隨著電網規模的不斷擴大,我國電力工業也隨之不斷發展,供電量逐年上升,電力變壓器已逐步發展為高電壓、大容量的電力設備。而高壓套管作為電力系統的重要設備,能夠使變壓器繞組的引出線與變壓器外殼進行絕緣,并且起固定引出線的作用,保障了變壓器的安全運行。然而,高壓套管在生產制造過程中可能存在細微裂痕、老化引起的機械強度損失、 反復的熱循環(負載+陽光)、污染、融瓷的飛弧、絕緣油中的污泥和水分以及為了降低成本而縮小產品尺寸和重量使套管接近于設計極限,而這將引起高壓套管故障的風險。此外,由于線路電壓和電流的熱效應影響,會導致變壓器套管持續處于高風險狀態,因此為保證變壓器的正常運行,監測變壓器套管至關重要。
隨著現代電子技術的高速發展,對變壓器套管進行持續監測已經可以實現??梢酝ㄟ^遠 程數據訪問,對變壓器套管進行在線監測。目前,根據近年來套管及 CT 故障統計中,發生局部放電、懸浮放電、火花放電故障所占比例幾乎達到 100%。而局部放電、懸浮放電、火花放電絕緣油中特征氣體均包含氫氣(一般大于 2000ppm)。
在充油電氣設備大量使用的 DGA(油色譜)技術能夠對由于局部放電引起的早期局部放電故障進行識別。隨著材料科技的進步,新型的氫氣傳感技術--固態鈀合金薄膜傳感技術的 問世,基于這一原理的傳感器及在線監測裝置完全能夠滿足套管及互感器等少油設備的油中 氫氣在線監測裝置測量范圍、測量精度等指標要求,對由于局部放電引起的早期局部放電故 障進行識別。能夠避免重大事故維護電網運行安全,能夠帶來極大的經濟和社會效益。
InsulDGA-H 套管油在線監測裝置使用新型的氫氣傳感技術--固態鈀合金薄膜傳感技術,固態鈀合金薄膜傳感器采用 Pd-Ni 合金等材料制成一種新型的敏感薄膜,基于鈀對氫氣的專一性催化原理,當套管油中存在氫氣時,氫氣分子被催化成 H 原子,吸附在
Pd-Ni 合金的晶格中,引發電阻變化,再通過信號調理電路將電阻的變化量轉化成氫氣濃度, 從而實現氫氣測量。同時,傳感器芯片集成了加熱器以及溫度傳感器,這兩者能夠確保芯片工作溫度的恒定,降低環境溫度或氣體溫度波動,以及氣流流速所造成的影響,提高傳感器的測量精度。
在新疆 750KV 阿克蘇、伊犁變電站進行了土建工程,分別在 1 號變壓器備用相、阿楚一線備用相電抗器和阿庫一線備用相電抗器各安裝一臺充油套管油中溶解氫氣狀態監測裝 置,裝置運行良好。