电力系统过电压防护以及电气设备的检测与检修

摘要：本文主要对电力系统过电压防护以及电气设备的检测与检修进行了分析，包括电力系统过电压防护的必要性，电力系统过电压防护的方法，电气设备的在线监测，电气设备的检修四个方面。

众所周知，电能是当前社会中极其优秀的一种二次能源，是人类生活中必不可少的一部分。人类对电能的需求量与日俱增，大型电站的加速开发和建设迫在眉睫。电力系统供电是否可靠将直接关系国计民生，怎样合理地确保电力系统的可靠、安全运行是电力部门一直在研究的重要课题，安全运行高压设备是整个系统得以安全运行的关键所在。而大容量、长距离以及超高压是电力系统未来的发展方向。与此同时，电力系统的过电压防护以及电气设备的检测与检修也将成为我们要经常面对的问题。
　　1 电力系统过电压防护的必要性
　　变电站作为枢纽点，是多条输电线路的交汇点，同时也是电力系统的枢纽点。变电站的雷电事故通常会导致大面积范围停电现象的发生，因此在进行变电工程设计之前，必须要认真研究过电压和保护问题。造成电力系统过电压的主要原因有雷电过电压，操作过电压和电力系统故障等。
　　造成电力系统过电压的主要原因当中，雷害事故几乎占据50%以上，因此对雷电的研究和防护意义重大。从电力工程方面来讲，有两个方面尤其需要引起我们的注意：其中一点是雷电放电过程导致电力系统出现极高的雷电过电压，这一点是造成停电事故以及电力系统绝缘故障的常见原因；第二点是雷电造成的极大的电流，会导致被击物体炸毁，被击物体燃烧，导体熔断，甚至会通过电动力导致机械损坏。
　　2 电力系统过电压防护的方法
　　在现代的电力系统中，经常被采用的防雷保护装置主要有以下几种，避雷针，保护间隙，避雷线以及各种避雷器等其他许多防雷保护装置。
　　输电线路防雷措施主要有以下几点：第一点是尽量避免雷直击导线，第二点是尽量避免雷击塔顶，第三点是尽量避免雷击闪络与工频电弧间的相互转化，第四点是尽量避免线路的中断供电。
　　首先，为有效完成直击雷防护的相关工作，把绝大多数雷电流引入到地中得以释放是一种有效的方法。一次直击雷防护措施假如安排妥当，雷击的50%～60%的能量将被释放到大地。其次，考虑到雷电波引发的电力设备的过电压，电涌沿着电源、线路、地网以及接地这条路径入侵。同时电力线以及地线是雷击通道，雷电过电压侵入防护要从以上提到的几个方面入手。
　　3 电气设备的在线监测
　　在线监测系统的技术要求主要有以下几点：一是系统的投入及使用要以不改变和影响电气设备的正常工作为前提；二是系统要能够自动、连续地监测，并且自动连续地进行数据处理及存储工作；三是自检以及报警应是系统必备的功能；四是系统具有强的抗干扰能力以及适当的检测灵敏度；五是监测结果应是可靠的，并具有一定的重复性以及准确度；六是系统具备在线标定自身的监测灵敏度功能；最后一点，系统有故障诊断的功能。
　　以高压断路器为例，高压断路器在电力系统中处于举足轻重的地位，有着控制电网以及保护电网的作用，所以保障断路器的稳定性以及可靠性运行尤其重要。机械方面的问题是高压断路器大多数故障的来源，研究机械故障是解决此问题的关键。高压断路器中存在机械振动信号，而且它包含了丰富的信息，其中有大量的设备状态信息，传感器技术、信号处理技术以及计算机技术飞速发展，从振动信号入手，从而实现监测高压断路器的机械状态同时对其进行诊断已经成为一种可行、有效的方式。
　　4 电气设备的检修
　　电气设备是电力系统的基本元件，其性能的好坏直接影响到系统的安全可靠运行。高压电气设备的构成主要包括两大类材料，金属材料和绝缘材料，绝缘纸、绝缘油以及层压板等都属于绝缘材料。与金属材料相比，绝缘材料更易出现损坏现象、老化变质现象，这会使机电强度显著降低。因而绝缘材料机电性能的好坏往往成为决定整个电气设备寿命的关键所在。
　　电力系统电气设备的多数故障是绝缘性故障。在国外，美国某地区4.8kV配电系统对1980年至1989年间失效电容器的统计分析指出，其中92%是因绝缘劣化引起；日本日新公司对故障变压器统计结果是绝缘故障占45%。引起绝缘故障的原因主要有以下四点：一是电应力；二是机械力；三是热；四是电场。
　　目前的维修机制是事故后维修到定期维修再到状态维修，事故后维修主要在20世纪50年代以前采用，定期维修从20世纪60、70年代沿用至今。主要方法为：一般在每年春查时进行预防性试验，参考《电气设备预防性试验规程》的标准，把预试结果与之进行对比，如出现超标，立刻安排维修及停电计划。
　　我国现行绝缘预防性试验项目的主要内容有：测量绝缘电阻或直流泄漏电流判断是否总体受潮或严重损坏；交流下测量介质损耗角正切值tgd，测到的是真正反映交流下介质损耗大小的特征参数，与绝缘的几何尺寸无关；通过对绝缘油进行物化分析和气相色谱分析判断油浸电力设备的绝缘状况；局部放电试验可以反映电气设备突发性故障及绝缘状况；破坏性试验项目，如交流耐压试验可能引起残余破坏，仅在大修后等情况下才进行。
　　 5 结语
　　本文从电力系统过电压防护的必要性、电力系统过电压防护的方法、电气设备的在线监测、电气设备的检修四个方面进行分析，阐述了电力系统过电压防护的重要性，同时对电力系统过电压防护的方法、电气设备的在线监测、电气设备的检修做了一定的概述。