电力设备老化及其特征

任何电力设备在制造、运输、安装、运行、检修等过程中不可避免地会造成绝缘损伤，特别是在长期运行过程中，电力设备受到电场、热场、机械应力、化学腐蚀以及环境条件的影响，电力设备绝缘的品质逐渐恶化，最终导致电力设备绝缘系统的破话。 不同绝缘缺陷表征特征不同，通常绝缘系统的缺陷可以分成两大类：①集中性缺陷，指缺陷集中于绝缘的某个或几个部分，例如局部受潮、局部机械损伤、绝缘内部气泡、瓷介质裂纹等，它又分为贯穿性缺陷和非贯穿性缺陷，这类缺陷的发展速度较快，因而具有较大的危险性;②分布性缺陷，指由于受潮、过热、动力负荷及长时间过电压的作用导致的电气设备整体绝缘性能下降，例如绝缘整体受潮、充油设备的油变质等，它是一种普遍性的恶化，是缓慢演变而发展的。 电力设备绝缘老化是在一定的外界因素的作用下产生的，这些外界因素（如电、热、机械应力、环境因素）常称为老化因子： (1).电老化是指在电场长期作用下电力设备绝缘系统中发生的老化。随着外施电压的增加，绝缘系统中的放电加强，放电量和放电重复率增加，导致电老化速度加快，绝缘寿命降低。电老化机理很复杂，她包含放电引起的一系列物理和化学效应。 (2)热老化是指在热效应的长期作用下电力设备绝缘系统中发生的老化，有机绝缘材料在热的作用下发生热降解，导致绝缘材料的结构变化，使其电气性能
和机械性能劣化。随着温度的上升，绝缘的热老化速度迅速增加。不同的绝缘材料受温度的影响程度不一样，在温室下绝缘系统的老化极其缓慢 (3)机械老化是指固体绝缘系统在运行过程中受到各种机械应力的作用发生的老化。机械老化过程是绝缘材料在机械应力的作用下微观缺陷发生规则运动，形成微裂缝并逐渐扩大而导致的。机械应力的微裂缝在强电场作用下将引起局部放电，从而加速绝缘系统的破坏。 (4)环境老化是指在水分、氧气、阳光辐射、化学尘埃等自然环境条件下和在高海拔地理条件下导致的绝缘系统表面老化，特别是当有机高聚物表面沉积污秽物后，在水和强电场的作用下将产生强烈的污秽放电，导致绝缘表面产生破坏。 电力设备的老化过程是多因子共同作用的结果，其作用过程极其复杂。例如发电机在运行过程中就可能受到热、电、机械应力等因子的作用，变压器在运行过程中可能受到电、热、化学因子的作用等等。 表征不同绝缘系统劣化程度有不同特征量。通常表征绝缘特征的量有两类：①直接表征绝缘剩余寿命的特征量，如耐电强度、机械强度；②间接表征绝缘剩余寿命的特征量如绝缘电阻、介质损耗因数、漏电电流、局部放电量、油中气体色谱、油中微水含量等等。直接特征量是通过破坏性试验方法得到的，而间接特征量可以通过非破坏性实验得到。随着对不同老化因子作用规律研究的深入，提出了一些新的表征绝缘品质的特征量如红外热像、第二电流激增电压、交流聚乙烯材料的直流分量、超高频放电频谱、超声振动特性等等。 绝缘老化是时间和老化因子的函数，绝缘劣化的程度要根据其性能的变化来确定。当绝缘性能的指标达到某些极限值时，绝缘已不能在工作电压下正常使用，其寿命达到使用极限，这些性能指标值称为绝缘寿命的阀值或判断。绝缘检测与诊断就是通过各种不同的方法，检测出表征绝缘性能的有关参数，并给出适当的判断。
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