研究高压绝缘的在线监测技术

1.任 龙 2.张 赛 2.席 伟

1.四川科锐得实业集团有限公司 2.国网四川省电力公司检修公司

研究高压绝缘的在线监测技术

1.任 龙 2.张 赛 2.席 伟

1.四川科锐得实业集团有限公司 2.国网四川省电力公司检修公司

传统的高压设备定期检修方法具有有效性差、强度大和试验周期长等劣势，因此，很难很好的满足电力系统对安全性和稳定性的相关要求，电力系统设备检修的必然趋势是定期检修被状态检修代替。现阶段可以得到的结论是安全和有效的在线监测技术可以更好地完成状态维修任务，尤其是在电容量、电流互感器、高压套管等领域的在线监测技术正逐渐趋于成熟，并且切实可以起到对事故的预知效能，推进而适当更好地应用是有益的。

高压；绝缘；在线；监测技术

1、在线监测技术原理

高压电气设备绝缘在线监测技术主要利用电子技术、网络技术、传感器技术以及计算机信号处理技术等对运行状态中的高压电气设备的绝缘特性进行动态监测，从而可以实时分析高压设备的运行状态，并根据可能出现的问题及时采取解决措施。

高压电气在线监测技术设备主要分为硬件与软件两个组成部分，其中硬件部门主要采集信号，并对信号进行后期处理。而软件部分则主要对传输数据进行实时分析，且利用合适的数学模型、电容、泄露电流、绝缘电阻、母线电压以及三相不平衡信号等参数，分析判断高压电气设备的故障问题。传感器系统、信号采集系统以及分析诊断系统等均属于高压电气设备在线监测系统的主要组成部分，其中传感器主要监测并变换实时数据，信号采集系统则完成信号的传输与处理工作，将模拟量转化为数字量，且利用滤波技术处理信号，在将处理后的信号输入计算机系统内。而分析诊断系统主要分析、诊断采集的数据信息，在结合高压电气设备监测需求的基础上，实现测量数据，当超出标准后还应向上级控制中心传输信息。

相较于传统的定期停电预防性试验，高压电气设备绝缘在线监测技术提升了数据的真实性与针对性，且增强了检修工作的可操作性。除此之外，绝缘在线监测系统在不需要电能的前提下，便可以有效掌握设备的具体运行态势，并在分析诊断后进行针对性检修，降低了突发事故的发生频率。

2、绝缘在线监测的关键技术

2.1 传感器技术想要实现对电气设备的绝缘性能进行监测，必须要加强对传感器的合理选择，这是为了确保通过传感器获取电气设备的数据信息，同时还要从同类产品中获取相应信息进行对比，这样才能有效检验电气设备的绝缘质量。

2.2 信号传输技术在传感器获取到电气设备的数据信息后，必须要能快速传输到数据处理单元中去，这样才能对数据信息进行分析，那么应该如何选择合适的通信方式，这就成为了难点。尤其是在实际现场工作中，电气设备一直处于高压状态下，想要准确而快速地传输传感器信号，就必须要加强对外界环境的处理，要制定抗干扰策略。

2.3 数据分析、处理和诊断技术绝缘在线监测技术的应用，可以有效对高压电气设备进行评估，能够消除电气设备的潜在故障隐患。同时还可以对所监测到的数据进行比对、分析和处理，将一些无用信息进行排除，但是在选择诊断方法时，一定要确保科学、合理，要能准确判断故障。4.抗干扰技术由于高压电气设备的工作环境较为复杂，容易受到外界诸多因素的干扰，这对绝缘在线监测技术的应用十分不利，必须要加强对抗干扰技术的研发，要改变电场干扰和磁场干扰。

3、在线监测技术及其应用

电力设备在线监测技术主要是应用了传感器技术、计算机技术、电子技术和信号处理技术等，是利用传感器对电气设备信号进行采集，然后将数据传输到监控中心，并对数据进行分析、处理，在不对电气设备进行停电的情况下，就可以实现对电气设备的检测，有效提高了工作效率。

3.1 发电机的绝缘在线监测

在发电机事故发生率中最高的就是绝缘故障，当前世界上许多国家都将绝缘作为发动机在线监测的重要内容，主要是采用局部放电的方式来监测发电机的绝缘状况。

3.2 变压器的绝缘在线监测

变压器的绝缘在线监测主要是针对的变压器中的绝缘油，通过监测绝缘油中的分解气体含量进行判断，包括H2，C2H2、CO.CH4.C2H6等，这些气体含量如果超标，那将直接导致变压器内部故障的出现。随着变压器使用时间的延长，内部有机绝缘材料就会发生老化，这样就容易导致变压器被击穿，形成局部放电，这样就可以通过监测局部放电量来判断变压器的绝缘性能好坏。

3.3 电容型高压电气设备的绝缘在线监测

通过大量研究试验数据表明，电容型高压电气设备的受潮程度容易影响在线监测的数据，通常都是将监测交流泄露电流作为反映电气设备灵敏度的标准，并用介质损耗角正切值对局部缺陷反映灵敏。

3.4 氧化锌避雷器的绝缘在线监测

通常氧化锌避雷器阀片劣化的主要原因就是受潮或老化，尤其是在避雷器正常运行时，如果阀片泄露电流，那将会导致阀片的老化速度加快，因此绝缘在线监测设备主要是根据泄露电流的监测数据进行对比，寻找避雷器的绝缘缺陷。

3.5 GIS的绝缘在线监测

GIS的绝缘在线监测主要可以分为三种，第一种是化学方法，第二种是电方法，第三种是机械方法。化学方法主要是对分解气体进行检测，这样就可以对局部放电情况进行了解。电方法主要采用外电极、内电极和磁祸合方法测量GIS护套电势来检测局部放电。而机械方法则是通过传感器来检测机械震动和弹性波。

总而言之，高压设备在具体应用过程中必须使用监测技术，而绝缘在线监测技术可以实现智能化监测，且具备一定的及时性、准确性、真实性以及针对性，可以提升高压设备运行的安全性，有助于工作人员及时发现电气事故隐患问题，减少电气系统的故障运行问题。同时，采用在线监测技术也可以避免定期停电预防性试验问题，使得电力设备可以时刻保持最佳的运行状态，为企业带来较大的经济与社会效益。

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