一直以來對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行絕緣監(jiān)督的主要手段是采用定期絕緣預(yù)防性試驗(yàn),即根據(jù)所頒發(fā)的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》,對(duì)不同設(shè)備所規(guī)定的項(xiàng)目和相應(yīng)的試驗(yàn)周期,定期在停電狀態(tài)下對(duì)設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行檢驗(yàn)性試驗(yàn)。
預(yù)防性試驗(yàn)一般在每年的雷雨季節(jié)前的春檢進(jìn)行。將預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果和上述規(guī)程上的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,若有超標(biāo),則應(yīng)安排維修計(jì)劃對(duì)設(shè)備進(jìn)行停電檢查,即進(jìn)行預(yù)防性維修。
從上述預(yù)試到維修可統(tǒng)稱為預(yù)防性維修體系,在我國(guó)以延用了40多年。這無疑在防止設(shè)備故障的發(fā)生,保證供電可靠性方面起到了很大的作用。但長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)也表明,這樣的維修體系有一定的局限性。
從經(jīng)濟(jì)角度來講,定期性試驗(yàn)和大修都需要停電,不僅會(huì)造成很大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失而且增加了工作安排的難度。加以定期大修和更換部件也需投資,而這種投資是否必要尚不確定。因?yàn)樵O(shè)備的實(shí)際狀態(tài)可能完全不必做任何維修更換,而仍能維持安全穩(wěn)定運(yùn)行。若維修水平不高,反而可能使設(shè)備越修越壞,從而產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)損失。
英國(guó)人P.J.達(dá)夫勤研究了定期監(jiān)測(cè)和維修的經(jīng)濟(jì)效益問題,他認(rèn)為維修費(fèi)用中只有60%是該花的。另一種估計(jì)方法認(rèn)為,定期維修更換下來的設(shè)備中,只有10%是需要更換的,其余的則均不需要更換??傊?,不管怎樣估計(jì),定期監(jiān)測(cè)維修體系都不是很經(jīng)濟(jì)。
從技術(shù)角度講,這種定期預(yù)防性監(jiān)測(cè)試驗(yàn)有兩個(gè)方面的局限性。首先,它們的實(shí)驗(yàn)條件與設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的條件不同,其試驗(yàn)大多都是在低電壓下進(jìn)行的檢查。例如,介質(zhì)損耗角正切是在10kv電壓下測(cè)試的,而設(shè)備的運(yùn)行電壓特別是超高壓設(shè)備遠(yuǎn)高于10kv。并且運(yùn)行時(shí)還有諸如熱應(yīng)力等其它因素的影響,無法在離線實(shí)驗(yàn)時(shí)在現(xiàn),這樣就很可能發(fā)現(xiàn)不了絕緣缺陷和潛在和故障。其次,雖然絕緣的缺陷和老化具有統(tǒng)計(jì)性,絕緣老化速度發(fā)展有快有慢,但總有一定的潛伏和發(fā)展時(shí)間。在此期間會(huì)發(fā)出反應(yīng)絕緣狀態(tài)變化的各種信息。而預(yù)試是定期進(jìn)行的,經(jīng)常不能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障。第一是漏報(bào)即預(yù)試通過后仍有可能發(fā)生故障甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。第二是誤報(bào)或早報(bào)都會(huì)帶來更換或維修等不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
20世紀(jì)70年代以來,隨著世界裝機(jī)容量的迅速增長(zhǎng),對(duì)供電可靠性的要求越來越高??紤]到原有預(yù)防性維修體系的局限性,為降低停電和維修費(fèi)用提出了預(yù)知性維修即在線監(jiān)測(cè)這一概念。其具體內(nèi)容是對(duì)運(yùn)行中電氣設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)的在線監(jiān)測(cè),隨時(shí)獲得能反應(yīng)絕緣狀態(tài)變化的新信息。對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理后,對(duì)設(shè)備的絕緣狀況做出診斷,并根據(jù)診斷的結(jié)論安排必要的維修,也就做到了有的放矢的維修,故預(yù)知性維修主要包括三個(gè)步驟:在線監(jiān)測(cè)一分析診斷一預(yù)知性維修。
預(yù)知性維修具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)可更有效地使用設(shè)備,提高設(shè)備的利用率;
(2)降低部件的存儲(chǔ)量以及更換部件與維修所需費(fèi)用;
(3)有目標(biāo)的進(jìn)行維修,可提高維修水平,使設(shè)備運(yùn)行更加安全、可靠;
(4)可系統(tǒng)地對(duì)設(shè)備制造部門反映設(shè)備的質(zhì)量信息,用以提高產(chǎn)品的可靠性。
預(yù)知性維修的組成及關(guān)系可用下圖表示:
預(yù)知性維修系統(tǒng)圖
從我國(guó)的自身情況出發(fā),如今我國(guó)部分正在運(yùn)行的高壓XLPE電纜己經(jīng)進(jìn)入了其預(yù)期壽命的“中后期”,此時(shí)正處于其事故的多發(fā)期。關(guān)于早期應(yīng)用的XLPE電纜在運(yùn)行中絕緣層被擊穿并導(dǎo)致停電事故的報(bào)道時(shí)有發(fā)生。XLPE電纜一旦發(fā)生故障,故障點(diǎn)的尋找十分困難,不但需要大量的人力物力,而且還將帶來很大的因停電而造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失。如果故障不能及時(shí)解決,還會(huì)帶來不良的社會(huì)影響。因此如何快速、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確的探測(cè)到電纜的故障位置,具有十分重要的意義,也是多年來國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者和科研人員研究的熱點(diǎn)。
國(guó)內(nèi)外多年的研究成果和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)均表明:XLPE電纜的劣化程度決定了其性能的早期劣化以及使用壽命,而研究電纜劣化的情況可以通過對(duì)其局部放電進(jìn)行定量測(cè)量,通過測(cè)量結(jié)果的大小來了解電纜的劣化程度。因此,及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力電纜的故障隱患、預(yù)測(cè)其運(yùn)行壽命以及保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段就是對(duì)其絕緣的局部放電進(jìn)行監(jiān)測(cè)。