高压电气设备对绝缘技术的应用分析

发表时间:2021/7/19   来源:《中国电业》2021年3月9期   作者:汪林
[导读] 通常情况下,高压电气设备所处的运行环境十分复杂,因此其极易受到许多不利因素的影响。

        汪林
        太仓市爱能吉电力工程有限公司
        摘要:通常情况下,高压电气设备所处的运行环境十分复杂,因此其极易受到许多不利因素的影响。其中绝缘体的效果将对其运行的稳定性产生十分巨大影响,甚至会直接关系到设备与人员的安全。为了满足越来越高的绝缘需求,我国以加大了其研究与应用方面的工作,并取得了一定的成绩。基于此,本文以其原理与功能为出发点,在对绝缘设备进行介绍的基础上对其实际应用进行了深入的分析。
        关键词:电气设备;绝缘技术
        前言:随着我国电力系统规模的迅速壮大,越来越多的高压电气设备出现在其中。为了降低或避免规模与数量急剧增长所引发的安全问题,如何合理的运用绝缘技术以实现其运行的平稳与安全已经成为技术关键所在。为了确保高压设备能够安全运转和电力系统的正常运行,应对绝缘技术的应用给予更高的关注。
1.绝缘技术基本原理
1.1监测对象和参数
        所谓的绝缘技术,是指当高压电气设备运行时,通过绝缘技术可以对其工作电压进行测量,对测量结果进行处理从而获得其绝缘状态额定相关参数。因此,通过绝缘技术的应用能够对处在工作状态中的设备的绝缘情况进行准确测量,从而对其当前的绝缘状态进行判断。在进行绝缘监测时需要采集如母线电压、变压器容量、电网损耗以及电阻值等参数的实际数值。随着其的不断发展,为使得测量的绝缘结果更为精准,将会对于越来越多的相关参数进行测量。
1.2绝缘技术监测的功能
        通过绝缘技术不仅可以实时监测设备的绝缘情况,还可以收集、整理与分析所测得的各类数据与信息,从而对所监测设备的运行状态与可能出现的故障进行预测。例如对避雷器的阻性以及电流进行测定就可以对其绝缘材料和阀片的使用状况及老化状态进行评估。同时,对套管或电压互感器等漏电电流值及介质损耗量进行测定便能够了解其内部的损坏情况与故障原因。此外,对绝缘油中含气量进行测量,能够通过气量的变化判断设备是否存在内部过热或漏电等问题。
2.避雷器概述
        现阶段,在我国的全部变电站中,电气设备与避雷器之间并不是直接串联。因此,当设备处在运行状态时,其电流会直接经过阀片从而加速其老化,并降低其使用寿命,当其老化时会严重降低避雷器的整体使用性能。当避雷器处于工作状态时,流经其电流主要分为两大类型。一种是容性电流性质,另一种为阻性电流,其中容性电流所占的比例较高。当其因为潮湿而出现老化现象或其正常工作状态被严重干扰时,将对设备的绝缘性能产生极大的影响。如果其表层附着有杂物时,将会极大的增加其出现电流泄露的可能。目前,随着阻性电流强度的不断提升,将会加剧避雷器损耗,甚至导致其出现热击穿现象,避雷器电流运行图见图1。

3.绝缘技术的应用
3.1变压器绝缘监测
        变压器的绝缘监测对象为变压器中盛有的绝缘油,主要监测参数为局部放电情况以及分解气体的含量。如果其绝缘情况出现异常,绝缘监测系统则会对产气率进行自动跟踪,从而对发生问题的区域进行精准判断。一般情况下,造成其出现击穿故障的主要因素的部分放电,虽然通过超声波探测技术能够检测到实际的放电情况,但是该种检测手段却存在无法精准定位放电区域以及无法判断放电情况对于绝缘状态的影响程度。
3.2高压开关柜绝缘监测
        高压开关柜绝缘状态的在线监测在高压电气设备绝缘检测中的占有重要地位。在其使用周期较长,使用频率较高,将会不可避免的出现诸如零部件老化与破损等问题,从而引发其绝缘放电现象,甚至会导致其出现故障。目前,最常使用的判断其绝缘状态的方法为,对漏电的电流值或介质损耗角的正切值进行测量。而对开关柜中因导向松动或破损而导致的接触不良等现象进行检测时,通常采用的是能够快速发现并解决问题的射频法。
3.3 氧化避雷器绝缘监测
        氧化避雷器极易出现老化与受潮等问题,因此在对其进行绝缘监测是应对诱发其老化或导致其受潮的因素进行深入的分析,从而做到防患于未然。氧化避雷器中最容易出现绝缘问题的部件就是阀片,因此需对其电流泄露情况进行实时监测。当氧化避雷器出现绝缘故障时,阻性电流与流经阀片的总电流强度将会同步增加。为此,在对其运行状态进行检测时,不仅需要对流经其电流的数值进行监测,还应结合此前的数据进行对比与综合分析,以快速准确的对绝缘故障的发生部位进行判断。近些年,一种安装于其引下线部位的监测装置,因其具有较高的检测精准性以及良好的可操控性等特点,已经在其绝缘监测方面得到了良好应用效果,该监测设备能够对泄露电流以及避雷器动作次数等大量信息进行实时跟踪记录。同时,通过其具备带电测试功能,能够对氧化避雷器中的各类电流信息进行在线分析。
3.4GlS绝缘监测
        现阶段通常使用的GIS绝缘监测手段主要分为电措施、机械措施以及化学措施三种主要类型。电措施主要是采用内外电机与磁耦合的方法对GIS护套的电势进行测量,从而完成对其局部放电情况的监测。机械措施是使用具有高精度和高灵敏度的传感设备对GIS中各部位潜在的放电状态进行检测。同时,还可根据其发生绝缘故障时产生的振动信号或弹性波等信息进行分析,从而快速的对其故障的原因与严重程度进行判断。化学措施则是通过检测分解物中产生的气体来完成监测工作,其主要被用于对局部放电现象进行检查。
结束语
        综上所述,通过绝缘技术的合理运用,能够对处于工作状态的高压电气设备内部的绝缘情况进行实时的监测,从而为其出现故障时的诊断与修复工作提供了强有力的数据支撑。同时,计算机技术、通信技术以及传感器技术的飞速发展也为绝缘技术的发展与新型设备的研发奠定了基础。鉴于其在确保电气设备安全以及电网正常运行中所发挥的重要作用,应结合应用过程中所积累的经验,加大研发投入,从而使其能够更加健康快速的发展。
参考文献
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