【摘要】高壓電氣試驗(yàn)是考核電氣設(shè)備主絕緣或電氣參數(shù)是否滿足安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段。本文就變電站的高壓電氣設(shè)備的在線絕緣監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)問題與應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的論述，為后續(xù)的研究提供技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】變電站；絕緣；在線監(jiān)測

我國在線絕緣監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的研究和國外可以說是同步發(fā)展，處于幾乎是相當(dāng)?shù)乃健ｋS著電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊和信息處理等技術(shù)的發(fā)展和向各領(lǐng)域的滲透，使絕緣在線監(jiān)測方法發(fā)生了質(zhì)的變化。國內(nèi)外都研制出一系列可實(shí)用的在線絕緣監(jiān)測儀器或裝置。

1. 高壓電氣設(shè)備在線絕緣監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)

1.1信號(hào)傳輸技術(shù)。 如何把有傳感器獲取的信息，無畸變地送到數(shù)據(jù)處理單元去分析、處理、存儲(chǔ)，選擇什么樣的通信方式很重要。因?yàn)檫@些工作很多都是在現(xiàn)場進(jìn)行、在設(shè)備帶高壓的情況下進(jìn)行，所以要設(shè)法準(zhǔn)確地獲取并傳輸這些相當(dāng)微弱的信號(hào)，使更少受或不受干擾，就必須采取一系列的抗干擾措施。

1.2傳感器技術(shù)。 對(duì)電氣設(shè)備絕緣進(jìn)行在線監(jiān)測，首先是如何選用和研制各種需用的傳感器，以便從被監(jiān)測設(shè)備上獲取信息，有時(shí)還需要從其他設(shè)備上同時(shí)取得作為對(duì)比或基準(zhǔn)的信息。然后是怎樣保證傳感器在戶外有溫度變化和干擾的環(huán)境中性能穩(wěn)定、工作可靠。

1.3抗干擾技術(shù)。 在高壓電氣設(shè)備在線絕緣監(jiān)測的各環(huán)節(jié)中，都離不開抗干擾的問題。它包括抗電場干擾和磁場干擾。因此抗干擾技術(shù)的好壞可以說是絕緣在線監(jiān)測成敗的關(guān)鍵之一。

1.4數(shù)據(jù)分析、處理和診斷技術(shù)。對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測的目的是了解和評(píng)估設(shè)備在運(yùn)行過程中的狀態(tài)，從而能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障隱患。因此，通過對(duì)監(jiān)測到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理是十分重要的。它可以幫助我們?nèi)未嬲?，提取信?hào)特征供診斷使用。

2. 各型傳感器特點(diǎn)比較

（1）在線監(jiān)測的設(shè)備日常承受著運(yùn)行高壓，其絕緣泄漏信號(hào)電流須經(jīng)過定的傳感器才能接入主機(jī)測試儀，目前容性設(shè)備在線測試所采用的傳感器可采用電磁式傳感器、電容式傳感器或電阻式傳感器。

（2）電磁式傳感器采用容性試品的末屏引下線直接穿過傳感器CT，并與地相連接的方法，信號(hào)電流從傳感器CT的二次側(cè)獲取后接入主機(jī)檢測儀。這種類刑的傳感器具有受溫度、濕度等影響較小的特點(diǎn)，與電容和電阻式的傳感器相比，穩(wěn)定性較好，而且穿芯CT的接地引下線與地可靠連接，沒有中間環(huán)節(jié)，不會(huì)發(fā)生末屏開路的情況，但由于有傳感器CT變比的影響，信號(hào)電流顯得相對(duì)較弱，并且傳感器CT本身就可能引入固定的角差，若這兩環(huán)節(jié)處理不好，可能會(huì)影響到測量的可信度。

（3）電阻或電容傳感器的優(yōu)點(diǎn)是其信號(hào)電流相對(duì)較大，并直接接入便攜儀主機(jī)，增加了信噪比，這對(duì)于儀器排除干擾是有好處的。但無論是電阻還是電容傳感器均不屬于末屏直接接地方式，即使將傳感器裝入主機(jī)內(nèi)部，末屏引下線上也要加裝切換裝置，有定的安全隱患，并且電阻之失效模式通常為開路，一旦此情況發(fā)生，末屏將出現(xiàn)很高的電壓，對(duì)安全是極為不利的，所以電阻或電容傳感器兩側(cè)須并聯(lián)系列的保安裝置，如球隙保護(hù)、TVS防浪涌裝置等，綜合來看，還是電磁式的傳感器可靠。

3. 電力設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

3.1變壓器。

3.1.1油中溶解氣體在線監(jiān)測。電力變壓器在運(yùn)行過程中，其絕緣油在過熱、放電、電弧等作用下會(huì)產(chǎn)生故障特征氣體，故障特征氣體的成分、含量、增長速率與變壓器內(nèi)部故障的類型及嚴(yán)重程度有密切關(guān)系。變壓器油中溶解氣體在線裝置能夠連續(xù)監(jiān)測運(yùn)行變壓器油中的氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體組分的含量，可及時(shí)診斷變壓器的絕緣狀況、早期故障和其發(fā)展趨勢，從而減少或避免非計(jì)劃停電和災(zāi)難性事故的發(fā)生，為設(shè)備檢修提供科學(xué)依據(jù)。

