【摘 要】新型电力系统建设中，高比例可再生能源接入使电网运行环境复杂化，电气设备绝缘老化问题愈发突出。传统绝缘诊断技术难以满足新需求，智能诊断技术已成为研究热点。文章聚焦电气设备绝缘老化智能诊断技术，阐述绝缘老化机理与影响因素，分析传统技术局限，重点通过某大型风电场集电线路电缆绝缘老化智能诊断案例，探讨智能诊断技术的具体应用与效果，并展望其未来发展方向，为新型电力系统安全运行提供参考。

【关键词】新型电力系统；电气设备；绝缘老化；智能诊断技术；案例分析

引言

随着“双碳”目标的推进，新型电力系统加速构建，高比例可再生能源接入成为显著特征。大量风力发电、光伏发电等分布式电源的接入，使电网结构更加复杂，电气设备运行工况发生深刻变化[1]。绝缘老化作为电气设备故障的主要原因之一，其早期准确诊断对于保障电网安全稳定运行至关重要。传统绝缘诊断技术存在检测周期长、灵敏度低、无法实时监测等局限性，难以满足新型电力系统发展需求。智能诊断技术凭借其高效、精准、实时等优势，成为解决绝缘老化诊断难题的关键手段。

一、电气设备绝缘老化机理与影响因素

（一）绝缘老化机理

电气设备绝缘材料在电场、热、机械应力、环境因素等长期作用下，内部发生复杂的物理和化学变化，导致性能逐渐劣化[2]。以交联聚乙烯电缆绝缘为例，在电场作用下，电缆绝缘层中的杂质、气隙等缺陷处会发生局部放电，产生带电质点和高能射线，轰击绝缘材料表面，使分子链断裂，形成低密度区和小孔洞，降低绝缘性能。热老化过程中，交联聚乙烯分子链发生热降解，产生自由基，引发氧化反应，导致绝缘材料变脆、机械性能下降。

（二）影响因素

1.电场因素

电场强度是影响绝缘老化进程的关键要素。一旦电场强度超过绝缘材料所能承受的极限阈值，绝缘内部气隙或气泡便会在强电场作用下电离，引发局部放电现象。带电粒子的撞击导致有机介质主链断裂，高分子解聚；同时，局部放电产生的活性气体，如臭氧、一氧化氮、二氧化氮等，会对介质展开氧化与腐蚀攻势，放电产生的紫外线或X射线也会促使介质分解、解聚。在电缆接头、终端等部位，因几何形状突变、材料介电常数差异等，电场分布极易失衡，形成电场集中区域，致使局部电场强度远超平均水平，极大地加剧了局部放电程度，进而以更快速度推进绝缘老化进程。

2.热因素

温度对绝缘老化的影响力不容小觑。依据阿伦尼乌斯定律，温度每升高10℃，绝缘材料内化学反应速率大约会提升2～3倍，这无疑会大幅缩减其使用寿命。电缆在运行期间，电流通过导体时会因电阻发热，若电缆敷设环境不佳，如管道通风不畅、直埋土壤散热不良，热量便会持续累积，致使电缆本体温度不断攀升。以交联聚乙烯绝缘电缆为例，长期处于90℃以上高温环境，其分子链会加速断裂、交联结构遭破坏，绝缘电阻降低、介电损耗增大。不仅如此，环境温度的大幅波动，如昼夜温差、季节温差，会让电缆绝缘层反复热胀冷缩，引发内部应力变化，同样会损害绝缘性能。

3.机械因素

电缆从敷设伊始，便要承受拉伸、弯曲、振动等多重机械应力。敷设过程中，若牵引张力过大，电缆绝缘层可能被拉伸变薄甚至开裂；弯曲半径过小，绝缘层外侧受拉、内侧受压，易出现褶皱、变形，久而久之产生裂纹。在运行阶段，电缆附近机械设备运转、车辆行驶引发的地面振动，会持续作用于电缆，致使绝缘层产生疲劳损伤。机械应力不仅会在绝缘层表面与内部制造物理缺陷，破坏绝缘结构的完整性，还会改变绝缘材料内部微观结构，如分子链取向、结晶度等，降低材料稳定性，进而加速电老化进程，使电缆更易发生绝缘击穿故障。

4.环境因素

环境湿度、化学腐蚀等外界因素，对电缆绝缘老化有着潜移默化却不容忽视的影响。在高湿度环境中，水分无孔不入，会沿着电缆绝缘层微小孔隙、缝隙渗透进去。水分子作为极性分子，会显著降低绝缘电阻，漏电流随之增大，引发热效应，加速绝缘材料老化。同时，水分还可能参与绝缘材料内的水解反应，破坏化学键，促使材料性能劣化。