1.1絕緣系(xi)統(tong)在電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)重要(yao)地位

隨(sui)著(zhe)電力(li)工(gong)業(ye)的(de)迅(xun)速(su)發展，電網(wang)規(gui)模的(de)口(kou)益擴大(da)，電(dian)壓(ya)等級的提高，對電力(li)系(xi)統(tong)的穩(wen)定(ding)性，可(ke)靠性(xing)以及各種(zhong)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行狀況(kuang)提出(chu)了(le)更高的要(yao)求。

在(zai)電力(li)系(xi)統(tong)中，電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)的(de)狀態直(zhi)接關(guan)系(xi)到電(dian)力(li)系(xi)統(tong)的安(an)全(quan)。電(dian)氣設(she)備(bei)的(de)故(gu)障將(jiang)會造(zao)成(cheng)安全(quan)事(shi)故(gu)、生(sheng)產(chan)損失(shi)以及產(chan)生(sheng)過(guo)高(gao)的維修費(fei)用(yong)。電(dian)氣(qi)設備(bei)主(zhu)要(yao)由導(dao)體(ti)、導(dao)磁(ci)材(cai)料(liao)、絕緣材料(liao)和(he)操作機構構成(cheng)。因(yin)此(ci)電氣設備(bei)故(gu)障可以分(fen)為(wei)三(san)類:機(ji)械(xie)故障、導(dao)體(ti)故(gu)障和絕緣故障。從統(tong)計(ji)數據來看，在(zai)以上的(de)三(san)類故(gu)障中，絕緣引起的(de)故障所占的比(bi)重zui大(da)。例(li)如對(dui)110kV以上變壓器93次(ci)事(shi)故(gu)原因(yin)分(fen)析(xi)的(de)結(jie)果(guo)表明，80%左(zuo)右的事(shi)故(gu)是由絕緣材料(liao)(絕緣紙、塑料(liao)、礦物油等)長期工(gong)作(zuo)在(zai)高(gao)電壓、高溫(wen)及自(zi)然(ran)環(huan)境之下，引起物(wu)理(li)、化(hua)學變化，造(zao)成(cheng)機電(dian)性(xing)能(neng)下降(jiang)，發(fa)展(zhan)到壹(yi)定(ding)程度(du)或在(zai)外部條件(jian)(雷(lei)電、短(duan)路(lu)等)激(ji)發下，絕緣損壞(huai)，造(zao)成(cheng)事(shi)故(gu)。因(yin)此(ci)對電氣設(she)備(bei)絕緣進(jin)行檢(jian)測(ce)可以在壹(yi)定(ding)程度(du)上保證(zheng)電(dian)氣(qi)設備(bei)在(zai)整(zheng)個(ge)運行(xing)期間具備(bei)必(bi)要(yao)的可靠性。

絕緣系(xi)統(tong)中的(de)絕緣缺陷通常(chang)可以分(fen)成(cheng)兩(liang)大類:壹(yi)類是集中(zhong)性(xing)缺陷，指缺陷(xian)集中(zhong)於(yu)絕緣的某壹個(ge)或某幾個(ge)部分(fen)，例(li)如局部機械(xie)損傷、絕緣內(nei)部氣(qi)泡、瓷介質裂(lie)紋等。它又可分(fen)為(wei)貫(guan)穿性缺陷(xian)和(he)非貫穿性缺(que)陷，這(zhe)類缺(que)陷(xian)的發(fa)展速(su)度較(jiao)快(kuai)，因(yin)而具(ju)有較(jiao)大(da)的(de)危險性;另(ling)壹(yi)類是分(fen)布(bu)性(xing)缺(que)陷，指由(you)於過(guo)熱、動(dong)力(li)負(fu)荷及長時(shi)間過(guo)電(dian)壓的作用(yong)導(dao)致的電氣設(she)備(bei)整(zheng)體(ti)絕緣性能(neng)下降(jiang)，它(ta)是壹種普遍(bian)性(xing)的(de)劣(lie)化(hua)，是緩慢(man)演(yan)變而發(fa)展的。絕緣內(nei)部有(you)了(le)這(zhe)兩(liang)類缺(que)陷(xian)後，它(ta)的特性就要(yao)發生壹定(ding)的變化。這(zhe)些(xie)缺陷(xian)如果(guo)不(bu)及(ji)時(shi)發(fa)現，就可能(neng)導(dao)致設備(bei)發(fa)生(sheng)故障，甚至引發(fa)突(tu)發性(xing)的(de)電(dian)力(li)事(shi)故(gu)，造(zao)成(cheng)巨大(da)的直接和(he)間接經(jing)濟(ji)損失(shi)。至今(jin)，我(wo)國(guo)電(dian)力(li)部門執行的是定(ding)期維(wei)修制，且(qie)是屬於離(li)線(xian)試(shi)驗，為(wei)保證(zheng)電(dian)力(li)系(xi)統(tong)的可(ke)靠(kao)運(yun)行起了(le)不(bu)可(ke)低估的(de)作(zuo)用(yong)，然(ran)而，其(qi)不(bu)足之處(chu)也(ye)很(hen)明(ming)顯:
    
