绝缘缺陷

主要内容 一、开关设备绝缘性能评估的相关最新标准及其内容介绍 二、运行一定年限后开关设备绝缘缺陷或者失效的概况 三、运行一定年限后开关设备绝缘件性能评估与案例

辐射电场测量系统由电场传感器与光接收机组成。由棒状电小天线感应电场信号，利用宽带运放组成的调理电路来处理信号，并将该信号调制在激光器上输出到远端的光接收机，光接收机将光信号转换为电信号输出至示波器中。电场传感器采用金属外壳进行屏蔽，且测量系统间采用光纤连接，因而该系统不易受到电磁环境干扰。 提出了包含幅值、前沿、振荡主频及阻尼因子等在内的G引S开关暂态辐射场特征参量表征方法：提出了依据暂态辐射场电场脉冲裙的高频脉冲个数和电场脉冲特征频段的小波包分解能量来实现对开关早期绝缘缺陷故障诊断方法：研制出基于开关暂态辐射场测量的G1S绝缘故障诊断系统。

在G1S制造、安装、调试过程中，不可避免地出现导体表面尖刺、自由导电微粒等局部电场集中造成的绝缘缺陷。该类绝缘缺陷在GIS设备运行及遭受过电压情况下可能导致异常放电，影响系统安全稳定运行。 2014年至2018年，国家电网公司投运的组合电器发生了47起绝缘故障，占比85.5%；其中由微粒起的绝缘击穿放电共计39起。 由于金属微粒导致的绝缘故障仍然是GIS设备可靠运行亟待解决的问题。 金属微粒按照出现的位置可分为导体附着微粒、绝缘界面附着微粒和自由导电微粒三类，下面分别论述工频局部放电试验对这三类缺陷的检测有效性。

随着我国电网的快速发展，气体绝缘组合电器（GIS）得到大规模应用，近三年国网公司330kV以上GIS间隔平均增长率达22.5%。GIS设备在运输、储存和安装中可能发生的多种间题原因产生各种绝缘缺陷，仅2017年国网系统中发由于绝缘间题导致的故障跳闸占到84%以上。说明交流耐压试验对发现GIS设备潜在故障的局限性，而冲击耐压试验的必要性也因此而体现，对于及时发现GIS设备所存在的问题进而确保GIS的安全运行有重要的实际意义。现有冲击试验装置由于体积等间题造成试验成本较高，本课题针对现场高效试验开展相关研究。 国网宁夏电力公司电力科学研究院自2015年起，开展了散开自立式GJS现场冲击耐压试验装置及试验方法进行了针对性的研究，并取得了圆满的成功。项目成果已在多个现场得到了应用，丰富了现场检测手段，有效提高了入网GIS设备的可靠性，经济社会效益显著。

特高频(ultra high frequency，UHF)局放检测是变压器油纸绝缘缺陷定位的常用方法，实际应用过程中局放定位准确性易受噪声和传感器布置方式影响。为保证变压器油纸绝缘缺陷局放定位检测有效性，文中首先建立油纸绝缘缺陷UHF局放定位检测平台，在常规K-means方法的基础上，提出基于修正聚类分界的变压器油纸绝缘缺陷局放抗干扰定位方法，有效降低了定位误差。然后针对样本聚类分界混叠问题，选择最优修正系数L为1.1时，UHF局放定位误差可减小至0.1 m内，验证了文中方法的有效性。最后分析不同传感器布置方式的定位误差变化规律，提出变压器油纸绝缘缺陷检测用UHF传感器优化布置方案，可为变压器局放在线监测传感器布置及定位提供参考。

由于高压电力设备内部的场强很高，当设备内部存在绝缘缺陷时，就会在运行中发生局部放电通过对局部放电信号的检测和分析，可以判断电力设备是否存在绝缘隐患。 GS、变压器、开关柜等电力设备内部发生局部放电时会产生异常的电磁波、超声波、脉冲电流等信号，通过对这些异常信号的检测，可以确定设备内部绝缘缺陷的位置及性质。根据检测原理和手段的不同，现场常用的局部放电检测方法有特高频法、超声波法及暂态地电压法等。 上母玩侧电于研利的δ10多功形无线同都部改电险测义用于变电站电打纹奋运仃状下的绝缺焰检侧。久险测仪基于特高频法、超声波法及暂态地电压法，由智能特高频传感器、智能超声波传感器、智能暂态地电压传感器和智能手机组成，综合利用智能传感技术和无线组网技术，结合专用检测ApP，用于对变电站各种电力设备内部存在的局部放电现象进行快速检测，可大幅提高变电站现场带电检测的效率。

