发电厂电气设备绝缘的状态维修技术

图4 RCM一种方案框图

表2 对断路器评估时各项取分表 判 据 <20 20~25 26~30 31~35 36~40 >40 很好 … 很坏 <80% 80~90% 91~99% 低 … 高 低 … 高 SF6 少油 空气 很好 … 很差 级别 1 2 3 4 5 6 1 … 6 1 2 3 1 … 6 1 2 3 1 3 4 1 … 6 权重 结果 运行年限 1 该类型断路 器运行经验 最大遮断容量 3 3 开断次数 1 开断短路电流次数 2 断路器类型 1 试验结论 4 当然，在对发变电设备试行RCM时，应先统计过去运行中各设备事故率，如表3为德国产品在1980~1993年事故率，再考虑该设备事故对发变电站事故影响程度，以确定那些设备首先要考虑状态检测及状态检修，而且在同样缺陷时，重要、影响大要优先考虑。

表3 1980~1993德国产设备事故率（每年、每100台） 设备名称 断路器 有载分接开关 隔离开关 接地刀闸 变压器 PT CT 组合互感器 避雷器 110kV 0.238 0.167 0.043 0.029 0.365 0.035 0.020 0.049 0.149 220kV 1.179 — 0.089 0.046 1.537 0.068 0.047 0.116 0.329 380kV 2.359 — 0.156 0.027 2.069 0.113 0.147 0.095 0.391

4.2 美国一种检修策略

美国也是实行以可靠性为中心检修策略（RCM），并且实现了计算机程序管理，图5为美国电力研究院EPRI新开发优化检修系统功能。

图5 EPRI优化检修计算机系统功能

从国外实践看，要实现状态检修，必须抓住三个主要环节：设备信息掌握（含原始数据、历史数据、家族数据、当前数据）；综合状态诊断（含规程、导则、专家系统、智能系统）；检修管理（软件系统、规程、结果反馈）。

5 现阶段我国对电气设备实施状态检修基本规则[6]

目前，我国对电气设备状态检修虽已酝酿了十余年，但至今停留在学术讨论层面居多，对状态检修认识也有差异，有人认为现有检修体制就是状态检修，也有人认为必须严格获得设备实时状态（即在线监测）才是状态检修。这两种观点均走向了极端。我们认为，下面论述基本原则既借鉴了国际经验，又有满足国内现实状态，值得认真研讨，并付诸实施。

5.1 将各类设备检修统筹考虑

电气设备维护一般要求退出运行，不论是全面预防性试验，或是拆装性检修。考虑到各种电气设备维护是相互关联和相互影响，为了尽可能保证设备可用性和减少停电时间，必须统筹安排电气设备检修工作。如果我们把检修周期及项目上升为一种管理策略，就必须将各类设备统筹考虑。

5.2 采用量化设备状态评价体系（百分制）

目前，我国还没有建立严格设备状态评价体制，例如，现行《电气设备预防性试验规程》，设备要么合格、要么超标（不合格），显然仅仅把设备分为合格与不合格两种状态时，状态分析便无从谈起，所以应该建立量化设备状态评价指标体系，地设备状态评分，从需立即退出运行到设备最优状态分成0到100分。设备评分基于与设备状态相关信息，包括各个试验项目、家族缺陷事故纪录、不良运行工况记录等。对设备状态信息也引入评分制，如依据接近阈值程度以及劣化速度等对试验项目进行评分。

5.3 采用综合设备状态信息获取方法

反映设备状态信息应来自于，在线监测获取信息，各项试验获取信息（含现行预防性试验），设备家族缺陷事故记录信息，不良运行工况记录信息。这是一个综合信息来源，各项信息依其对设备状态准确反映以权重反映，信息也应考虑折旧，越新设备折旧越小。

5.4 建立数字化管理体系

状态检修主要包括设备信息获取、综合诊断、检修管理。建立数字化管理体系才能引入智能综合诊断和检修管理系统，才能适于未来发展需要，前述量化设备状态评价体系就是为建立数字化管理体系奠定基础，实际上，建立数字化管理体系就是建立数字化

综合诊断，数字化检修管理系统。

以这样基本原则实行状态检修，那么现阶段预防性试验地位如何呢？虽已有叙述，但不详细、具体，故单独补充阐述如下[6]。 （1）状态检修包含了预防性试验

我国电气设备维护体制实际上包括两个方面，一是定期预防性试验：一是定期拆装性检修。其中定期预防性试验占整个维护工作量50%以上，在因设备维护临时退出运行时间中，预防性试验也占主要部分。近年来，一方面电力系统迅速扩展，另一方面预防性试验项目有增无减，设备维护人员已感穷于应付，预防性实验执行和分析质量受到了制约。根据初步调查，目前预防性试验缺陷检出率很低，这说明此项工作过度盲目和保守。若加强设备状态分析，在适当保守前提下，依据设备状态，对周期和项目进行调整，突出重点，提高质量，这不仅不会降低反而能提高设备安全运行指标。所以 ，这是对预防性试验周期和项目作出调整，此为其一；其二，预防性试验也是获取设备信息重要手段，对于某些设备甚至是唯一手段。 （2）状态检修与《预防性试验规程》关系

