進入二十一世紀以來，我國的經(jīng)濟、政治、文化、社會建設(shè)取得了長足的進步，作為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點之一的國家大電網(wǎng)建設(shè)和區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)成為了大勢所趨，各電力用戶對電力系統(tǒng)運行的堅強性和穩(wěn)定性的提出了更加嚴苛的要求。大到社會發(fā)展，小至衣食住行，人們對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的依賴程度越來越大，區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生大面積停電事故所造成的惡劣影響，在帶來巨大的經(jīng)濟損失的同時，更會誘發(fā)諸如破壞公共安全等難以想象的社會穩(wěn)定問題。因此，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，不僅僅是關(guān)系到國計民生的大事，同時也是維護國家內(nèi)部安定團結(jié)，確保社會穩(wěn)定有序的重要環(huán)節(jié)。針對提高電網(wǎng)運行安全水平的科學(xué)研究一直以來都是國家各項工作中的重中之重，各國政府在人力、物力、財力上予以重點扶持。對于電力系統(tǒng)，各類電氣設(shè)備是構(gòu)筑電網(wǎng)的“組織器官”，各“組織器官”的健康運作直接決定著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。電氣設(shè)備由于自身的絕緣故障所造成的電網(wǎng)突發(fā)停電事故不勝枚舉，據(jù)統(tǒng)計，2006-2010年我國因電力設(shè)備絕緣故障引起的電網(wǎng)事故均占當(dāng)年總事故數(shù)量的40%及以上，并有居高不下的趨勢。圖1為2010年5月發(fā)生在廣西來賓一座500kV變電站的爆炸起火事故，造成周邊地區(qū)大面積的停電，給當(dāng)?shù)毓I(yè)、居民的生產(chǎn)生活帶來了巨大損失。
變電站爆炸
電氣設(shè)備在整個服役期內(nèi)故障發(fā)生的時間區(qū)間大致可劃分為四個：磨合期(1年左右)，是因制造、安裝、調(diào)試、操作、維護等導(dǎo)致的意外故障；穩(wěn)定期(5-10年)、劣化期(10-20年)、危險老化期(20年以上)。每個時間區(qū)間內(nèi)，絕緣故障的突發(fā)性和潛伏性往往是同時存在的，但每個階段出現(xiàn)故障的概率是不同的，其中以磨合期和危險老化期發(fā)生故障的幾率較大。而對于故障檢測的手段來說，及時有效地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在的絕緣缺陷是衡量檢測方法的重要指標(biāo)，良好的檢測方法必須能夠在設(shè)備未發(fā)生故障之前，及時發(fā)現(xiàn)潛伏性故障和突發(fā)性故障的前期征兆，并為消除故障提供強有力的理論和技術(shù)支撐。因為定期預(yù)防性試驗的試驗環(huán)境并不能完全模擬設(shè)備的正常運行環(huán)境，停電測試無法完全反映設(shè)備在工況下的電氣性能，并且絕緣故障的發(fā)展是一個逐漸發(fā)展的過程，與運行條件、絕緣狀況等因素密不可分，潛伏性故障往往無法確保在定期的預(yù)防性試驗中被準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)，這就是通常所說的“欠維修”。此外，定期檢修施行的是以偏概全的到期必修的理念，因此又往往造成“過維修”的情況，導(dǎo)致資源浪費。有統(tǒng)計表明，突發(fā)性故障在超高壓電氣設(shè)備事故中占相當(dāng)大的比重。1985年至1990年間全國有80%的變壓器事故是在預(yù)防性試驗合格的情況下發(fā)生的。
預(yù)防性試驗和定期維修均需在停電的離線條件下進行，其試驗時間長，工作量大，效率低下，并可能造成大量的經(jīng)濟損失和資源浪費，在電力資源緊張的今天，特別在當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大、電壓等級口益提高的局面下，檢修的成本大幅度上升。正是因為計劃維修制(TBM)存在以上缺陷，電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修(CBM)成為大勢所趨，它的優(yōu)點在于可實時、在線地對設(shè)備狀態(tài)進行全天候監(jiān)視，便于及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的潛在隱患，并采取有效措施防患于未然，避免惡性停電事故的發(fā)生，提高維修質(zhì)量和效率，節(jié)約大量的經(jīng)濟成本。
高壓電氣設(shè)備在制造、運輸、安裝、運行的過程中總是不可避免地存在一些絕緣缺陷，如受潮、氣泡、污穢、雜質(zhì)、尖刺等，這些缺陷在強電場的作用下使得絕緣內(nèi)部的電場分布變得極不均勻，在缺陷部位的電場強度遠遠大于平均電場強度，極不均勻電場的出現(xiàn)使得這些絕緣脆弱的部分非常容易率先發(fā)生放電現(xiàn)象，即局部放電。設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電的初期，一般不會引起絕緣的整體性擊穿，整個介質(zhì)的依然保持絕緣特性，但是它是絕緣介質(zhì)整體電氣性能退化的誘因。若局部放電長期存在，發(fā)展到一定程度后會造成絕緣裝置的電氣絕緣性能迅速喪失，最終造成設(shè)備絕緣整體擊穿，同時局部放電也是設(shè)備絕緣完整性退化的標(biāo)志。因此對電氣設(shè)備的局部放電進行在線監(jiān)測是進行設(shè)備絕緣狀態(tài)評估的重要手段，具有十分重要的工業(yè)價值。
綜上所述，對運行中的高壓電氣設(shè)備進行局部放電在線監(jiān)測，能為狀態(tài)檢修提供重要參數(shù)和理論依據(jù)，提高檢修效率，從而減少電力系統(tǒng)突發(fā)事故，提高供電質(zhì)量。國內(nèi)外的專家學(xué)者以及IEC，IEEE和GIGRE等國際電力權(quán)威組織機構(gòu)都一致推薦把局部放電檢測作為評價電氣設(shè)備絕緣狀況、預(yù)測設(shè)備運行壽命和保障設(shè)備安全的有效方法之一。
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