中压设备绝缘老化分析及状态维修探讨（2）
2.电气设备的绝缘状态维修
2.1状态维护的意义
我国实行了几十年的定周期维修制，随着新工艺、新技术的不断应用，供电技术变得日趋完善与成熟，鉴于传统的定期维修制度及离线试验所暴露出来的问题，即一方面盲目地对多数完好设备定期维修，造成人力物力浪费，而且这种过度维修还可能引入新的故障隐患；另一方面还存在因一些产品性能缺陷包括绝缘缺陷未能得到及时发现检修而发展成重大故障的可能，这使得供电企业维修策略由定修方式向主动维修方式发展。因此，现在电力部门最希望的是基于设备实际状态或其预测的试验和维修，即状态维护并认为是通过以在线监测为主，离线试验为辅的监测手段的结合，可能逐步实现由定期维护到状态维修的转变。
2.2状态维护的实现
状态维修需要准确、可靠的非破坏性试验及简易或连续的在线监测技术，对绝缘作出修复或更换等决策也必须准确可信地预测或估计设备绝缘状况。只有充分了解绝缘在各种应力及实际设备运行环境作用下的老化及击穿机理即找到能够灵敏地反映绝缘的当前状况及其变化趋势的物理或逻辑参量，才有可能确定所要监测的参数并采取相应的测量方法。其根本目标是获得绝缘系统状态的相关信息，再从这些信息中抽取出一定的标准或判据对系统进行判断，以便对系统采取相应的措施。同时，有研究者认为，了解非破坏性试验结果与残余击穿电压的关系是非常重要的，并且，应利用相关性曲线将所有的非破坏性测试结果转换成残余击穿电压的形式。虽然通过其他办法，也可能得到一些比较灵敏的、能够在一定程度上反映绝缘状况的检测量，但这些参量与绝缘老化之间可能并没有直接的联系，且其寻找的过程也带有很大的盲目性。了解绝缘的老化机制是找到能够 直接反映绝缘老化的检测量的基础。
2.3在线监测
在线监测，由于是在运行电压下连续进行的，能够比停电测试更有效和及时地发现设备早期缺陷。目前，世界上先进的国家在这方面已取得了一定的成效。我国这方面可以说是刚刚起步，能达到实用化的在线监测项目并不多，已商业化的监测装置就更少。目前已开发应用的有：主变油色谱在线监测装置；变压器在线局部放电监测装置；断路器微机检测装置；变电所电瓷内过电压波形在线监测仪；设备绝缘在线监测装置；电瓷表面局部电导率测试仪；电缆绝缘在线监测装置等。这些在线监测装置，能检测出初始阶段的缺陷，以使有计划的安排设备的检修，可避免事故的发生，从而显著地提高供电的可靠性。
在线监测首先需要解决的问题是：究竟要对哪些量进行监测?不同的设备，不同的绝缘系统，能灵敏地反映设备绝缘状态的检测量显然不同。目前广泛采用油中溶解气体分析(DGA)判断和识别油浸电力变压器故障。传统的DGA程序比较繁琐。现在有研究者试图实现在线DGA，连续跟踪油中气体并及时诊断。一种监测变压器油中气体并进行相应诊断的设备利用聚合物薄膜实现将特征气体H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6从油中分离并采用新型催化媒气体传感器检测气体含量，能判断是否存在异常及故障类型。一般认为，对油—纸绝缘变压器，纸的聚合度可说明固体绝缘的老化程度，油中糠醛的浓度又可以反映纸绝缘的聚合度，而其变化率则可反映纸的老化速率。一种便携式光电设备检测变压器油中的糠醛浓度的灵敏度达到10-7，克服了现场取纸样困难且损伤绝缘的缺点。对于固体绝缘特别是有机聚合物绝缘，监测其中电树枝的产生和发展具有现实意义。
超声探测作为一种无损检测技术也已用于聚合物试品的老化探测，且被认为是绝缘老化检测的最经济实用的非破坏性测试手段之一。目前，多采用脉冲—回声技术，以A扫描模式(将入射波与反射波同时显示在示波器屏幕上)探测绝缘缺陷，能检出诸如绝缘介质中的空腔、裂纹、分层及电、水树枝、介质中包含的异物、介质不均匀及局部机械应力集中等。该技术还可用于多层结构的实际绝缘系统。
许多学者认为，局部放电是有机绝缘逐渐老化并最终击穿的主要原因，设备的局放情况能够反映设备的绝缘状况。目前已经出现了以计算机为数据存储、处理中心的局放自动测量系统，各种设备的在线监测装置也相继出现并投入现场应用，主要电容型设备均可实现在线检测，对局部放电机理的研究也有了很大的提高并正在作进一步的探索。但是目前精确定位局部放电源及确定放电对绝缘危害程度还有很大难度，需要进行大量研究。
2.4电气设备绝缘寿命预测
相当大部分设备寿命预测主要是绝缘寿命预测，它是长期以来人们一直在研究的课题。该项研究可分为两类，一是针对各种单一绝缘材料或多种材料组成的组合绝缘；二是针对实际设备的绝缘系统。因为电极布置、电场等应力分布及实际外界环境相异等原因，单纯绝缘材料的寿命模型不能直接运用于实际设备，但对实际绝缘系统的结构布置、材料选择及老化评估有极其重要的参考价值。
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。如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。总的说来，目前这方面的研究并不完善，需要继续开展大量的工作。
3 结 语
状态维修的实现必须以非破坏性试验和在线监测为前提。基本工作一是针对各类设备继续寻找能够灵敏反映其绝缘状况及变化趋势的检测参量并对其进行连续跟踪监测，二是发展绝缘诊断技术，提高绝缘诊断水平。状态维护的目标和发展趋势是设备寿命预测。
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