关键词: 高电压设备 电压 维修

　　0　引　言

　　电气设备的检修应实行根据设备实际状况进行的“状态维修”。只有充分了解绝缘老化的规律，有针对性地对一些灵敏反映绝缘老化的物理或逻辑参量进行间断或连续的在线监测，才有可能真正实现状态维修。

　　1　绝缘材料的老化

　　1.1　热老化

　　高压电气设备运行中产生的热量导致绝缘的温度升高。1930年v.m.montsinger首次提出了绝缘寿命与温度之间的经验关系即10℃规则，认为温度每升高10℃则绝缘寿命约减半。但实际上，不同绝缘的老化速度应该不同，因此10℃规则不能简单地应用于所有的绝缘系统。1985年epri针对不同等级的电机绝缘得出的研究结果见表1。

　　1948年dakin提出的新观点认为热老化实为有聚合链分裂等作用的氧化效应，本质为一种化学反应过程，因此应当遵循化学反应速率方程lnl＝lna＋b/t，其中，a、b分别是由特定老化反应所决定的常数，l为绝缘寿命，t为绝对温度。该方程的提出，为高温加速老化试验及试验结果的外推提供了理论依据，弥补了montsinger10℃规则难以区分不同条件下老化的差异的缺点。

　　1.2　电老化

　　绝缘在电场应力作用下的老化行为，尚无定量化描述的理论公式。通常普遍采用倒数幂关系的经验公式l=k/en来表示绝缘在外施电场下的老化规律［1，2］，其中e为外加电场，k为试验确定的常数，与具体的绝缘系统或材料有关，n为电压耐受系数，须在一定的电压和温度下试验确定。

　　不少研究者认为，当外施电压低于绝缘的局部放电起始放电电压时，材料就不会发生由电场所引起的老化［8］。文［3］通过建立热—电应力联合作用下的绝缘概率寿命模型，发现在温度确定的条件下，绝缘材料的寿命曲线趋向一电场阈值et，当绝缘承受的外加电场低于或接近该电场阈值时，其寿命将趋于无穷。这一临界电场值可通过对击穿时间与外施电场大小的weibull统计分析得出［4］。这种存在电场临界值的观点与经验和直觉比较一致。通常认为电气击穿强度是评价绝缘老化的一个最根本的属性，当外施电场远低于材料的击穿强度时，相当于材料具有非常高的耐电强度，此时绝缘材料将在非常长的时间内耐受该电场而不出现击穿。

　　对于上述阈值电场的存在，也有持不同观点的［1］。arminbruning通过对气穴中空气从亚电晕(sub-corona)到强烈电晕(intense-corona)过渡过程中非线性电导率的理论计算和实测数据表明，低电压下的微小亚电晕电流将引起气穴中气体和气穴表面温度的升高。随电压的提高，亚电晕放电形式向强烈电晕放电形式转化，放电源的温度将不断上升。以上现象说明绝缘介质在外施电场作用下的老化是一个连续的过程，不存在任何明显影响老化进程的电场阈值。通过测量气穴表面的温升有可能利用arrhenius方程在气体空腔这样的微小区域水平上评价绝缘的老化。该观点如被更多的实验证实，将因其物理过程清晰，测量方法明确，可能具有更大的说服力。但是这种观点似乎不好解释进行交流耐压等试验中电压升高到一定程度时，普遍观察到的电流急剧上升现象。相比之下，阈值寿命模型更能为经验所接受，且较能体现其对绝缘设计的指导作用。

　　1.3多应力联合老化

　　经验表明，绝缘老化的程度和老化的速率依材料的物理、化学特性，外施应力的类型和持续时间，生产过程中采用的工艺而定，故需对绝缘材料在上述应力的多种组合作用下的老化行为及各种应力的协同作用进行广泛深入的研究以求其老化规律。

　　电—热联合应力老化是目前研究中采用最多的一种应力组合方式。建立老化寿命模型主要的手段是将电老化反幂形式经验公式l=ke－n和热应力老化的arrhenius方程l=aexp（b／t）统一起来。而得到绝缘寿命—外施电场—温度之间的关系。l(t，e)=k(t)e－n（t）exp（b／t）为ramu得出的电—热联合应力下的寿命方程［2］，k和电压耐受系数n成为温度的函数。