電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也為工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)其它部門提供基本動(dòng)力，因此安全供電既是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，又是社會穩(wěn)定和國家公共安全的必要保障。在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人民生活高度依賴電力的現(xiàn)代社會中，電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電造成的突發(fā)性災(zāi)害事故，不僅會給國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來重大影響，還會直接導(dǎo)致諸多社會不穩(wěn)定因素出現(xiàn)，造成公共秩序和民眾正常生活秩序混亂。為此，世界各國的電力專家都在基于本國國情和電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀對電網(wǎng)安全進(jìn)行研討，而政府都把提高電網(wǎng)運(yùn)行安全的科學(xué)研究作為保證國家公共安全的任務(wù)之一，予以重點(diǎn)支持。
對于電網(wǎng)而言，變電站是其中的重要環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)電能的輸送和調(diào)度分配，其安全直接影響整個(gè)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。近年來中國電力發(fā)展迅速，大量高電壓等級、智能化的變電站和電氣設(shè)備投入運(yùn)行，提高了電網(wǎng)的供電質(zhì)量，有效緩解了供電緊張，但這也為變電站安全帶來了新的考驗(yàn)。從長遠(yuǎn)來看，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化是建設(shè)智能電網(wǎng)的基本要求，因此變電站無人或少人值守是未來的發(fā)展趨勢，這就對變電站運(yùn)行情況的掌握提出了更高的要求，另外，由于數(shù)字化電氣設(shè)備的大量采用，非電氣因素(例如溫度、濕度和季節(jié)更替)造成的事故比例趨于增加，并且這些因素對電氣設(shè)備的影響具有隱蔽性和突發(fā)性。因此，為了確保電網(wǎng)安全，有必要對變電站的運(yùn)行狀況和安全水平進(jìn)行全面有效的監(jiān)控。
變壓器油管爆裂
為了降低電氣設(shè)備的故障發(fā)生率，除不斷提升電氣設(shè)備尤其是高壓設(shè)備的制造質(zhì)量外，還應(yīng)大力提高電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測水平。長期以來，我國電力行業(yè)采用絕緣預(yù)防性試驗(yàn)和定期維修制度來保障電氣設(shè)備安全，即按事先制定的檢修周期對電氣設(shè)備進(jìn)行停電檢修，該檢修方法被稱為計(jì)劃維修制（TBM），它對保障變電站乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行起到了有效的作用，同時(shí)通過長期實(shí)施也積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)。然而實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，定期停電的離線試驗(yàn)在防止電氣設(shè)備事故方面也有其局限性和不足。電氣設(shè)備的絕緣受電、熱、機(jī)械力等綜合因素的作用，在整個(gè)服役期內(nèi)故障大體分為四個(gè)階段：初期(1年左右)是因制造、安裝、調(diào)試、操作、維護(hù)等導(dǎo)致的意外故障；穩(wěn)定期(5-10年)、劣化期(10-20年)、危險(xiǎn)老化期(20年以上)內(nèi)，絕緣的潛伏性和突發(fā)性故障往往是并存的，但出現(xiàn)的幾率不同。就檢測方法而言，為了能有效檢測電氣設(shè)備存在的絕緣缺陷，要求該檢測方法能夠發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的潛伏性故障和突發(fā)性故障并為故障處理提供指導(dǎo)。由于預(yù)防性試驗(yàn)的試驗(yàn)條件和運(yùn)行條件有差別，離線試驗(yàn)不能完全反映設(shè)備在運(yùn)行條件下的絕緣狀況，并且絕緣故障是一個(gè)發(fā)生、發(fā)展的過程，與運(yùn)行條件、絕緣狀況等有關(guān)，不能確保在定期的預(yù)防性試驗(yàn)中被準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)。近年來國內(nèi)電氣設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)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。例如，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1985年至1990年間全國有80%的變壓器事故是在預(yù)防性試驗(yàn)合格的情況下發(fā)生的。另外，預(yù)防性試驗(yàn)和定期維修均需停電離線進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)間長，工作量大，并造成大量的經(jīng)濟(jì)損失和可能的設(shè)備損傷，尤其在當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電壓等級提高、設(shè)備容量增大的基礎(chǔ)上，檢修的成本更是大幅度上升，同時(shí)，在電力供應(yīng)比較緊張的局面下實(shí)施計(jì)劃停電也會對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成一定影響。鑒于定期維修方式存在以上問題，電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修(CBM)越來越受到人們的重視，它的優(yōu)點(diǎn)在于可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的早期征兆，使運(yùn)行維護(hù)人員排除處于萌芽狀態(tài)的故障，起到對電氣設(shè)備故障進(jìn)行早期預(yù)警的作用，避免惡性事故的發(fā)生，提高維修質(zhì)量和效率，節(jié)約大量的人力物力。隨著傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，作為狀態(tài)檢修基礎(chǔ)的電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)得到了飛速發(fā)展，成為電氣設(shè)備運(yùn)行狀況和安全水平檢測中的一個(gè)重要組成部分，在很多方面彌補(bǔ)了僅靠定期停電預(yù)防性試驗(yàn)的不足。
變壓器是變電站中的關(guān)鍵設(shè)備，起到樞紐作用，另外氣體絕緣組合開關(guān)設(shè)備(GIS)在變電站中也是重要的電氣設(shè)備，它們的工作狀況直接關(guān)系到變電站能否安全穩(wěn)定運(yùn)行，為此國內(nèi)外進(jìn)行了大量變壓器和GIS安全狀況監(jiān)測的研究，提高了設(shè)備的安全保障水平。2004年，我國220kV及以上變電站中，除變壓器1.7%的停運(yùn)率外，斷路器和電抗器也有較高的停運(yùn)率，分別達(dá)到2.1%和0.8%，另外電纜線路、母線、架空線路和隔離開關(guān)停運(yùn)率也在0.2%以上，這些設(shè)備在變電站乃至整個(gè)電力系統(tǒng)中都有著舉足輕重的地位，一旦停運(yùn)將對電力系統(tǒng)安全供電造成直接威脅。因此，除了對變壓器和GIS等重要電力設(shè)備的安全狀況進(jìn)行監(jiān)控外，其它高壓設(shè)備如敞開式變電站中斷路器、電容器、電抗器、電流互感器和電壓互感器等，電氣設(shè)備附件如絕緣子和套管等的安全狀況也應(yīng)該進(jìn)行監(jiān)控，只有這樣變電站的整體安全才能得到可靠保障。
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