受潮

以前变电站高压室内的35kV开关柜通常采用小型化设计，只有1.2米宽，柜内导体间的最小绝缘距离只有230mm，不满足2014版《十八项反措》300mm的要求。虽然生产厂家在柜内加装了绝缘隔板或绝缘护套，但是绝缘击穿故障还是经常发生。目前，山东公司此类35kV开关柜问题高达3747面，存在较大设备安全隐患，严重影响电网安全运行。 通过对近5年的开关柜事故统计分析，87%的35kV开关柜绝缘击穿是由温度、湿度、污秒三个关键要素导致的。因为高压室与外界密封性较差，导致户外的潮气和灰尘进入开关柜内，致使绝缘件受潮脏污，造成绝缘强度降低，发生闪络击穿故障，严重时还会引起母线全停、变压器出口短路，甚至开关柜整组烧毁。 如果能对开关柜高压室的空气环境进行管控，避免开关柜脏污受潮，就能杜绝此美事故。解决方案就是控制高压室的环境因素-——温度、湿度、污秒。然而现在高压室的设计规范仅有温控的通风机这一项环境控制设备，潮气和灰尘经过通风口进入高压室内，无法有效控制运行环境。因此，巫需研制一套高压室环境控制系统，能够在变电站高压室内规模化安装，实时监测、控制高压室内环境情况，将高压室内温湿度始终控制在允许范围内，有效隔绝灰尘，提高开关柜设备电气绝缘强度水平，杜绝因开关柜设备绝缘击穿导致的故障，确保变电站安全运行。

江西电网110kV、220kV高压输电电缆部分中间接头长期浸泡水中。中间接头进水受潮是导致接头故障的主要原因，次于外破及制作工艺，在江西电网已发生多起。

大长度海底电缆运行环境复杂，可能存在悬空、受损等情况，准确的绝缘诊断和缺陷定位是海底电缆安全运行的重要技术保障。基于极化-去极化电流法（PDC）对海缆绝缘状态进行诊断，明确电导率、介损、不对称系数、时间稳定性等测试参数，可判断电缆绝缘不同老化程度。基于频域反射法（FDR）对海缆典型绝缘缺陷进行定位，可识别由受潮、过热、外力破坏、化学、辐照、水树等原因形成的局部缺陷，实现局部缺陷、接头位置的精确定位。已研发现场检测装置并形成配套测试方法，具备小型便携、无损测试等优势，应用于多回海底电缆线路状态诊断及缺陷定位，实测效果与海缆实际状态对应，预计可用于部分场景下的陆缆检测。

油浸式电力变压器作为电网的重要组成部分，其可靠运行至关重要。针对变压器长期运行后无法定量评估其绝缘状态的问题，文中开展了油纸绝缘模型的加速老化及受潮试验，探究了油纸绝缘老化及受潮程度对其回复电压曲线的影响规律，并提出采用粒子群优化-极限学习机(particle swarm optimization-extreme learning machine，PSO-ELM)算法的参数预测方法，实现了基于回复电压曲线特征参量的油纸绝缘老化与受潮状态量化评估。由油纸绝缘模型理化性能分析的对比结果可知，基于PSO-ELM方法的预测值精度远高于传统ELM方法，油纸绝缘内含水率及纸板聚合度预测的绝对误差范围分别小于±0.4%、±30。

目前变电站使用的端于箱，因为设计不合理、材质差、加工工艺水平不高等各方面的原因，还存在密封不好、防风能力不足等请多问题：密封差。现有端于箱结构设计不合理，箱门处密封胶条材料质量差，制作工艺不高，缝隙较大。从端于箱底部封板穿过的电缆布置杂乱，导致有机防火泥难以填满电缆缝隙。通风口无密封功能。若变电内满，上诉原因均会导致箱体进水，追使一次设备停电。受潮凝露。沿海变电站须长期面对高温、高湿、高盐腐等运行环境，箱体与空气温差大，造成箱体内凝露现象普遍。长期凝露导致箱内二次回路对地绝缘电阻下降，严重时形成接地，引起保护拒动或误动，引发电网事故。防风差。部分端子箱门刚性不足，底部与基础连接不牢，未能彻底抵抗超级台风。当端于箱门和箱体被强劲风力破坏后，箱内的元器件将失去底护甚至被措毁，严重影响设备及电网安全。小动物活动频繁。箱体密封不严，冬季小动物频繁进入箱内取暖，若小动物不幸接触二次端子，将造成二次回路接地短路，危害电网安全稳定运行。 项昌组根据多年的现场运行经验，并查阅了大量的文献资料，从凝露成因、气流运动、金属材质等理论、方法入手，提出了全方位防护的技术目标，编写了技术说明书，制作了三维动画仿真模型，提出了制作的工艺要求和测试标准。研制了成品后在多家设计、施工、运行单位展示和使用，征求意见，并不断改进，反复验证，最终形成目标产品并在多个变电站成功应用。

