电气设备状态维修技术的现状及发展

2013-04-26 17:04 文/张力科技信息报、今日文教周刊 2013.4.29 15版

    经济社会的发展使得经济效益和社会效益成为了企业发展的根本目标，提升电气设备的稳定性、降低生产成本的重要措施，能够为企业创造出更多的经济利益，这就需要对设备进行定期检测和维修。现就电气设备的现状、维修制度和状态维修的相关问题谈谈自己的看法。
    电气设备的“健康”状况存在差异
    首先是设备的先天条件不一样，进口设备和国产设备的技术状况不一样；同样是国产设备，不同厂商因技术与管理水平不一样，使其产品质量也不一样；即使是同一厂商，因技术、管理上的差异，其产品质量不同；不同时期、不同批次的产品，其质量也会不一样。因此应当承认设备投运的初始状态是千差万别的。其次，设备的使用环境不一样，不同的环境将对设备运行状况产生不同的影响，这种环境主要有两种：一是设备所处的外部自然环境不一样；二是设备在电力系统的位置不同，所承受系统运行电压、短路电流和热稳定时间等不尽相同，尤其是故障时系统短路容量差异较大。
    电气设备的维修制度
    定期维修的弊端。由于电气设备的初始状况和现场设备的运行状况有很大差异，即现场设备的“健康”状况好坏相差甚大，而定期维修制度几乎无视这些状况的差异，而采用统一的、一刀切的定期维修方式，其最主要的表现在维修结果上，要么维修过剩，要么维修不足。这种维修过剩的结果，必将出现如下维修的弊端：
    1、一些状态良好的设备，因盲目维修而出现故障或潜在故障，维修达不到恢复设备原有的可靠性的作用，而是增加了设备的故障隐患和故障率。
    2、降低了设备的可用性，许多维修迫使设备停机。中断对用户的不间断供电，这是增加停机维修的次数的必然结果。而提高供电可靠性是供电企业非常重要的基本考核指标。目前，定期维修是电气设备停运的主要原因，往往占全部停运时间的60%以上。
    3、增大设备运行管理成本，使企业在市场和发展竞争中不堪重负。电气设备的大修费用是企业管理中主要的支出费用，该费用在电力企业经济活动中所占比例不小，这就直接影响了企业的经济效益。
    状态维修完全替代定期维修的可能性
    首先，电气设备的大小、结构、用材、功能各不相同，出现缺陷的原因和规律也不相同。另外在工作时所受的电、热、机械、环境各不相同，呈现的损耗规律不会相同。如密封橡胶垫呈现自然老化的规律，而变压器的绝缘缺陷形成有时间因素也有其他因素。
    其次，各个设备在电力系统中的地位和影响不同，每个设备中部件对设备功能的影响也不相同。能否或有没有必要对所有设备进行状态监测、故障诊断、状态维修呢？即能否用状态维修完全替代定期维修呢？事实上，对所有设备及其部件进行状态监测和状态诊断在技术上有困难，而且对所有设备及其部件进行状态监测在费用上难以承受。所以，未来的状态维修不可能完全代替定期维修，而是状态维修和定期维修共同存在的局面。
    电气设备的状态检测技术
    电气设备状态监测为设备的故障诊断和性能评估提供了依据。因此有必要对他们的运行状态进行监测，及时了解和掌握设备的状况，以确保整个电力系统的安全、稳定运行。下面以变压器为例，分析状态监测的方法及作用。变压器的状态监测方法主要有：变压器油气色谱分析、局部放电、绝缘监测等。
    1、变压器油气色谱分析。变压器运行时，变压器油中的固体有机绝缘材料在运行电压的作用下，会因电、热、局部电弧等多种因素作用逐渐变质，裂解出包括H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等在内的多种气体。变压器油气色谱分析法主要是通过监测和分析变压器油中气体的组分、浓度及产生速率，进而判断变压器内部是否存在过热性故障（导电回路、铁心多点接地引起过热等）和放电性（局部放电和电弧放电等）故障等。由于这种方法具有实时性和连续性的特点，能及时发现被监测设备存在的故障，被公认为是检测变压器（包括本体、套管）缺陷最直接、准确的方法，一直受到人们的重视。
    2、变压器局部放电监测。局部放电既是设备绝缘老化的先兆，也是造成绝缘老化并最终发生绝缘击穿的一个重要原因。很多故障都可以从局部放电量和放电模式的变化中反映出来。变压器局部放电过程中伴随着电脉冲、电磁辐射、超声波等现象，可能引起变压器局部过热及产生特征油气。常用的声学检测法是将几个高频声学传感器附在变压器箱的外部，这些传感器对局部放电或电弧放电产生的暂态声音信号非常敏感，能够检测出放电信号和放电部位。局部放电检测的其它方法还有光学检测、化学检测、电气测量等。
    3、变压器绝缘状态监测。变压器绝缘状态监测是保证变压器可靠运行的手段之一，变压器绝缘的老化、失效是一个缓慢发展的潜伏性故障。变压器绝缘状态监测主要有外壳接地线电流监测和高、低压套管接地引下线电流监测以及铁心接地线电流监测等。电容套管监测是为了检测套管的正常运行电容电流、电容量的变化和介损的变化；外绝缘泄漏电流监测是为了监测变压器套管外绝缘的积污程度，并通过纵向、横向的比较进行判断；铁心接地在线监测装置能及时监视主变压器铁心接地的情况。
    总之，新技术、新材料的使用，使得电气系统的装备水平得到较大的改善。电气设备的维修制度和维修方法要随着形势适当的进行调整，才能提升电气设备的稳定性、降低生产成本，为企业创造出更多的经济利益。
    (作者单位：山西昆明烟草有限责任公司）

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