程毅

摘 要 隨著科學技術的迅速發(fā)展，我國的低壓電網(wǎng)領域的發(fā)展也有了改善。電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等幾個部分組合而成，其中配電與用電之間的關聯(lián)最為密切，如果配電網(wǎng)出現(xiàn)問題，則會對用電設備造成影響。所以，保證配電的運行可靠性尤為重要。變壓器是整個配電網(wǎng)的核心設備，一旦變壓器發(fā)生故障，輕則會影響配電網(wǎng)的正常運行，嚴重時會造成大范圍停電。當變壓器的絕緣狀態(tài)下降時，故障的發(fā)生概率會隨之增大。

關鍵詞 低壓電網(wǎng);絕緣檢測裝置;設計分析

引言

電網(wǎng)的絕緣電阻和分布電容，是涉及電網(wǎng)安全運行的重要參數(shù)，必須經常進行測量。目前，針對電網(wǎng)絕緣參數(shù)的測試方法主要有：附加直流電源的電纜絕緣在線監(jiān)測法、直流檢測法、相對地附加電容法、多路絕緣電阻自動檢測法、注入信號法、不平衡電壓實時測量法等。直流檢測法能夠區(qū)分電網(wǎng)的對地電容和絕緣電阻，但測試過程存在危險。其他測量方法均忽略了對地絕緣電阻的影響，以系統(tǒng)的全絕緣阻抗來近似逼近對地電容，從而使絕緣參數(shù)的測量產生誤差。另外，現(xiàn)有測量方法在計算過程中附加元件均參加運算，其標稱值與實際值誤差直接影響計算的精確度。

1配電變壓器絕緣老化的機理分析

配電變壓器作為配電系統(tǒng)的核心部件，它的運行穩(wěn)定與否對配電系統(tǒng)的影響非常大，一旦配電變壓器絕緣出現(xiàn)老化會導致變壓器的整體性能下降。相關研究結果表明，絕緣系統(tǒng)是影響變壓器使用壽命的關鍵性因素之一，由于受到外部環(huán)境的影響使變壓器絕緣很容易出現(xiàn)老化情況，下面從熱老化、電老化和機械老化三個方面對配電變壓器絕緣的老化機理進行分析。配電變壓器熱老化機理。熱老化是配電變壓器油紙絕緣性能下降的主要表現(xiàn)形式之一，隨著纖維紙的逐步熱解各種化學反應會隨之出現(xiàn)，在此過程中會生成各種揮發(fā)物?；瘜W反應的速率取決于溫度的高低，如果溫度持續(xù)上升則反應速率會進一步加快，絕緣紙的老化也會隨之加劇。當絕緣紙老化之后，其本身的機械性能會受到嚴重的影響，若是機械性能完全喪失，絕緣紙會因為脆化而與繞組相脫離，極有可能引起油路堵塞，從而使配電變壓器的散熱功能受到影響。當變壓器無法正常散熱之后，其溫度會快速上升，在高溫的作用下，使絕緣的熱老化速度加快，由此會進入一個惡性循環(huán)狀態(tài)。配電變壓器電老化機理。配電變壓器所處的運行環(huán)境比較特殊，不可避免地會受到電場的影響，油紙絕緣在電場的長期作用下，老化速度會不斷加快，這是因為油紙在電場中會出現(xiàn)理化反應從而導致油紙快速分解，絕緣性能大幅度下降。通過對嚴重老化的油紙絕緣進行擊穿試驗后發(fā)現(xiàn)，在擊穿過程中電壓值為恒定，由此說明變壓器未超出使用壽命，其電氣性能只會在限定的范圍以內持續(xù)下降。由于絕緣紙本身能夠承受一定的電場強度，故此配電油紙絕緣出現(xiàn)電老化后，在短時間內并不會對變壓器的正常運行造成影響。油紙絕緣從廠家運至施工現(xiàn)場時途中會受到振動，從而會導致內部產生氣泡，這樣會引起局部放電，進而造成絕緣表面溫度升高，加快絕緣的老化速度。不僅如此，放電會使絕緣油被分解產生烴類氣體，受到該氣體的影響放電程度會有所加劇，各種故障問題也會隨之出現(xiàn)[1]。