绝缘杆用于短时间内对带电设备进行操作，是直接操作带电设备或接触及可能接触带电体的工器具，为电力工作中景常用的基本绝缘工器具之一。耐压试验是检验其绝缘耐电强度的有效方法，可鉴定性能状态，及时发现绝缘缺陷，保障操作人员的安全。绝缘操作杆作为基层班组必备的绝缘工器具，总体数量庞大，每年应按照《电力安全工器具预防性试验规程》要求对其进行试验，校验任务繁重。 简易绝缘试验台虽可实现绝缘杆耐压试验，但却存在着请多问题。因此，如何在绝缘杆校验中提高工作效率、缩减劳动成本、优化装置结构成为本次创新活动的核心要素，决定研制一种新型绝缘杆耐压试验台。

GLL局部放电在线监测技术借鉴了GIS的局放在线监测技术，同时由于GⅡ的结构简单所需布置的探头也很少，以溪洛渡电站GL为例，单相最大长度为634m,只需要安装4个探头即可。从监测的灵敏度来看，完全满足要求。通过在线监测探头，利用高速示波器可以很便捷地定位出局放部位，同时在定位的过程中完全不影响GL设备的正常运行。GⅡ绝缘故障精确定位技术利用改进型的时差法，可以消除光纤敷设误差，提高了定位的精度，可以从根本上解决GL故障定位困难的难题。目前，长江电力溪洛渡电厂联合上海格鲁布信息科技有限公司正在将该技术申请为发明专利。 GⅡ作为一种新型输电技术，其具有很多优点，特别是对环境的影响很小，可以预见GL将具有很广泛的应用前景。GL绝缘故障精确定位技术可以发现GIL的早期绝缘缺陷，避免GIL的非计划停电，大大缩短了检修工期。同时GⅡ绝缘故障定位技术投资较少，在电力行业具有较大的推广价值。

电力电缆逐渐成为城市配网电力输送的主要方式。我国从上世纪七十年代开始规模化使用交联聚乙烯（XLPE）电缆，目前配电电缆数量较大、运行条件复杂、应用年限较长，老化问题目益凸显。根据北京公司2009-2014年对各电压等级电缆的故障率的统计数据，中低压电缆的故障率最高，其中以10kV电缆的故障对系统运行影响最为频繁。除去用户侧设备失效和外力破坏等非维护性故障，进水受潮、绝缘老化等绝缘缺陷是引发电缆线路故障的主要原因。 配电电缆绝缘状态评估技术研究主要面临如下几个问题：缺乏关键评估指标用以定量评估配电电缆的绝缘状态。现场检测缺乏相关的成套设备，也缺乏明确的现场操作方案、流程，无法实现标准化应用。缺乏配电电缆带电情况下的快速绝缘状态检测评估方法和系统。 为此项目组瞄准一线生产实际需求，针对上述难题开展研究工作，在“电力电缆老化程度量化评估成套检测设备”和“便携式谱波法电力电缆带电检测系统”研发和应用方面进行突破，实现提升配电网供电可靠性和提高配电电缆运维经济性的应用目标。

本项目属于输变电技术领域。 变压器是电网的关键枢纽设备，近年来不明原因的大型变压器绝缘电阻严重下降和介损增大问题频发，广东电网和湖南电网涉及的缺陷变压器均达上百台。该类缺陷运用常规电气和化学试验均无法找到原因，传统滤油和换油措施没有效果，给电网的安全可靠运行带来了极大的隐患。本项目从绝缘油分子结构与电气性能关系为切入点，系统研究了新特征物分析方法及表征、影响机理、处理技术，研发出处理成套设备并进行了广泛工程应用，解决了大型变压器绝缘电阻下降传统技术无法诊断及处理的技术难题。经中国电机工程学会鉴定成果整体处于国际领先水平。 项目研发新型吸附剂3种、处理装置1套；制定国家及行业标准7项；获授权专利24件（其中发明专利15件），实审国际专利1件；发表论文17篇(其中SCI 6篇、EI 5篇)。 项目成果已在南方电网和湖南、山东、华北等多个省级电网大规模应用，完成1605台主变的绝缘缺陷诊断和261台变压器的绝缘缺陷处理。项目成果保障了电网安全可靠运行，在建国70周年和澳门回归20周年保供电工作中发挥重要作用；有力推动了设备运维和国内外变压器油检测、诊断和处理技术的发展；避免了大规模换油带来的资源浪费和危废变压器油带来的环保问题，经济社会效益显著，推广前景广阔。