李星宇 徐藝敏 吳凱 張緯怡

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引言

高電壓是指工頻下交流電壓均方根值升高，超過(guò)額定值的10%，并且持續(xù)時(shí)間超過(guò)1分鐘的長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生多由負(fù)荷投切引發(fā)。電力系統(tǒng)在特定的條件下，會(huì)出現(xiàn)超過(guò)工作電壓的異常電壓升高現(xiàn)象，疏于電力系統(tǒng)中的一種常見(jiàn)電磁干擾現(xiàn)象。由于電氣設(shè)備的絕緣部分長(zhǎng)期承受高壓，還需要同時(shí)承受著過(guò)電壓才能保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 高電壓設(shè)備絕緣技術(shù)問(wèn)題

相比戶外設(shè)備來(lái)說(shuō)，室內(nèi)設(shè)備絕緣技術(shù)要求相對(duì)較少，絕緣技術(shù)問(wèn)題比較容易解決。戶外設(shè)備由于需要長(zhǎng)期應(yīng)對(duì)暴風(fēng)、雨雪和暴曬等自然因素的影響，絕緣材料經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度的老化，這就為設(shè)備的運(yùn)行造成了一定的隱患，甚至?xí)?dǎo)致惡性事故的發(fā)生。因此，技術(shù)人員應(yīng)該將設(shè)備外絕緣技術(shù)作為工作重點(diǎn)和研究重點(diǎn)，保證設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠在外部絕緣技術(shù)的保護(hù)下維持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在實(shí)際研究過(guò)程中，高電壓設(shè)備絕緣技術(shù)問(wèn)題有如下幾點(diǎn)。①用電設(shè)備遭到雷擊的概率相對(duì)較高，所以在雷雨天氣，常常會(huì)發(fā)生雷擊引發(fā)的雷電過(guò)電壓?jiǎn)栴}，進(jìn)而造成設(shè)備故障及供電系統(tǒng)故障，隨即也會(huì)出現(xiàn)操作過(guò)電壓的問(wèn)題。②長(zhǎng)期處于戶外的用電設(shè)備，設(shè)備表面會(huì)存在不同程度的污垢，在潮濕環(huán)境中，這些污垢會(huì)改變?cè)O(shè)備表面的絕緣性能，進(jìn)而引發(fā)污閃問(wèn)題。③戶外設(shè)備在自然因素及人為因素的影響下，往往會(huì)承受不同程度的拉力、壓力、彎力和扭力，這些力也會(huì)讓電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)承受異常的機(jī)械負(fù)荷，對(duì)設(shè)備的絕緣性能造成不利影響，影響設(shè)備運(yùn)行安全。④絕緣材料及設(shè)備本身的老化問(wèn)題也會(huì)影響其絕緣性能。所以，延長(zhǎng)絕緣材料及設(shè)備的壽命已經(jīng)成為技術(shù)人員重點(diǎn)研究的課題，同時(shí)也是困擾技術(shù)人員的主要絕緣技術(shù)問(wèn)題。由于室內(nèi)設(shè)備所處的環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，甚至很多精密設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)會(huì)在生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)配備完善的溫度、濕度控制系統(tǒng)，所以，室內(nèi)設(shè)備本身很難涉及雷擊、雨閃等問(wèn)題的威脅。針對(duì)室內(nèi)設(shè)備，主要需要考慮異常荷載和設(shè)備、材料老化問(wèn)題所帶來(lái)的絕緣問(wèn)題[1]。