①由於停(ting)電試(shi)驗，對(dui)電(dian)力(li)用(yong)戶(hu)會產生壹定(ding)的影(ying)響;
②停(ting)電後設(she)備(bei)試(shi)驗狀態與(yu)運(yun)行工(gong)況(kuang)狀態不(bu)壹(yi)致，影(ying)響判(pan)斷準(zhun)確性(xing);
③由於(yu)預防性(xing)試(shi)驗是定(ding)期進(jin)行，故(gu)障可能(neng)在兩(liang)次試(shi)驗間隔期間內(nei);
④由於(yu)定(ding)期維(wei)修對故障的針(zhen)對性(xing)不(bu)強(qiang)，會造(zao)成(cheng)人力(li)物力(li)的浪(lang)費(fei);
⑤維(wei)修現場(chang)條件(jian)的(de)限制，使維修後的設備(bei)的(de)某些(xie)指標(biao)難(nan)以達到規(gui)定(ding)要(yao)求，甚
至由(you)於維修不(bu)當或(huo)條(tiao)件(jian)的(de)限制造(zao)成(cheng)設備(bei)的(de)損傷。

1.2用(yong)局部放電(dian)評價(jia)絕緣狀態的(de)必(bi)要(yao)性及意(yi)義(yi)

目前對絕緣狀態主(zhu)要(yao)根據(ju)絕緣介質在(zai)劣化(hua)過(guo)程(cheng)中的壹些(xie)特征參(can)數來進(jin)行評定(ding)，包括(kuo)電(dian)容量、介質損耗(hao)角的(de)正(zheng)切(qie)值、泄漏電流、局部放電(dian)四(si)種。這(zhe)些(xie)所檢(jian)測(ce)的特(te)征參(can)數主要(yao)是根據(ju)在(zai)(直流(liu)、交流、光頻)電場(chang)作用(yong)下，絕緣介質中(zhong)所發(fa)生極化(hua)和電(dian)導(dao)這(zhe)兩(liang)個(ge)基本物(wu)理(li)過(guo)程(cheng)所決(jue)定(ding)的。由(you)極化(hua)和電導(dao)決定(ding)絕緣介質的(de)四(si)個(ge)基本的(de)電(dian)性(xing)參數，可以分(fen)別(bie)描(miao)述(shu)絕緣材料(liao)的(de)不(bu)同特性(xing)。在(zai)實際應用(yong)中(zhong)，采(cai)用(yong)測(ce)量電(dian)容量的變化來(lai)獲(huo)得絕緣介質相(xiang)對(dui)介(jie)電(dian)常(chang)數的變化;采(cai)用(yong)測(ce)量介(jie)質損耗(hao)角的(de)正(zheng)切(qie)值來(lai)獲得設備(bei)絕緣介質有(you)功(gong)功(gong)率損耗(hao)的大(da)小(xiao);采用(yong)泄漏電流來(lai)獲(huo)得絕緣介質的(de)電導(dao)情(qing)況(kuang);采用(yong)測(ce)量局部放電(dian)來確定(ding)絕緣介質的(de)局部擊穿(chuan)場(chang)強(qiang)。這(zhe)四(si)個(ge)參數的檢測(ce)值有(you)的可以直接檢(jian)測(ce)，有的(de)可以用(yong)間接方(fang)法(fa)檢測(ce)。其(qi)中(zhong)，電容量、介(jie)質損耗(hao)角的(de)正(zheng)切(qie)值、泄漏電流反(fan)映(ying)的是絕緣介質的(de)整體(ti)狀況(kuang)，而局部放電(dian)則反映(ying)了絕緣介質的(de)局部狀況(kuang)。對於(yu)不(bu)同的電(dian)氣(qi)設備(bei)，由(you)於(yu)所用(yong)的(de)絕緣介質不(bu)同，結(jie)構的不(bu)同，反映(ying)其(qi)絕緣狀態的(de)四(si)個(ge)參數的有效(xiao)性也(ye)並(bing)不(bu)相(xiang)同。

