進入二十一世紀以來，我國的經(jīng)濟、政治、文化、社會建設取得了長足的進步，作為國家基礎設施建設的重點之一的國家大電網(wǎng)建設和區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)成為了大勢所趨，各電力用戶對電力系統(tǒng)運行的堅強性和穩(wěn)定性的提出了更加嚴苛的要求。大到社會發(fā)展，小至衣食住行，人們對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的依賴程度越來越大，區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生大面積停電事故所造成的惡劣影響，在帶來巨大的經(jīng)濟損失的同時，更會誘發(fā)諸如破壞公共安全等難以想象的社會穩(wěn)定問題。因此，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，不僅僅是關系到國計民生的大事，同時也是維護國家內(nèi)部安定團結，確保社會穩(wěn)定有序的重要環(huán)節(jié)。針對提高電網(wǎng)運行安全水平的科學研究一直以來都是國家各項工作中的重中之重，各國政府在人力、物力、財力上予以重點扶持。對于電力系統(tǒng)，各類電氣設備是構筑電網(wǎng)的“組織器官”，各“組織器官”的健康運作直接決定著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。電氣設備由于自身的絕緣故障所造成的電網(wǎng)突發(fā)停電事故不勝枚舉，據(jù)統(tǒng)計，2006-2010年我國因電力設備絕緣故障引起的電網(wǎng)事故均占當年總事故數(shù)量的40%及以上，并有居高不下的趨勢。圖1為2010年5月發(fā)生在廣西來賓一座500kV變電站的爆炸起火事故，造成周邊地區(qū)大面積的停電，給當?shù)毓I(yè)、居民的生產(chǎn)生活帶來了巨大損失。
變電站爆炸
電氣設備在整個服役期內(nèi)故障發(fā)生的時間區(qū)間大致可劃分為四個：磨合期(1年左右)，是因制造、安裝、調(diào)試、操作、維護等導致的意外故障；穩(wěn)定期(5-10年)、劣化期(10-20年)、危險老化期(20年以上)。每個時間區(qū)間內(nèi)，絕緣故障的突發(fā)性和潛伏性往往是同時存在的，但每個階段出現(xiàn)故障的概率是不同的，其中以磨合期和危險老化期發(fā)生故障的幾率較大。而對于故障檢測的手段來說，及時有效地發(fā)現(xiàn)電氣設備存在的絕緣缺陷是衡量檢測方法的重要指標，良好的檢測方法必須能夠在設備未發(fā)生故障之前，及時發(fā)現(xiàn)潛伏性故障和突發(fā)性故障的前期征兆，并為消除故障提供強有力的理論和技術支撐。因為定期預防性試驗的試驗環(huán)境并不能完全模擬設備的正常運行環(huán)境，停電測試無法完全反映設備在工況下的電氣性能，并且絕緣故障的發(fā)展是一個逐漸發(fā)展的過程，與運行條件、絕緣狀況等因素密不可分，潛伏性故障往往無法確保在定期的預防性試驗中被準確發(fā)現(xiàn)，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念，因此又往往造成“過維修”的情況，導致資源浪費。有統(tǒng)計表明，突發(fā)性故障在超高壓電氣設備事故中占相當大的比重。1985年至1990年間全國有80%的變壓器事故是在預防性試驗合格的情況下發(fā)生的。
預防性試驗和定期維修均需在停電的離線條件下進行，其試驗時間長，工作量大，效率低下，并可能造成大量的經(jīng)濟損失和資源浪費，在電力資源緊張的今天，特別在當前電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大、電壓等級口益提高的局面下，檢修的成本大幅度上升。正是因為計劃維修制(TBM)存在以上缺陷，電氣設備的狀態(tài)檢修(CBM)成為大勢所趨，它的優(yōu)點在于可實時、在線地對設備狀態(tài)進行全天候監(jiān)視，便于及時、準確地發(fā)現(xiàn)電氣設備的潛在隱患，并采取有效措施防患于未然，避免惡性停電事故的發(fā)生，提高維修質(zhì)量和效率，節(jié)約大量的經(jīng)濟成本。
高壓電氣設備在制造、運輸、安裝、運行的過程中總是不可避免地存在一些絕緣缺陷，如受潮、氣泡、污穢、雜質(zhì)、尖刺等，這些缺陷在強電場的作用下使得絕緣內(nèi)部的電場分布變得極不均勻，在缺陷部位的電場強度遠遠大于平均電場強度，極不均勻電場的出現(xiàn)使得這些絕緣脆弱的部分非常容易率先發(fā)生放電現(xiàn)象，即局部放電。設備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電的初期，一般不會引起絕緣的整體性擊穿，整個介質(zhì)的依然保持絕緣特性，但是它是絕緣介質(zhì)整體電氣性能退化的誘因。若局部放電長期存在，發(fā)展到一定程度后會造成絕緣裝置的電氣絕緣性能迅速喪失，最終造成設備絕緣整體擊穿，同時局部放電也是設備絕緣完整性退化的標志。因此對電氣設備的局部放電進行在線監(jiān)測是進行設備絕緣狀態(tài)評估的重要手段，具有十分重要的工業(yè)價值。
綜上所述，對運行中的高壓電氣設備進行局部放電在線監(jiān)測，能為狀態(tài)檢修提供重要參數(shù)和理論依據(jù)，提高檢修效率，從而減少電力系統(tǒng)突發(fā)事故，提高供電質(zhì)量。國內(nèi)外的專家學者以及IEC，IEEE和GIGRE等國際電力權威組織機構都一致推薦把局部放電檢測作為評價電氣設備絕緣狀況、預測設備運行壽命和保障設備安全的有效方法之一。
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