《预防性试验规程》是目前我国电力行业设备维护指导性文件，但实践证明，有以下几个方面不足：（1）绝大多数试验项目判断标准是静态，一般给出一个阈值（或称注意值），而没有劣化速率具体指标。（2）设备状态分类过于简单化，要么合格、要么超标（不合格）。无法依据设备状态相对优劣指标，有针对地制订设备维护策略。（3）试验项目试验周期均有较大弹性范围，但没有给出相应选择依据。（4）没有考虑影响设备状态不良运行工况对试验周期影响，如断路器开断短路电流幅值、次数；变压器出口或近区短路等。（5）许多新试验项目，如变压器绕组变形、红外、紫外以及在线监测等没有考虑。尽管如此，但《预防性试验规程》是我国儿十年来设备维护经验总结，其中绝大部分阈值和对设备健康状况判定方法仍然是状态检修实施基础，包括现有在线监测产量及阈值设置仍然大量采用了《预防性试验规程》数值。 （3）状态检修与其它一些设备检修规程或导则关系

除《预防性试验规程》外，还有其它一些设备检修规程，这些检修规程重点在设备检修具体操作、工艺和规范。电气设备状态检修也涉及预防性试验和检修，但切入点不同，主要解决设备检修策略问题，包括是否需要检修、需要检修时允许宽限期和何种性质（规模）检修。至于如何实施检修、检修过程中工艺要求，仍由具体设备检修导则或规程予以规范。

6 我国现阶段实施电气设备状态检修基本策略[6]

6.1 状态信息构成

状态检修基础在于状态分析，而状态分析基础是状态信息。状态信息包括预防性试验、不良运行工况记录、缺陷记录、检修记录、家族质量记录、在线监测等几个方面。过去，在我们日常设备管理中，这些状态信息彼此隔离，或无记录，这不利于全面设备

状态分析，建议建立计算机管理档案系统。

预防性试验以《预防性试验规程》为主，但应考虑近年来发展新试验技术，如变压器绕组变形、红外和紫检测等。不良运行工况因设备不同而异，如变压器，可以考虑过负荷（过负荷程度和持续时间）、侵入波（幅值和陡度）、出口（近区）短路等；对于断路包括开断短路以及负荷电流幅值、时间，操作次数等等。缺陷记录指从出厂试验、交接试验和运行过程中发现各种异常和缺陷，包括非绝缘性缺陷，如漏油、漏气等。检修记录主要反映设备检修历史，如何种原因检修、何种性质检修、检修中发现问题与检修前评估一致怀、检修效果等。家族质量记录主要基于这样一个概念，同一型号、特别是同一制造商同一型号设备。往往有共同质量弱点，家庭质量记录对其他设备有警示作用。并不是所有设备都能在线监测，但已有在线监测设备，其在线监测信息，应作为设备状态信息主要一部分，进行综合分析。

6.2 状态分析和检修策略

状态分析目不在于准确诊断设备究竟存在何种缺陷，这在目前或许是不现实。这里状态分析目是基于设备状态信息，对设备状态做出一个初步评价，作为安排检修一个依据。至于不良状态设备缺陷原因、性质，需在检修前后针对个案进行深入分析。基于这样一种认知，设备状态不列出具体缺陷，而是对设备状态进行评分，分值从0到100，这里0分表示需要立即检修严重缺陷状态，如变压器轻重瓦斯或红外检测套管头严重过热等；100则表示所有状态信息均远离超标值，且既没有经历不良运行工况，又没有家族质量缺陷纪录；其他状态介于0-100分之间。

为了使各类设备有一个相近标准，设备状态与评分应进行必要规范，比如表4推荐值：

表4 设备状态与评分推荐表（示意性） 评分 状态 0-30 立即安排检修 31-55 尽快（3个月内）检修 56-75 计划优先 76-85 计划/延期 86-100 延期 设备状态评分立足于设备状态信息，状态信息分以下三个方面：状态试验数据（如在线监测、预防性试验、交接试验等）、不良运行工况记录和家庭质量缺陷记录。 （1）综合试验评分值

进行若干个试验，若对每一个试验进行评分，并按项目重要性进行加权处理，参见式(1)，可以得到一个设备综合试验分值：

m1m1r1??w1in1i??w1i

i?1i?1(1)

式(1)中n1i，w1i分别表示试验项目评分及权重。试验项目评分打破了要么合格要么不合格评价体制，以MOA在0.75UImA下泄漏电流这一试验项目为例，规程仅给出了50μA阈值，大于50μA视为不合格。容易理解，45μA和5μA虽然都算合格，但反映出MOA阀片状态并不相同。此外运行了十年MOA，逐年缓慢达到45μA和运行了一年