1.1絕緣系統在電氣設備中的重要地位

隨著(zhù)電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規模的口益擴大，電壓等級的提高，對電力系統的穩定性，可靠性以及各種電氣設備的運行狀況提出了更高的要求。

在電力系統中，電氣設備的狀態(tài)直接關(guān)系到電力系統的安全。電氣設備的故障將會(huì )造成安全事故、生產(chǎn)損失以及產(chǎn)生過(guò)高的維修費用。電氣設備主要由導體、導磁材料、絕緣材料和操作機構構成。因此電氣設備故障可以分為三類(lèi):機械故障、導體故障和絕緣故障。從統計數據來(lái)看，在以上的三類(lèi)故障中，絕緣引起的故障所占的比重zui大。例如對110kV以上變壓器93次事故原因分析的結果表明，80%左右的事故是由絕緣材料(絕緣紙、塑料、礦物油等)長(cháng)期工作在高電壓、高溫及自然環(huán)境之下，引起物理、化學(xué)變化，造成機電性能下降，發(fā)展到一定程度或在外部條件(雷電、短路等)激發(fā)下，絕緣損壞，造成事故。因此對電氣設備絕緣進(jìn)行檢測可以在一定程度上保證電氣設備在整個(gè)運行期間具備必要的可靠性。

絕緣系統中的絕緣缺陷通?？梢苑殖蓛纱箢?lèi):一類(lèi)是集中性缺陷，指缺陷集中于絕緣的某一個(gè)或某幾個(gè)部分，例如局部機械損傷、絕緣內部氣泡、瓷介質(zhì)裂紋等。它又可分為貫穿性缺陷和非貫穿性缺陷，這類(lèi)缺陷的發(fā)展速度較快，因而具有較大的危險性;另一類(lèi)是分布性缺陷，指由于過(guò)熱、動(dòng)力負荷及長(cháng)時(shí)間過(guò)電壓的作用導致的電氣設備整體絕緣性能下降，它是一種普遍性的劣化，是緩慢演變而發(fā)展的。絕緣內部有了這兩類(lèi)缺陷后，它的特性就要發(fā)生一定的變化。這些缺陷如果不及時(shí)發(fā)現，就可能導致設備發(fā)生故障，甚至引發(fā)突發(fā)性的電力事故，造成巨大的直接和間接經(jīng)濟損失。至今，我國電力部門(mén)執行的是定期維修制，且是屬于離線(xiàn)試驗，為保證電力系統的可靠運行起了不可低估的作用，然而，其不足之處也很明顯:
    
①由于停電試驗，對電力用戶(hù)會(huì )產(chǎn)生一定的影響;
②停電后設備試驗狀態(tài)與運行工況狀態(tài)不一致，影響判斷準確性;
③由于預防性試驗是定期進(jìn)行，故障可能在兩次試驗間隔期間內;
④由于定期維修對故障的針對性不強，會(huì )造成人力物力的浪費;
⑤維修現場(chǎng)條件的限制，使維修后的設備的某些指標難以達到規定要求，甚
至由于維修不當或條件的限制造成設備的損傷。

1.2用局部放電評價(jià)絕緣狀態(tài)的必要性及意義

目前對絕緣狀態(tài)主要根據絕緣介質(zhì)在劣化過(guò)程中的一些特征參數來(lái)進(jìn)行評定，包括電容量、介質(zhì)損耗角的正切值、泄漏電流、局部放電四種。這些所檢測的特征參數主要是根據在(直流、交流、光頻)電場(chǎng)作用下，絕緣介質(zhì)中所發(fā)生極化和電導這兩個(gè)基本物理過(guò)程所決定的。由極化和電導決定絕緣介質(zhì)的四個(gè)基本的電性參數，可以分別描述絕緣材料的不同特性。在實(shí)際應用中，采用測量電容量的變化來(lái)獲得絕緣介質(zhì)相對介電常數的變化;采用測量介質(zhì)損耗角的正切值來(lái)獲得設備絕緣介質(zhì)有功功率損耗的大小;采用泄漏電流來(lái)獲得絕緣介質(zhì)的電導情況;采用測量局部放電來(lái)確定絕緣介質(zhì)的局部擊穿場(chǎng)強。這四個(gè)參數的檢測值有的可以直接檢測，有的可以用間接方法檢測。其中，電容量、介質(zhì)損耗角的正切值、泄漏電流反映的是絕緣介質(zhì)的整體狀況，而局部放電則反映了絕緣介質(zhì)的局部狀況。對于不同的電氣設備，由于所用的絕緣介質(zhì)不同，結構的不同，反映其絕緣狀態(tài)的四個(gè)參數的有效性也并不相同。

電力系統常見(jiàn)的高壓設備主要包括：變壓器、發(fā)電機、電動(dòng)機，氣體絕緣開(kāi)關(guān)設備GIS，電纜等。這些設備在運行過(guò)程中，絕緣部分中由于絕緣空隙具有容性電壓以及空隙中的氣體與絕緣材料存在極大的電應力差，在強電場(chǎng)的作用下發(fā)生局部橋接，產(chǎn)生微小電火花式的放電，這種放電稱(chēng)為局部放電，簡(jiǎn)稱(chēng)PD（Partial Discharge）。研究表明:如果局部放電現象在設備絕緣中長(cháng)期存在，會(huì )導致絕緣劣化，影響電氣設備運行，嚴重時(shí)會(huì )引起設備故障，引發(fā)停電事故，直接帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失，也給人們的生產(chǎn)和生活造成很大的影響。大部分設備故障是由設備運行過(guò)程中絕緣劣化和損壞引起的，而局部放電是設備絕緣劣化的重要原因。所以對高壓設備進(jìn)行局部放電的狀態(tài)監測能對設備的絕緣狀況進(jìn)行評價(jià)，及時(shí)反映設備的絕緣劣化程度，提早發(fā)現設備隱患，可以有針對性的對設備提前采取預防措施，減少設備的絕緣故障。有資料指出：采用在電動(dòng)機和發(fā)電機正常運行的情況下進(jìn)行局部放電的監測，通常能給出兩年或兩年以上的故障風(fēng)險預報。由此可以看出，對局部放電進(jìn)行在線(xiàn)監測具有重要的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

綜上所述，局部放電作為絕緣介質(zhì)特性的四個(gè)主要檢測參數之一，在高壓電氣設備的絕緣狀態(tài)檢測中，占有非常重要的地位。