本课题所研制的多腔室间隙避雷器，应用电弧产生的高温高压进行吹弧直至电弧熄灭，在泄放雷电流的同时不会引起继电保护装置动作，供电的可靠性得到很大的提高。同时，空气具有极佳的绝缘自恢复性能，可耐受多次雷击，相比于金属氧化物避雷器，运行寿命更长。适应国内自然环境条件和电网不同工况下的运行条件，充分体现多腔室间隙避雷器无氧化锌阀片、结构简洁、安装方便、运维简单等优点 10kV多腔室间隙避雷器具有防雷效果显著；通流容量大、故障率低、少维护、寿命长；环境适应性好，无阀片失效和受潮问题；重量轻、便于安装；成本低、可广泛推广等优点。市场容量巨大，按照10kv配电线路30%覆盖率计算，南方电网地区市场容量约970万支。目前正在通过广州知识产权交易中心开展成果转化。可进一步拓展，采用S型或螺旋型排列方式等，增加腔室间隙串联级数，研发110kv～500kV的多腔室间隙避雷器，将对输电线路防雷产生巨大价值。可进一步提升，提高生产工艺缩小电极间距等措施，增加单位长度的腔室间隙的串联级数，可实现雷击工频电压全相位无工频续流。

电力电缆逐渐成为城市配网电力输送的主要方式。我国从上世纪七十年代开始规模化使用交联聚乙烯（XLPE）电缆，目前配电电缆数量较大、运行条件复杂、应用年限较长，老化问题目益凸显。根据北京公司2009-2014年对各电压等级电缆的故障率的统计数据，中低压电缆的故障率最高，其中以10kV电缆的故障对系统运行影响最为频繁。除去用户侧设备失效和外力破坏等非维护性故障，进水受潮、绝缘老化等绝缘缺陷是引发电缆线路故障的主要原因。 配电电缆绝缘状态评估技术研究主要面临如下几个问题：缺乏关键评估指标用以定量评估配电电缆的绝缘状态。现场检测缺乏相关的成套设备，也缺乏明确的现场操作方案、流程，无法实现标准化应用。缺乏配电电缆带电情况下的快速绝缘状态检测评估方法和系统。 为此项目组瞄准一线生产实际需求，针对上述难题开展研究工作，在“电力电缆老化程度量化评估成套检测设备”和“便携式谱波法电力电缆带电检测系统”研发和应用方面进行突破，实现提升配电网供电可靠性和提高配电电缆运维经济性的应用目标。

油纸绝缘作为油浸式电力变压器的重要组成部分，其绝缘状态的可靠对维护变压器的稳定运行至关重要。为准确获得油纸绝缘频域介电响应特性与其绝缘状态的关系，开展了老化、受潮油纸绝缘试样的频域介电响应测试，并基于扩展Debye模型，提出了采用改进非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm，NSGA）的油纸绝缘宽频介电特征参数的识别方法，通过油纸绝缘复电容的频谱曲线，完成了扩展Debye模型特征参数的准确提取。考虑特征参数信息熵的权重关系，建立了模型特征参数与绝缘水分含量及老化程度的定量表征方程。通过该方法可实现油纸绝缘状态的量化分析，为油浸式电力设备绝缘状态的准确评估提供理论支撑。

首先简要介绍了电缆接头受潮特性及定位分析研究的背景意义，然后分析了接头击穿案例，重点介绍了基于FDR的中间接头定位技术，最后对受潮接头定位案例进行了分享。

针对大型电力变压器和油纸绝缘套管受潮缺陷导致的绝缘性能下降问题，本项日系统梳理总结变压器油纸绝缘套管典型缺陷，仿真分析不同缺陷类型的电场分布特性，建立油纸绝缘套管复合工况试验平台，试验研究油纸绝缘套管典型缺陷劣化机理及关键特征量，提出基于DS等特征量的油纸套管受潮检测方法，并在全网范围推广应用；项目通过建立大型变压器外部大气水分、器身内部气相及固体绝缘中水分交互扩散、迁移的微观动力学模型，揭示了大型变压器充气状态下绝缘受潮与水分动态平衡机理，研发适于大型变压器绝缘受潮现场干燥的低频短路加热与移动气相干燥装置，提出了变压器现场绝缘干燥技术作业规范，解决了大容量变压器绝缘老化受潮后绝缘现场干燥难题。项日研究成果作为南方电网500kVG0E型主变套管重大隐患排查治理工作的主要依据，2017年至2018年，成功应用于全网范围内197支G0E型油纸绝缘套管的FDS普测分析工作，其中，有效检测出绝缘缺陷套管5支，缺陷检测准确率达100%。 项目提出的大型变压器现场绝缘恢复技术的工艺流程成果在多个直流工程中获得应用，在从西、贺州、普洱、东方4座变电站共14台变压器的现场绝缘状态评估及绝缘恢复工作取得良好效果。 项目研究成果有效降低变压器、套管绝缘失效带来的系统运行风险，提高了南方电网主网的安全稳定运行水平，对提高系统可靠性具有突出工程价值，对全网五省区生产、商业用电和居民生活用电起到保障作用，具有十分重要的社会效益。解决了大容量换流变压器运输、贮存受潮后绝缘现场恢复难题。