壓器的絕緣在線監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)的變壓器中的絕緣油，通過(guò)監(jiān)測(cè)絕緣油中的分解氣體含量進(jìn)行判斷，包括H2，C2H2、CO.CH4.C2H6等，這些氣體含量如果超標(biāo)，那將直接導(dǎo)致變壓器內(nèi)部故障的出現(xiàn)。隨著變壓器使用時(shí)間的延長(zhǎng)，內(nèi)部有機(jī)絕緣材料就會(huì)發(fā)生老化，這樣就容易導(dǎo)致變壓器被擊穿，形成局部放電，這樣就可以通過(guò)監(jiān)測(cè)局部放電量來(lái)判斷變壓器的絕緣性能好壞。

3.3 電容型高壓電氣設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測(cè)

通過(guò)大量研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，電容型高壓電氣設(shè)備的受潮程度容易影響在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，通常都是將監(jiān)測(cè)交流泄露電流作為反映電氣設(shè)備靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)，并用介質(zhì)損耗角正切值對(duì)局部缺陷反映靈敏。

3.4 氧化鋅避雷器的絕緣在線監(jiān)測(cè)

通常氧化鋅避雷器閥片劣化的主要原因就是受潮或老化，尤其是在避雷器正常運(yùn)行時(shí)，如果閥片泄露電流，那將會(huì)導(dǎo)致閥片的老化速度加快，因此絕緣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備主要是根據(jù)泄露電流的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，尋找避雷器的絕緣缺陷。

3.5 GIS的絕緣在線監(jiān)測(cè)

GIS的絕緣在線監(jiān)測(cè)主要可以分為三種，第一種是化學(xué)方法，第二種是電方法，第三種是機(jī)械方法。化學(xué)方法主要是對(duì)分解氣體進(jìn)行檢測(cè)，這樣就可以對(duì)局部放電情況進(jìn)行了解。電方法主要采用外電極、內(nèi)電極和磁禍合方法測(cè)量GIS護(hù)套電勢(shì)來(lái)檢測(cè)局部放電。而機(jī)械方法則是通過(guò)傳感器來(lái)檢測(cè)機(jī)械震動(dòng)和彈性波。

總而言之，高壓設(shè)備在具體應(yīng)用過(guò)程中必須使用監(jiān)測(cè)技術(shù)，而絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)，且具備一定的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、真實(shí)性以及針對(duì)性，可以提升高壓設(shè)備運(yùn)行的安全性，有助于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣事故隱患問(wèn)題，減少電氣系統(tǒng)的故障運(yùn)行問(wèn)題。同時(shí)，采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也可以避免定期停電預(yù)防性試驗(yàn)問(wèn)題，使得電力設(shè)備可以時(shí)刻保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，為企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

[1]胡榕.特高壓交流氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的電磁瞬態(tài)特性研究[D].華北電力大學(xué)(北京)，2016.

[2]王永強(qiáng)，鄭志宏，王壯，畢建剛.大功率高頻高壓變壓器絕緣設(shè)計(jì)研究 [J].絕緣材料，2016，49(05)：49-54.

[3]陳南.高壓絕緣操作桿工頻耐壓試驗(yàn)波形幅值研究[J].安徽電力，2016，33(01)：19-21.