2 高電壓絕緣技術(shù)的判斷

在高電壓絕緣技術(shù)的實(shí)際使用過(guò)程中，其絕緣強(qiáng)度往往會(huì)受到多方面因素的影響，為了讓其保持良好的絕緣特性，就需要采取必要的手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)開(kāi)展絕緣試驗(yàn)，可以及時(shí)對(duì)各種電氣設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行測(cè)評(píng)，掌握設(shè)備的絕緣缺陷，并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整。在當(dāng)前開(kāi)展絕緣試驗(yàn)的過(guò)程中，通常會(huì)進(jìn)行直流泄漏電流、直流耐壓、介損、電阻等試驗(yàn)。通過(guò)這些試驗(yàn)，就可以掌握電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，還可以對(duì)這些設(shè)備的絕緣老化問(wèn)題進(jìn)行預(yù)估，避免由于在檢查中出現(xiàn)疏忽的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致絕緣老化問(wèn)題的發(fā)生。在開(kāi)展絕緣檢測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)下述問(wèn)題引起足夠的重視。①對(duì)電力變壓器的運(yùn)行狀況，進(jìn)行及時(shí)的檢查，對(duì)變壓器溶解的氣體進(jìn)行色譜分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的不足，并及時(shí)采取維護(hù)措施。②在變壓器的檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)該認(rèn)真做好含糠醛量、含水量的測(cè)定工作，如果含量超過(guò)了一定的范圍，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行更換。③如果電氣設(shè)備中包含固體環(huán)氧樹(shù)脂，就應(yīng)該及時(shí)開(kāi)展局部放電試驗(yàn)。④通過(guò)采用交流工頻參考電壓法，可以在開(kāi)展交流阻性電流測(cè)試的過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷器的各種問(wèn)題，在排除掉這些問(wèn)題之后，設(shè)備才可以繼續(xù)進(jìn)行使用。⑤在開(kāi)展絕緣電阻試驗(yàn)的過(guò)程中，如果變壓器出現(xiàn)了吸收異常的情況，絕緣電阻值雖然比較大，但吸收比異常，表明變壓器內(nèi)部存在問(wèn)題，應(yīng)該禁止進(jìn)行使用。在進(jìn)行完極化指數(shù)試驗(yàn)之后，如果其對(duì)介質(zhì)的吸收比在60s左右，這個(gè)過(guò)程通常為復(fù)合介質(zhì)的極化過(guò)程的初始階段，在全部完成絕緣試驗(yàn)之后，其極化指數(shù)可以達(dá)到600s，這樣就可以初步判斷變壓器出現(xiàn)了受潮的情況。⑥在開(kāi)展交流耐壓試驗(yàn)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)采用工頻串聯(lián)諧振的方法，其在大型發(fā)電機(jī)測(cè)試中應(yīng)用比較多，試驗(yàn)結(jié)果的精確程度也相對(duì)比較高。⑦在對(duì)設(shè)備開(kāi)展介電損傷測(cè)定中，為了進(jìn)一步排除電場(chǎng)等干擾因素，通常會(huì)使用移相抵消法，其整個(gè)操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，可以進(jìn)一步提升開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)工作的效率[2]。

3 高電壓絕緣技術(shù)發(fā)展展望

在實(shí)際應(yīng)用高電壓絕緣技術(shù)的過(guò)程中，其包括的技術(shù)類(lèi)型越來(lái)越多，通常包括電壓防護(hù)、電磁暫態(tài)仿真技術(shù)、脈沖功率技術(shù)、電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)等，各種絕緣材料的性能比較優(yōu)良，且具有絕緣效果好、導(dǎo)熱性突出的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在著屈服值低、親水性高的缺點(diǎn)，只有合理對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行使用，才能將技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)。在實(shí)際使用高壓絕緣技術(shù)的過(guò)程中，通常會(huì)包括氣體、液體、固體等3種類(lèi)型，工程流程和工作對(duì)象也差異比較大。對(duì)于高電壓設(shè)備的外絕緣，其主要包括外絕緣和戶外設(shè)備的絕緣。絕緣設(shè)備的放置方法、絕緣技術(shù)的應(yīng)用好壞，都會(huì)影響絕緣材料的使用效果。在實(shí)際對(duì)這些材料的使用過(guò)程中，需要合理對(duì)材料的機(jī)械性能、拉伸強(qiáng)度進(jìn)行選擇。在絕緣設(shè)備使用的過(guò)程之中，如果絕緣表層的污物過(guò)多，就會(huì)對(duì)其絕緣性能造成非常大的影響，甚至?xí)?dǎo)致污閃、電動(dòng)力不足的情況，對(duì)供電的正常進(jìn)行造成直接的影響。因此，應(yīng)認(rèn)真做好絕緣材料的養(yǎng)護(hù)工作，避免外界不良因素對(duì)絕緣材料造成破壞。在材料的選擇過(guò)程中，應(yīng)該盡量使用耐熱性好、導(dǎo)熱性好、環(huán)保性好的材料。當(dāng)前絕緣材料技術(shù)發(fā)展非常迅速，應(yīng)該加大對(duì)新絕緣材料的使用力度，進(jìn)一步提升電氣設(shè)備的絕緣性能。當(dāng)前高壓電絕緣技術(shù)發(fā)展非常迅速，為了滿足電力企業(yè)正常供電的要求，可以將越來(lái)越多的高電壓絕緣技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)當(dāng)中，認(rèn)真做好高電壓絕緣技術(shù)的創(chuàng)新工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

在高電壓絕緣技術(shù)的應(yīng)用方面，技術(shù)人員首先要清晰地認(rèn)識(shí)到高電壓設(shè)備絕緣技術(shù)的應(yīng)用范圍及常用材料，并據(jù)此深入研究相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，結(jié)合設(shè)備絕緣性能和技術(shù)特點(diǎn)展開(kāi)研究，從而掌握高電壓設(shè)備有機(jī)絕緣的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)。這樣才能從實(shí)處促進(jìn)絕緣技術(shù)的發(fā)展，并提升用電設(shè)備的安全系數(shù)及運(yùn)行穩(wěn)定性。