隨著我國電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增加，對系統(tǒng)運行的安全性和可靠性要求日益提高。變電站內(nèi)各種電力設(shè)備是構(gòu)建電網(wǎng)的主體，而電力設(shè)備自身故障也是引發(fā)電網(wǎng)事故的主要原因。據(jù)安全運行分析報告，2005-2010年我國因電力設(shè)備因自然災(zāi)害影響和設(shè)備自身故障導(dