近年來(lái),隨著我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增加,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性要求日益提高。電網(wǎng)發(fā)生大面積停電事故,不僅會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)也會(huì)引發(fā)諸如影響公共秩序的社會(huì)問(wèn)題。因此,保障電網(wǎng)安全運(yùn)行,不僅僅是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,同時(shí)也是我國(guó)保持安定團(tuán)結(jié),維持社會(huì)穩(wěn)定的必要保證。就電力系統(tǒng)而言,各類(lèi)電氣設(shè)備是構(gòu)建電網(wǎng)的主體,電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行歸根結(jié)底是電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。而且電氣設(shè)備自身絕緣故障也是引發(fā)電網(wǎng)事故的主要原因,據(jù)統(tǒng)計(jì),2006-2010年我國(guó)因電力設(shè)備故障造成的電網(wǎng)事故均為當(dāng)年總事故的40%及以上,并有居高不下的趨勢(shì),因此確保電氣設(shè)備安全工作是保障電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。
由于我國(guó)電力行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)采用的是預(yù)防性維修體系,包括從預(yù)防性試驗(yàn)到維修的過(guò)程,根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定,對(duì)不同電氣設(shè)備所規(guī)定的項(xiàng)目和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)周期,定期在停電狀態(tài)下進(jìn)行絕緣性能的檢查性試驗(yàn),然后將預(yù)試的結(jié)果和規(guī)程上的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,若有超標(biāo),則安排維修計(jì)劃對(duì)設(shè)備進(jìn)行停電檢修,即進(jìn)行預(yù)防性維修。這套體系固然可以在防止設(shè)備事故的發(fā)生,在保證設(shè)備安全運(yùn)行上,有較好的效果。但是從長(zhǎng)期的運(yùn)用效果來(lái)看,該維修體系有一定的局限性:在經(jīng)濟(jì)上,檢查性試驗(yàn)需要在停電狀態(tài)下進(jìn)行,會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失,也同時(shí)增加了工作安排的難度,需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力。此外,通過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),通過(guò)定期維修更換下來(lái)的設(shè)備中,90%是沒(méi)有必要更換的,即存在著過(guò)度維修現(xiàn)象;從技術(shù)上,離線(xiàn)的定期維修是在低電壓環(huán)境下進(jìn)行的,這樣并不能完全反映設(shè)備真實(shí)的運(yùn)行狀況,其次,電氣設(shè)備的絕緣的劣化具有發(fā)展性,且故障的發(fā)生也具有隨機(jī)性,這樣一來(lái),定期的預(yù)防性試驗(yàn)就不能能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障;從安全上,進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí),容易造成試驗(yàn)人員,設(shè)備的事故,此外,容易造成誤操作,引發(fā)事故。綜上所述,為了降低檢修成本,節(jié)約成本,也為了能更好地檢測(cè)出電氣設(shè)備的潛在性故障,有必要對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)維修,即根據(jù)具體設(shè)備的實(shí)際情況來(lái)確定檢修周期和檢修內(nèi)容的維修體制。以便能更有效地使用設(shè)備,提高設(shè)備的利用率,降低備件的庫(kù)存量以及更換部件與維修所需費(fèi)用并有目的地進(jìn)行維修,可提高維修水平,使設(shè)備運(yùn)行更安全、可靠。此外,還可系統(tǒng)地對(duì)設(shè)備制造部門(mén)反饋設(shè)備的質(zhì)量信息,用以提高產(chǎn)品的可靠性。狀態(tài)維修的第一步是進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè),它能為后續(xù)的分析診斷環(huán)節(jié)提供必要的數(shù)據(jù)。而且隨著傳感器技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展,使得在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)成為了可能,并且成為高壓設(shè)備絕緣診斷里一個(gè)重要的組成部分。
高壓電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)部總是存在一些缺陷,如氣泡間隙、雜質(zhì)、尖刺等,在強(qiáng)電場(chǎng)作用下使得設(shè)備絕緣內(nèi)部的電場(chǎng)分布不均勻,在缺陷部位的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,從而容易導(dǎo)致該部位發(fā)生未貫穿整個(gè)絕緣的放電,即局部放電。局部放電一般不會(huì)引起絕緣的穿透性擊穿,但是卻會(huì)導(dǎo)致絕緣介質(zhì)的局部損壞。若其長(zhǎng)期存在,則會(huì)在一定條件下造成絕緣裝置電氣強(qiáng)度的破壞,最終造成設(shè)備絕緣擊穿。因而對(duì)于電氣設(shè)備而言,電氣設(shè)備發(fā)生局部放電現(xiàn)象是導(dǎo)致其絕緣老化或劣化甚至損壞從而引發(fā)設(shè)備損毀及電力系統(tǒng)事故的重要原因之一,同時(shí)局部放電也是設(shè)備絕緣完整性退化的標(biāo)志。因此對(duì)電氣設(shè)備的局部放電進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是評(píng)估設(shè)備絕緣狀況的重要手段,也是發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏性故障,最終實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警,避免故障發(fā)生的有效措施之一。
開(kāi)關(guān)柜是向配電網(wǎng)或用戶(hù)供電的直接設(shè)備,且在電力系統(tǒng)中大量應(yīng)用。由于和供電直接相關(guān),開(kāi)關(guān)柜故障造成停電事故帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)損失會(huì)非常大,而且由于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部空間狹小、零件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,絕緣距離小,因此比其它電力設(shè)備更容易出現(xiàn)絕緣缺陷,從而對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)巨大隱患。根據(jù)1989-1997年間全國(guó)電力系統(tǒng)6-10kV開(kāi)關(guān)柜事故統(tǒng)計(jì),絕緣和載流引起的故障占總數(shù)的34.4%,其中由于絕緣部分閃絡(luò)造成的事故占絕緣事故總數(shù)的79%,如圖所示是某變電站開(kāi)關(guān)柜因局部放電引發(fā)的短路事故。
綜上所述,對(duì)運(yùn)行中的高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè),能為開(kāi)關(guān)柜狀態(tài)檢修提供重要參數(shù)和依據(jù),提高開(kāi)關(guān)柜試驗(yàn)檢修效率,從而避免開(kāi)關(guān)柜突發(fā)事故,提高供電質(zhì)量。
某變電站開(kāi)關(guān)柜因局部放電引起的短路事故