電力(li)系(xi)統(tong)常(chang)見的高(gao)壓設備(bei)主(zhu)要(yao)包括(kuo)：變壓器、發(fa)電(dian)機、電(dian)動(dong)機，氣(qi)體(ti)絕緣開(kai)關(guan)設(she)備(bei)GIS，電(dian)纜(lan)等。這(zhe)些(xie)設備(bei)在(zai)運(yun)行過(guo)程(cheng)中，絕緣部分(fen)中(zhong)由(you)於(yu)絕緣空(kong)隙(xi)具有容(rong)性電壓(ya)以及空(kong)隙(xi)中的氣(qi)體(ti)與(yu)絕緣材料(liao)存(cun)在極大的(de)電(dian)應力(li)差，在(zai)強(qiang)電(dian)場(chang)的作(zuo)用(yong)下發生(sheng)局部橋接，產(chan)生(sheng)微(wei)小(xiao)電火花(hua)式(shi)的(de)放(fang)電(dian)，這(zhe)種(zhong)放電(dian)稱為(wei)局部放電(dian)，簡稱PD（Partial Discharge）。研(yan)究表明:如果(guo)局部放電(dian)現象(xiang)在(zai)設備(bei)絕緣中長期存(cun)在(zai)，會導(dao)致絕緣劣化，影(ying)響電(dian)氣設(she)備(bei)運(yun)行(xing)，嚴(yan)重時(shi)會引起設(she)備(bei)故(gu)障，引發(fa)停(ting)電事(shi)故(gu)，直(zhi)接帶(dai)來巨大(da)的經濟損失(shi)，也(ye)給(gei)人們的(de)生(sheng)產和生(sheng)活造(zao)成(cheng)很大(da)的(de)影(ying)響。大(da)部分(fen)設(she)備(bei)故(gu)障是由設備(bei)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中絕緣劣化和損壞(huai)引起的(de)，而局部放電(dian)是設備(bei)絕緣劣化的重要(yao)原因(yin)。所以對高(gao)壓(ya)設備(bei)進(jin)行局部放電(dian)的狀態監(jian)測(ce)能(neng)對設備(bei)的(de)絕緣狀況(kuang)進(jin)行評價(jia)，及時(shi)反(fan)映設備(bei)的(de)絕緣劣化程度，提早發現設備(bei)隱(yin)患(huan)，可以有針(zhen)對(dui)性的對(dui)設備(bei)提前采取(qu)預防措(cuo)施，減少設(she)備(bei)的(de)絕緣故障。有資(zi)料(liao)指(zhi)出(chu)：采(cai)用(yong)在(zai)電(dian)動機(ji)和發(fa)電(dian)機(ji)正(zheng)常(chang)運行的(de)情(qing)況(kuang)下進(jin)行局部放電(dian)的監測(ce)，通常(chang)能(neng)給出(chu)兩(liang)年(nian)或兩(liang)年(nian)以上的(de)故(gu)障風險預報。由(you)此可(ke)以看出(chu)，對(dui)局部放電(dian)進(jin)行在(zai)線(xian)監測(ce)具有(you)重要(yao)的經濟效益和(he)社(she)會效益。

綜上所述(shu)，局部放電(dian)作為(wei)絕緣介質特(te)性的(de)四(si)個(ge)主要(yao)檢測(ce)參數之壹，在高壓(ya)電(dian)氣(qi)設備(bei)的(de)絕緣狀態檢(jian)測(ce)中，占有非(fei)常(chang)重要(yao)的地位。