3.1.2局部放電在線監(jiān)測。局部放電在線監(jiān)測是診斷變壓器絕緣的有效方法之一。變壓器正常運(yùn)行中局部放電量較小。變壓器的絕緣材料中存在著氣隙和油隙，當(dāng)介質(zhì)的電場強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，它們將被擊穿而發(fā)生局部放電，局部放電逐步發(fā)展必將導(dǎo)致絕緣損壞。當(dāng)變壓器發(fā)生絕緣劣化或絕緣擊穿故障前期，變壓器局部放電量會(huì)增加數(shù)十倍，甚至數(shù)百倍。利用在線監(jiān)測變壓器局部放電量的變化進(jìn)行絕緣早期故障報(bào)警，有效監(jiān)測變壓器的絕緣狀況。

3.2GIS 和SF6斷路器。GIS和高壓SF6斷路器設(shè)備在線監(jiān)測診斷有效的項(xiàng)目是局部放電監(jiān)測。局部放電監(jiān)測可以彌補(bǔ)交流耐壓試驗(yàn)的不足，通過在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)GIS和SF6斷路器制造和安裝的清潔度，發(fā)現(xiàn)設(shè)備制造和安裝過程中的缺陷、差錯(cuò)和進(jìn)水受潮等，并確定放電位置，從而進(jìn)行有針對(duì)性的維修，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

3.3隔離開關(guān)和開關(guān)柜。變電站內(nèi)的隔離開關(guān)和開關(guān)柜設(shè)備運(yùn)行中承載著較大電流，在內(nèi)外各種因素的影響下，設(shè)備的節(jié)點(diǎn)、接觸面常常出現(xiàn)溫升，最終導(dǎo)致突發(fā)性故障。安裝無線測溫在線監(jiān)測系統(tǒng)，即在每個(gè)節(jié)點(diǎn)加裝溫度傳感器，通過無線測溫終端發(fā)射模塊、固定IP地址等收集傳感器傳遞的溫度信息，定時(shí)發(fā)送至通信管理單元，傳遞溫度信息，通過通信管理單元將數(shù)據(jù)處理和定值連接到局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)控和異常報(bào)

警，有效地避免惡性事故的發(fā)生。

3.4氧化鋅避雷器。金屬氧化物避雷器（MOA）由于閥片老化或受潮所表現(xiàn)出來的電氣特征是阻性電流增大，因此測量運(yùn)行電壓下的交流泄漏電流是金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測的主內(nèi)容，而測量其阻性電流是關(guān)鍵。日前國內(nèi)測量全泄漏電流多采用避雷器在線監(jiān)測器，即將一體的毫安表與計(jì)數(shù)器串聯(lián)在避雷器接地回路中。監(jiān)測器中的毫安表用于監(jiān)測運(yùn)行電壓下通過避雷器的泄漏電流峰值，有效地監(jiān)測避雷器內(nèi)部是否受潮或內(nèi)部元件是否異常。避雷器在線監(jiān)測在電力系統(tǒng)的應(yīng)用比較成熟且應(yīng)用效果好，通過在線監(jiān)測可及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)避雷器的絕緣劣化缺陷。

3.5互感器類容性設(shè)備。在線監(jiān)測電流互感器、CVT ，耦合電容器、套管等容性設(shè)備介質(zhì)損耗角正切值是一項(xiàng)靈敏度很高的試驗(yàn)項(xiàng)目，它可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣整體受潮、絕緣劣化以及局部缺陷等。通過全國互感器類容性設(shè)備缺陷故障統(tǒng)計(jì)分析，絕緣受潮缺陷占總?cè)毕莸?0%以上?；ジ衅黝惾菪栽O(shè)備一旦絕緣受潮會(huì)引起絕緣介質(zhì)損耗增加，損耗愈大，溫度上升愈快，易造成絕緣劣化，導(dǎo)致絕緣擊穿。在線監(jiān)測電壓采樣的是設(shè)備的運(yùn)行電壓，測試電壓高于停電時(shí)的試驗(yàn)電壓，因此獲得設(shè)備絕緣參數(shù)更加真實(shí)可靠，通過設(shè)備本身測量數(shù)據(jù)的縱向比較和相關(guān)設(shè)備測量數(shù)據(jù)的橫向比較準(zhǔn)確判斷運(yùn)行設(shè)備的絕緣狀況。

總之，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行電力設(shè)備絕緣狀況的在線監(jiān)測，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)很有益?，F(xiàn)行的預(yù)防性試驗(yàn)?zāi)耸且环N定期檢驗(yàn)，并且需進(jìn)行部分停電操作和安全措施，試驗(yàn)設(shè)備需反復(fù)地搬運(yùn)至現(xiàn)場。而在線監(jiān)測正可省去這些復(fù)雜而繁瑣的過程，但電力設(shè)備的在線監(jiān)測本身也是一項(xiàng)很細(xì)致的工作，產(chǎn)品研發(fā)后還需要在試驗(yàn)室及現(xiàn)場作大量的檢驗(yàn)性測試后方能確定其可行性，便攜式在線監(jiān)測系統(tǒng)是基礎(chǔ)，其最終將發(fā)展為自動(dòng)化程度更高的集中式在線監(jiān)測系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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