绝缘性能

主要内容 一、开关设备绝缘性能评估的相关最新标准及其内容介绍 二、运行一定年限后开关设备绝缘缺陷或者失效的概况 三、运行一定年限后开关设备绝缘件性能评估与案例

油的绝缘性能由组成成分和环境条件（纯度，湿度，气体）共同决定。 液体中流柱的传播会最终影响液体的高压性能（局部放电，击穿时间）。 较高的加速电压是必要的一可以降低对短时过电压的敏感度。 矿物油中，适量的芳香烃起着重要作用。

回复电压法是利用固体材料在直流电压下的极化特性，获得VM曲线及其参数，研究这些参数与含水量和老化程度等的关系，对绝缘状况进行判断。 PDC法就是测量试品在阶跃电压作用下的充电（极化）电流和之后短路状态下的放电（去极化）电流。

目前国内诊断开关柜的绝缘状况主要还是运用预防性局部放电试验,需要停电进行,由于预防性试验周期间隔可能较长,很难发现在两次预防性试验间隔之间发展起来的绝缘缺陷。介绍一种新型的高压开关柜绝缘性能检测与故障诊断技术,包括基于超声波和TEV检测方法的原理,应用这两种方法都可以在线检测绝缘性能,为电力设备的状态检修工作提供丰富的数据依据,全面保障高压开关柜的安全运行。

主要介绍了我公司研制的一种利用憎水性防潮原理，降低纤维表面张力，使用一些纳米（纳米SiO2）等辅助材料让纤维材料表面改性的新型纳米改性涂料，它喷涂在绝缘工器具等物品上，能有效提升绝缘工器具的防潮和绝缘性能等效能，能有效地解决高湿度条件下施工工器具的使用安全及工器具控制成本效果，项目成果具有很高的应用延伸性及推广价值。

随着柔性直流输电技术的日臻成熟，高压直流挤包绝缘电缆系统作为其中的关键设备在海上风电接入、孤岛平台供电和城市中心供电增容等领域应用日益增多，其绝缘性能及长期可靠性已成为世界性难题和研究热点。我国高压直流电缆研究、制造与应用工作起步较晚，在本项目之前，国内尚无系统研究高压直流挤包绝缘电缆系统关键技术的科研项目，更无具有自主知识产权的国产高压直流电缆和应用工程。针对我国柔性直流输电技术发展和工程应用需求，本项目在国内首次系统研究了高压直流挤包绝缘电缆绝缘材料选型、结构设计、关键生产工艺、试验与考核评价方法等，项目创新性强，技术难度大，取得一系列创新成果：掌握了高压直流挤包绝缘电缆设计与选型技术，提出了直流电缆绝缘材料评价方法及质量控制检测体系；研制了±200kV 纳米添加电导非线性增强绝缘直流电缆终端，并成功通过型式试验；研发了可重复利用、便于安装的直流电缆试验终端，解决了±320kV 以下电压等级直流电缆出厂试验难题；开发了高压直流挤包绝缘电缆系统全工况运行考核控制系统及全尺寸高压直流电缆脉冲电声法（PEA）空间电荷测量系统，解决了温度梯度条件下全尺寸高压直流电缆空间电荷测量与评价的世界性难题，带动了高压直流电缆系统专用检测技术进步，并实现了科技成果转化；推动了国内外高压直流挤包绝缘电缆系统标准体系建设，先后制定了高压直流挤包绝缘电缆使用技术规范、空间电荷测量方法技术规范及运行维护试验导则等一系列行业及国际技术标准。

目前GIS已经成为高压电器的主流开关设备。截至2015年底,国网公司GIS在运量已经超过60000间隔。GIS壳体已经成为GIS设备稳定运行的重要因素。据国网公司统计，2006年至2015年壳体损伤引起的缺陷，包括壳体损伤漏气（如图1)，壳体焊缝开裂（如图2)及壳体爆炸（如图3)等，占GIS缺陷总数的15%，高居第二位。GIS壳体损伤轻则引起SF6气体泄漏导致绝缘性能下降影响GIS设备安全运行，重则危害人体健康造成人身伤亡事故。因此GIS壳体特别是具有更高参数的特高压GIS壳体的安全性显得日益重要。目前GIS壳体安全方面存在以下两大问题:一是设备入网前GIS壳体无损检测技术不完善，GIS壳体质量检测存在盲区。例如:常规超声、射线等检测方法是逐点检测，无法实现GIS壳体整体快速检测而且存在检测盲区;对于GIS壳体的一些复杂结构如角焊缝,不锈钢壳体，常规的检测方法无能为力，使得这些设备的制造质量缺乏有效监督。二是在运行阶段，特高压GIS壳体环境载荷复杂，参考数据缺乏，壳体缺陷定量精度差，也无GIS壳体的安全性评定方法，导致壳体的安全状况无法准确掌握。针对以上问题，本项目成果开发特高压GIS壳体的无损检测及安全性评定的关键技术，为特高压GIS壳体的安全保驾护航。

共气室结构的双断口隔离开关（double-fracture disconnect switch，DDS）在不停电耐压试验过程中存在因试验侧断口击穿而影响运行侧断口绝缘性能的风险，在设计阶段需要对其电场分布和击穿特性进行研究。为此，以新研发的110 kV三相共箱式GIS双断口隔离开关为例，采用有限元方法对电场进行仿真分析，得到其在现场不停电工频耐压试验中的内部电场强度分布。根据电场的计算结果，采用基于汤逊放电理论的击穿判据，研究不停电试验中两个断口的击穿特性，证明了在DDS现场不停电交流耐压试验过程中，试验侧断口击穿不会对运行侧的绝缘性能造成影响。研究结果可以为在运的DDS二期扩建时的不停电扩建与现场绝缘试验工作提供安全保证的理论支撑，也为未来新型DDS设备研发过程中的绝缘校核提供了更加翔实的理论依据。

高温超导（High-Temperature Superconducting，HTS）电缆是前沿尖端技术，在全球范围内处于挂网示范，少量商业应用的阶段。HTS电缆的绝缘结构在整个 HTS 电缆中占有重要地位，为超导电缆的安全运行提供了保障。液氮浸渍聚丙烯层压纸（polypropylene laminated paper, PPLP）是一种广泛应用于高温超导电缆的绝缘结构，PPLP绝缘材料长期服役于高场强环境下，其化学组成和结构会发生一系列的变化导致绝缘性能下降。因此，研发PPLP绝缘劣化的机理及无损检测方法，对于提高高温超导电缆的绝缘可靠性、进而对保证电力电缆系统的安全可靠运行具有重要意义。

发电机在正常运行过程中产生的油雾、粉尘等污垢物，会附着在发电机定子和转子表面，日积月累便形成污垢层。污垢可能便发电机的绝缘性能和工作特性逐渐受到破坏，对发电机的安全稳定运行构成了一定的威胁。目前大型水轮发电机的转子直径超过10m、高度超过3m，而定于与转于之间的间隙获窄，只有30mm~50mm，这给发电机定于和转于清洗带来了一定难度。如果把转子吊出后再进行清洗，需要耗费大量的人力物力，而且耗时较长。该工装研制成功以前，发电机定子和转子清洗时，只能用白布在定子与转子气内进行拉踏，费时费力，而且清洗不彻底。 如何研究一种大型水轮发电机定转子清洗工装，在不吊转于的情况下能够彻底、高效的对发电机定于和转子进行清洗，避免因发电机的绝缘性能和工作特性逐渐受到破坏而出现的计划性乃至非计划性停机检修，提高机组运行的可靠性，具有极高的实际应用价值和较大的经济效益。