探析高电压设备的绝缘老化及状态检修技术

王子齐

摘要：随着社会生产力的逐步提高以及电气设备状态检修技术的不断进步，高电压设备的状态检修技术以及绝缘老化受到社会各界人士的广泛关注。只有充分了解高电压设备绝缘老化的规律，才可以增加电力企业的社会效益和经济效益，提高电力企业在社会中的信誉。本文主要分析了绝缘老化主要类型，并且探讨了有关绝缘老化的状态检修技术，希望能够给有关人士提供一些参考内容。

关键词：高电压设备；绝缘老化；状态检修技术

1绝缘老化主要类型

1.1热老化

高压电气设备在运行中产生的热量导致绝缘材料的温度升高。温度升高影响绝缘材料的寿命。1930年V.M.Montsinger首次提出了绝缘材料的寿命与温度之间的经验关系，即10℃规则，认为温度每升高10℃，绝缘材料的寿命约减半。实际上，不同绝缘材料的老化速度应该不同，所以10℃规则不能简单地应用于所有的绝缘系统。1985年EPRI针对不同等级的电机绝缘得出的研究结果见表1。

表1不同等级的电机绝缘材料寿命减半对应的温度

1948年Dakin提出的新观点认为热老化实为有聚合链分裂等作用的氧化效应，本质为一种化学反应过程，因此，应当遵循化学反应速率方程1nL=1nA+B/T。其中，A、B分别是由特定老化反应所决定的常数，L为绝缘寿命，T为绝对温度。该方程的提出，为高温加速老化试验及试验结果的外推提供了理论依据，弥补了Montsinger10℃规则难以区分不同条件下老化的差异的缺点。

1.2电老化

绝缘体在电场作用下的老化行为没有具体的描述公式，目前普遍采用倒数幂公式L=K/En进行表示，其中K为与具体绝缘材料或电压系统相关的常数，E表示外加电场，n表示电压耐受系数。部分学者认为如果外部施加的电压低于绝缘局部放电起始的电压时，材料就不会有受到电场干扰引起的老化。在恒温的条件下，绝缘体的使用时间趋向于所在电场的阈值，如果绝缘体的外加电场接近或低于所处电场的阈值，则此绝缘体的使用期限趋于无穷长。此外，当材料的击穿强度远远高于外部施加的电场时，此时的绝缘材料具有较长的寿命，在较长一段时间内不会被电场击穿，具有较强的耐电强度。从非线性电导率的理论出发，电压的电流会引起气穴中气体和表面温度升高，使得绝缘体在外部施加电场的作用下持续老化。

1.3多应力联合老化

对于绝缘材料在高电压设备中的应用实验表明，材料老化的速度通常与绝缘材料材质和施加的外加应力类型有很大关系。当前高电压设备的绝缘性能研究过程中，应研究绝缘材料的材质特性和外加应力类型，继而找到高电压设备中绝缘材料的老化情况规律。不同的绝缘材质，对环境因素的影响结果不同，材质特性决定其在使用过程中受到外界干扰破坏的难易程度。材料外加應力类型的多样化导致对材料的影响程度差异很大，绝缘材料受到外界机械应力影响，容易产生裂缝或气穴。而绝缘材料对于工作环境湿度、温度异常敏感长期处于不宜条件下，导致绝缘材料老化程度大大加深。所以对于绝缘材料的多应力联合老化因素探究，在预防高电压设备绝缘材料老化中是一项重要措施。

2对绝缘老化的状态检修技术

2.1高电压设备绝缘老化状态检修技术

高电压设备绝缘老化的状态检修技术，需要结合高电压设备所处的环境、分析其所受到的联合应力，实现对绝缘老化故障的解决。在线监测技术能够使高电压设备发生的绝缘老化问题得到及时的发现，也能够为故障的解决提供有效的故障信息。高电压设备绝缘老化的状态检修技术的实现，需要对高电压设备的绝缘老化规律进行探究，能使绝缘材料的运行使用状况得到体现，能使相关检修维护人员了解其变化方向。为了保证高电压设备的绝缘老化技术能够具备科学性与有效性，也需要对相关的设备绝缘材料进行非破坏性的试验，分析其主要的作用机制。在高电压设备的绝缘老化检测方面，主要使用油中溶解气体分析与油浸故障分析的方法，在检修方式上的不同，容易因为检测变量的不同而导致不同的检测效果。随着经济发展水平的提高以及现代科学技术水平的进步，超声探测状态检测技术在高电压设备的绝缘老化状态检修中逐渐得到了应用。超声探测技术不仅具备着经济成本较低的特点，还能够更具实用效果，在检测技术方面较原有方式有着较大提升。高电压设备的绝缘老化状态检修，使用较为广泛的方式主要为脉冲-回声技术，具备着对高电压设备绝缘老化故障较强的检测能力，能够更好地适应多层绝缘材料的高电压设备检修，保证高电压设备的正常运行。

2.2高电压设备的绝缘寿命预测

电气设备绝缘寿命预测超过设计年限而继续运行的关键设备如发电机、变压器等的绝缘寿命预测技术有着显著的技术经济意义。“超寿命”设备继续运行的前提是必须可靠地估计其残余寿命。有学者认为变压器寿命不决定于已运行的年数而应由其绝缘实际状况决定是否继续使用，并提出了“绝缘年龄”的概念，以油中CO、CO2、糠醛并结合纸绝缘的抗拉强度和聚合度测量来估算。“绝缘年龄”增加时，设备运行的可靠性将降低；可靠性低于某一预定值时，认为绝缘寿命已尽，设备即退出运行或进行相应的处理。一般认为纸的抗拉强度下降到50%时，绝缘寿命已尽。

3结语

总而言之，影响电网运行的重要安全隐患之一就是高电压设备的绝缘老化问题。只有依靠非破坏性试验与在线检测技术为基础，对各种高电压设备的绝缘状况进行实时的检测，对电气设备的发展趋势以及绝缘状况进行精确的反应，才可以有效地避免高电压设备出现安全事故。现场工作人员必须不断的提高自身的学习能力和技术水平，才可以为电网的稳定运行做好足够的保障，为电力企业的发展奠定良好的基础。

参考文献：

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[2]陈庆，曾松.探究高电压设备绝缘老化及状态检修技术[J].科技与企业，2015（20）：171，175.

[3]曾国伟.高电压设备绝缘老化及状态检修技术探讨[J].电源技术应用，2014（3）：174-174.

（作者单位：呼和浩特供电局修试管理处）