2低壓電網(wǎng)絕緣檢測裝置的設計分析

2.1 對變壓器設備絕緣的在線監(jiān)測

對變壓器設備絕緣的在線監(jiān)測，是我國電力系統(tǒng)設備實施在線監(jiān)測的重要方面。與對發(fā)電機的絕緣狀況在線監(jiān)測相比，對電力系統(tǒng)變壓器絕緣狀況的在線監(jiān)測更加復雜，因為局部進行放電試驗的方法會給變壓器造成損害，具體來講，會讓加速變壓器自身的有機絕緣老化，最終會擊穿絕緣層。因此，對變壓器絕緣狀況的在線監(jiān)測，不僅要采用局部放電試驗，更重要的是分析判斷局部放電的放電量數(shù)值。通常采用的局部放電試驗有兩種做法，一種是采取脈沖電流的方法，另一種是采取超聲波探測的方法。而分析判斷局部放電的放電量數(shù)值，主要對變壓器絕緣油里分解出來的氣體的含量進行監(jiān)測，比如分析判斷變壓器是否存在故障或者是否將要發(fā)生故障，要高度關注絕緣油里分解出來的H2、C2H2等氣體的數(shù)值大小。

2.2 電力系統(tǒng)在線維修技術的應用優(yōu)勢

電力系統(tǒng)在線維修技術具備許多優(yōu)勢。第一，該項技術與傳統(tǒng)停電監(jiān)測維修技術相比，可以在電力系統(tǒng)設備正常工作狀態(tài)下完成故障排除，而對系統(tǒng)的運行也絲毫不造成影響。第二，該項技術有效降低了維修費用和設備事故發(fā)生率，大大提高了維修工作效率，能夠產生長遠和良好的經濟效益。第三，雖然說停電監(jiān)測維修能夠有效減少和防止維修事故的發(fā)生，但這種傳統(tǒng)的維修技術和手段存在諸多問題和明顯弊端，特別是隨著電力系統(tǒng)電壓的逐年增高和使用量的逐步加大，停電維修既不能滿足社會用電的實際需要，也不能滿足維修工作的實際需要。因此，在線維修能夠適應社會發(fā)展的需要，具有良好的發(fā)展未來。

2.3 油色譜分析法

當絕緣油受到電場、溫度、水分等外界因素影響時會出現(xiàn)氧化反應、碳化反應及裂解等情況，由此會產生各種氣體如氫氣、烴類氣體等。變壓器的絕緣紙或板均為多孔結構，這種結構具有一定的吸水性，并且絕緣紙的親水性要明顯高于絕緣油，能夠從油中吸收水分。絕緣紙或板熱老化后會發(fā)生裂解，從而生成水、一氧化碳和二氧化碳氣體，并有少量的烴類氣體產生，基于此可運用色譜分析法對絕緣狀態(tài)進行檢測。當配電變壓器出現(xiàn)油過熱故障時會產生甲烷和乙炔等氣體;油紙絕緣出現(xiàn)局部放電時會產生氫氣、甲烷及一氧化碳等氣體;油中火花放電時會產生氫氣和乙炔氣體[2]。

3結束語

低壓供電網(wǎng)絡串聯(lián)諧振系統(tǒng)，諧振電容、電感和對地絕緣電阻、分布電容之間存在線性數(shù)學關系，利用附加電阻構成單相接地，選取合理的諧振電容電感參數(shù)，可以在線安全地測試出電網(wǎng)絕緣參數(shù)值。絕緣阻抗的計算公式中不含附加電阻，附加電阻不參與絕緣參數(shù)的計算，不影響絕緣參數(shù)的計算結果。附加電阻測量絕緣參數(shù)的誤差在±0.5%以內，測試精度高。不同線制的低壓電網(wǎng)絕緣參數(shù)滿足一定的數(shù)學關系，此理論推導結論在低壓電網(wǎng)絕緣檢測裝置設計中具有通用性?；诟郊与娮铚y量方法的計算公式，利用單片機很容易實現(xiàn)電網(wǎng)絕緣阻抗測量的智能化，為電網(wǎng)絕緣的智能檢測提供理論依據(jù)。

參考文獻

[1] 王虹橋.附加直流電源的電纜絕緣在線監(jiān)測新方法[J].煤炭科學技術，2000，4（4）：19-21.

[2] 費萬民，張艷莉.電力系統(tǒng)中直流接地電阻檢測的新原理[J].電力系統(tǒng)自動化，2001，25（6）：54-56.