研究高壓絕緣的在線監測技術

1.任 龍 2.張 賽 2.席 偉

1.四川科銳得實業集團有限公司 2.國網四川省電力公司檢修公司

研究高壓絕緣的在線監測技術

1.任 龍 2.張 賽 2.席 偉

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傳統的高壓設備定期檢修方法具有有效性差、強度大和試驗周期長等劣勢，因此，很難很好的滿足電力系統對安全性和穩定性的相關要求，電力系統設備檢修的必然趨勢是定期檢修被狀態檢修代替。現階段可以得到的結論是安全和有效的在線監測技術可以更好地完成狀態維修任務，尤其是在電容量、電流互感器、高壓套管等領域的在線監測技術正逐漸趨于成熟，并且切實可以起到對事故的預知效能，推進而適當更好地應用是有益的。

高壓；絕緣；在線；監測技術

1、在線監測技術原理

高壓電氣設備絕緣在線監測技術主要利用電子技術、網絡技術、傳感器技術以及計算機信號處理技術等對運行狀態中的高壓電氣設備的絕緣特性進行動態監測，從而可以實時分析高壓設備的運行狀態，并根據可能出現的問題及時采取解決措施。

高壓電氣在線監測技術設備主要分為硬件與軟件兩個組成部分，其中硬件部門主要采集信號，并對信號進行后期處理。而軟件部分則主要對傳輸數據進行實時分析，且利用合適的數學模型、電容、泄露電流、絕緣電阻、母線電壓以及三相不平衡信號等參數，分析判斷高壓電氣設備的故障問題。傳感器系統、信號采集系統以及分析診斷系統等均屬于高壓電氣設備在線監測系統的主要組成部分，其中傳感器主要監測并變換實時數據，信號采集系統則完成信號的傳輸與處理工作，將模擬量轉化為數字量，且利用濾波技術處理信號，在將處理后的信號輸入計算機系統內。而分析診斷系統主要分析、診斷采集的數據信息，在結合高壓電氣設備監測需求的基礎上，實現測量數據，當超出標準后還應向上級控制中心傳輸信息。

相較于傳統的定期停電預防性試驗，高壓電氣設備絕緣在線監測技術提升了數據的真實性與針對性，且增強了檢修工作的可操作性。除此之外，絕緣在線監測系統在不需要電能的前提下，便可以有效掌握設備的具體運行態勢，并在分析診斷后進行針對性檢修，降低了突發事故的發生頻率。

2、絕緣在線監測的關鍵技術

2.1 傳感器技術想要實現對電氣設備的絕緣性能進行監測，必須要加強對傳感器的合理選擇，這是為了確保通過傳感器獲取電氣設備的數據信息，同時還要從同類產品中獲取相應信息進行對比，這樣才能有效檢驗電氣設備的絕緣質量。

2.2 信號傳輸技術在傳感器獲取到電氣設備的數據信息后，必須要能快速傳輸到數據處理單元中去，這樣才能對數據信息進行分析，那么應該如何選擇合適的通信方式，這就成為了難點。尤其是在實際現場工作中，電氣設備一直處于高壓狀態下，想要準確而快速地傳輸傳感器信號，就必須要加強對外界環境的處理，要制定抗干擾策略。

2.3 數據分析、處理和診斷技術絕緣在線監測技術的應用，可以有效對高壓電氣設備進行評估，能夠消除電氣設備的潛在故障隱患。同時還可以對所監測到的數據進行比對、分析和處理，將一些無用信息進行排除，但是在選擇診斷方法時，一定要確保科學、合理，要能準確判斷故障。4.抗干擾技術由于高壓電氣設備的工作環境較為復雜，容易受到外界諸多因素的干擾，這對絕緣在線監測技術的應用十分不利，必須要加強對抗干擾技術的研發，要改變電場干擾和磁場干擾。

3、在線監測技術及其應用

電力設備在線監測技術主要是應用了傳感器技術、計算機技術、電子技術和信號處理技術等，是利用傳感器對電氣設備信號進行采集，然后將數據傳輸到監控中心，并對數據進行分析、處理，在不對電氣設備進行停電的情況下，就可以實現對電氣設備的檢測，有效提高了工作效率。

3.1 發電機的絕緣在線監測

在發電機事故發生率中最高的就是絕緣故障，當前世界上許多國家都將絕緣作為發動機在線監測的重要內容，主要是采用局部放電的方式來監測發電機的絕緣狀況。

3.2 變壓器的絕緣在線監測

變壓器的絕緣在線監測主要是針對的變壓器中的絕緣油，通過監測絕緣油中的分解氣體含量進行判斷，包括H2，C2H2、CO.CH4.C2H6等，這些氣體含量如果超標，那將直接導致變壓器內部故障的出現。隨著變壓器使用時間的延長，內部有機絕緣材料就會發生老化，這樣就容易導致變壓器被擊穿，形成局部放電，這樣就可以通過監測局部放電量來判斷變壓器的絕緣性能好壞。

3.3 電容型高壓電氣設備的絕緣在線監測

通過大量研究試驗數據表明，電容型高壓電氣設備的受潮程度容易影響在線監測的數據，通常都是將監測交流泄露電流作為反映電氣設備靈敏度的標準，并用介質損耗角正切值對局部缺陷反映靈敏。

3.4 氧化鋅避雷器的絕緣在線監測

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行時，如果閥片泄露電流，那將會導致閥片的老化速度加快，因此絕緣在線監測設備主要是根據泄露電流的監測數據進行對比，尋找避雷器的絕緣缺陷。

3.5 GIS的絕緣在線監測

GIS的絕緣在線監測主要可以分為三種，第一種是化學方法，第二種是電方法，第三種是機械方法。化學方法主要是對分解氣體進行檢測，這樣就可以對局部放電情況進行了解。電方法主要采用外電極、內電極和磁禍合方法測量GIS護套電勢來檢測局部放電。而機械方法則是通過傳感器來檢測機械震動和彈性波。

總而言之，高壓設備在具體應用過程中必須使用監測技術，而絕緣在線監測技術可以實現智能化監測，且具備一定的及時性、準確性、真實性以及針對性，可以提升高壓設備運行的安全性，有助于工作人員及時發現電氣事故隱患問題，減少電氣系統的故障運行問題。同時，采用在線監測技術也可以避免定期停電預防性試驗問題，使得電力設備可以時刻保持最佳的運行狀態，為企業帶來較大的經濟與社會效益。

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