進入二(èr)十(shí)一世(shì)紀以來,我國的經濟、政治、文化、社(shè)會建設取得了(le)長(zhǎng)足的進步,作為國家基礎設施(shī)建設的重點之一的國家大電網建設和區域電網互聯(lián)成為了大勢(shì)所趨,各電力用戶對電力係統運(yùn)行的堅強性和穩定性的提出了更加嚴苛的要求。大到社會發展,小至衣食住行,人們對電力係統穩定性的依賴程(chéng)度越來越(yuè)大,區(qū)域電網發生大麵(miàn)積停電事故所造成的惡劣影響,在帶(dài)來巨大的經濟損失的同時,更會誘發諸如破壞公共安(ān)全等(děng)難以(yǐ)想象的社會穩定問題。因此(cǐ),保障電網安全穩定運行,不僅(jǐn)僅是關係到國(guó)計(jì)民生的大事,同時也是維護(hù)國家內(nèi)部安定團結(jié),確保社會穩定有序的重要環節。針對提高電網運行安全(quán)水平的科學研究一(yī)直以來都是國家各項(xiàng)工(gōng)作中(zhōng)的重中之重,各國(guó)政府在人(rén)力、物力、財力上予以重點扶持。對於電力係統,各類電氣(qì)設備是構(gòu)築(zhù)電網的“組織器官”,各“組織器官”的健(jiàn)康運作直接決定著電力係統的安全(quán)穩定。電氣設(shè)備由於自身(shēn)的(de)絕緣故障所(suǒ)造成的(de)電網突發停電事故不勝枚舉,據統計,2006-2010年我(wǒ)國因電力設備(bèi)絕緣故障引起的電網事故(gù)均占(zhàn)當年(nián)總事(shì)故數量的40%及以上,並有居(jū)高不下的趨勢。圖1為2010年5月發生(shēng)在廣西來賓一座500kV變電站的爆炸起火事故,造成周邊地區大麵積的停(tíng)電,給(gěi)當地工業、居民的生產(chǎn)生活帶來了巨大損失。

變電(diàn)站爆炸
電氣(qì)設備在整個服役期內故障發生的時間(jiān)區間大致可劃(huá)分為(wéi)四個:磨(mó)合期(1年左右),是因製造(zào)、安(ān)裝、調試、操作、維護等導致的意外故障;穩定期(5-10年)、劣化期(10-20年(nián))、危險老化期(qī)(20年以上)。每個時間區間內,絕緣故障的突發(fā)性和潛(qián)伏性往往是同時存在的(de),但每個階段出現故障的概率(lǜ)是不同的,其中以磨合期和危險老化期發生故(gù)障的幾(jǐ)率較大。而對於故障(zhàng)檢測的手段來說,及時有效地發現電氣設備存在的絕緣缺陷是衡(héng)量檢測方法的重要指標,良好的檢測方法必須能(néng)夠在設備未發(fā)生故障(zhàng)之(zhī)前(qián),及時發現潛伏性故障和突發性(xìng)故障的前期征兆,並為消除故障提供強有力的理論和技術支撐。因為定期預防性(xìng)試驗的(de)試驗環境並不能完全模擬設備的正常運(yùn)行環境,停電測試無(wú)法完全反映設(shè)備在工況下的電氣(qì)性能,並且絕緣(yuán)故障的發展是一個逐漸發展的過(guò)程,與運行條件、絕緣狀況等因(yīn)素密不可分,潛伏性故障往往(wǎng)無法確保(bǎo)在定期的預防性試驗中被準確發現,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(lǐ)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,突發性故障在超(chāo)高(gāo)壓(yā)電氣設(shè)備事故中占相當大的比重。1985年至(zhì)1990年間全(quán)國有80%的變(biàn)壓器事故是在預防性試驗合(hé)格的情況下發生的。
預(yù)防性(xìng)試驗(yàn)和定期維修均需在(zài)停電的離線條件下進(jìn)行,其試驗時間長,工(gōng)作量大,效率低下(xià),並可能造成大量的經濟損失和資(zī)源浪費,在電力資源緊張的今(jīn)天,特別在當前(qián)電網規模不斷擴大(dà)、電壓等級口益提高的局麵下,檢修的成(chéng)本大幅度上升。正是因為計劃維修製(TBM)存在以上缺陷,電氣設(shè)備的狀(zhuàng)態檢修(CBM)成為大勢所趨,它的優點在於可實時、在線地對設備狀態進行全天候監視,便於及時、準確地發現電(diàn)氣設備的潛在隱患,並采取有效(xiào)措施防患於(yú)未(wèi)然,避免惡(è)性停電事(shì)故的發生,提高維修質量和效率,節約大量的經濟成本。
高壓電氣設(shè)備在製造、運輸、安(ān)裝、運行的過程中總是不可避免地存在一些絕緣缺(quē)陷,如受潮、氣泡、汙穢、雜質、尖刺等,這些缺陷在強電場的作用下使得絕緣內部(bù)的電場分布變得(dé)極不均勻,在缺(quē)陷(xiàn)部位的電場(chǎng)強(qiáng)度遠遠大於(yú)平均電場強(qiáng)度,極不均勻電場的出現(xiàn)使得這些絕緣脆弱的(de)部分非常容易(yì)率先發生(shēng)放電現象,即局部放電。設備絕緣(yuán)內部發生局部放電的初期,一般不會引起(qǐ)絕(jué)緣的整體(tǐ)性擊(jī)穿,整個介質的依然保持絕緣特性,但(dàn)是它是絕緣介質整體電氣性能退化(huà)的誘因。若局(jú)部放電長期存在(zài),發展到一定程度後會造成絕緣裝置的電氣絕(jué)緣性能迅速喪失,最終造成設備絕緣整(zhěng)體擊穿,同時局部放電也是設備絕緣完整性退化(huà)的標誌。因此對電氣設備的局部放電(diàn)進行在線監測是進行設備絕緣狀態(tài)評估的(de)重要(yào)手段,具有十分重要(yào)的工業價值。
綜上所述,對運(yùn)行中的高壓電氣設備進行局部放電在線監測,能為狀態檢修提供重要參數和理論依據,提(tí)高檢修效率,從而減少電力係統突發事故,提高供電質量(liàng)。國內外的專家學者以及IEC,IEEE和GIGRE等國際電力權威組織(zhī)機構都一致推薦把局部放電檢測作為評價電(diàn)氣設備絕緣(yuán)狀況、預測設備運行壽命和保障設備安全的有效方法之一。