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摘要：高压电气设备绝缘在线监测可以实时掌握变电站内高压电气设备的绝缘状况，对提高设备运行维护水平，及时发现事故隐患，合理分配人力物力资源，减少停电事故有着积极的意义。在不断积累监测数据和诊断经验的基础上，发展人工智能技术，建立专家系统，实现绝缘诊断自动化；不断提高监测系统的灵敏度和可靠性，如实现采样装置快速响应和高灵敏度、高稳定度；另外要对系统的监测数据进行网络化、智能化管理，以便有关人员对设备管理做出更加高效、准确地决策。本文介绍高压电气设备绝缘在线监测技术，分析了变电站高压电气设备绝缘在线监测系统的应用。
关键词：变电站；绝缘监测；高压电气设备；在线监测技术
高压电气设备的绝缘性能对整个电网系统运行的安全性和可靠性具有重要的影响。随着科技的发展，在传统的绝缘在线监测技术的基础上融入信息化技术、嵌入网络技术等，构成了电气设备绝缘在线监测系统，实现了监测数据的采集和传输，提高了电气设备的综合管理水平，有利于及时发现并排除绝缘故障，具有十分重要的现实意义。由于高压电气设备长期处于高负荷运行状态下，加上运行环境等因素的影响，其绝缘容易发生老化、劣化等问题。因此，我们还需要加强对其绝缘性能监测技术的研究，完善现有的在线监测技术，为我国电力系统故障监测工程的建设和发展作出更大的贡献。
一、变电站高压电气设备绝缘在线监测技术原理分析
1、绝缘监测原理。变电站高压电气设备绝缘在线监测指的就是通过监测电器设备在运行过程中的电压、电流、局部放电量、介质损耗值以及设备的电容值等等正常信号和异常信号来监测设备的绝缘情况。之所以能够从信号中监测出设备的绝缘情况的原因主要就是由于现代智能技术的处理，现代智能技术能够很好的将信号转化为反映电器设备绝缘的可视参数，从而对设备绝缘情况进行正确的判断。目前现代智能技术的处理方式主要有：绝缘油在线色谱处理、介质损耗角正切处理、局部放电量和放电位置平铺处理等。
2、绝缘监测信号的处理。变电站高压电气设备绝缘在线监测技术主要就是对信号进行监测，但是变电站高压电气设备绝缘许多的信号都比较微弱的脉冲信号，这样对于来说就具备一定的监测难度，目前采用的技术基本上就是利用超宽频电流传感器来进行信号的采集处理，虽然这种技术可以进行微弱脉冲信号的收集，但是收集的信号中会存在一定的杂音，这是我们所未来必须要解决的问题。
二、变电站高压电气设备绝缘在线监测技术应用
变电站的高压电气设备主要包括避雷器、变压器、高压开关柜、电流互感器、电压互感器、耦合电容器和CVT等。下面就以这些设备的绝缘在线监测为例，具体分析高压电气设备在线监测绝缘系统的应用问题。
1、避雷器绝缘在线监测。避雷器对变电站的运行安全起着关键作用。避雷器绝缘故障是指由于通过避雷器的阻性电流增大，导致其损耗增大，进而造成热击穿现象。在传统的预防性试验中，主要通过检测避雷器的漏电电流判断其绝缘状态，监测效率较低，且效果较差。目前，通过在线监测避雷器中的阻性电流，可及时发现避雷器中存在的绝缘安全隐患，这有利于变电站避雷器运行的安全和稳定。
2、变压器绝缘在线监测。在变压器绝缘监测中，要了解变压器绝缘状态的表示方法。其中，一般用局部放电量、放电位置、油中溶解气体、介质损耗值、设备电容和漏电电流等电气特征量表示变压器的绝缘状态。高压电气设备绝缘在线监测系统能在线监测变压器的局部放电量、氢气浓度等，实时评估变压器的绝缘状态，并通过定位技术，获取局部放电的三维坐标。在油中气体浓度的在线监测中，监测气体包括CO2、CH4、C2H2、C2H4、CO和C2H6等，可根据气体浓度评估变压器的绝缘状态。如果评估结果显示变压器绝缘存在问题，就需要跟踪气体的产气率，以此判断绝缘故障的性质，并根据不同的气体浓度判断发生故障的元件和故障类型。一般而言，在判断故障类型方面，在线监测需要与电气试验、气相色谱法相互配合，以提高诊断的准确性。
3、容性电气设备绝缘在线监测。耦合电容器、CVT、电流互感器、电压互感器、套管等都属于容性电气设备。目前，对这些容性设备的绝缘在线监测技术已逐渐成熟，并得到了广泛的应用。对容性电气设备的监测项目包括电容量、漏电电流、介质耗损和三相不平衡电流等。采用监测高压电气设备，特别是容性设备介质损耗角正切值的方法，能够准确地判断设备的绝缘状态，具有很强的灵敏度，可以监测到设备是否存在绝缘老化、受潮、局部缺陷等问题。其中，容性设备绝缘问题中最突出的是绝缘受潮，其原因是容性设备的电容分布均匀性具有一定的强制性，且对绝缘利用率较高。所以，如果绝缘受潮，就会增加介质的耗损，从而出现绝缘被击穿的现象。测量通过设备的电流也是绝缘监测的重要方式之一，该方式能够有效判断设备绝缘有无缺陷。如果设备绝缘存在缺陷，且处于初级阶段，则绝缘介质损耗角正切值的变化应与电流变化一致；如果绝缘缺陷已发展至后期，则设备电容的变化应与电流变化率一致。该方法具有较高的灵敏度，可准确地判断设备有无绝缘缺陷。
4、高压开关柜绝缘在线监测。在变电站中，高压开关柜绝缘在线监测是高压电气设备绝缘监测的重要项目之一。高压开关柜绝缘故障主要表现为导电连接部分接触不良、绝缘老化、绝缘缺陷和绝缘劣化等，这些故障在潜伏期就会导致绝缘放电。而在线监测可评估高压开关柜的绝缘状态。目前，在线监测高压开关柜绝缘状态的主要方式为测量介质损耗角正切值和在线监测漏电电流。另外，还可以通过射频法监测高压开关柜导电连接部分接触不良的问题。
5、GIS的绝缘在线监测。GIS的绝缘在线监测包括化学、电和机械等方法。化学方法采用SF6分解产物的气体分析来检测局部放电和局部过热；电的方法采用外电极、内电极和磁耦合方法测量GIS护套电势来检测局部放电；机械方法采用一个高灵敏性的压电加速传感器和超声波传感器来检测在局部放电或绝缘故障时产生的机械振动和弹性波。
高压电气设备是电网系统的重要组成之一，其运行质量关系着整个电网系统运行的安全和稳定。如果高压电气设备绝缘出现问题，就会影响设备的正常运行，甚至会造成不可挽回的安全事故。根据资料统计，电气设备绝缘故障在电力故障中占有很大的比例。因此，需要加强对高压电气设备绝缘的监测，预防绝缘故障的发生，以确保电网系统安全、稳定地运行。
参考文献：
［1］王贻平，赵辉.高压电气设备绝缘在线监测技术及应用［J］.宁夏机械，2015（3）.
［2］张建华，郭守贤.高压电气设备绝缘在线监测系统现场校验技术研究［J］.华东电力，2014，（9）.
［3］王楠，陈志业，律方成.电容型设备绝缘在线监测与诊断技术综述［J］.电网技术，2016，（8）.
［4］罗光伟，向守兵，陈晓东.高压电气设备绝缘在线监测系统的研究［J］.黑龙江电力，2014，（1）.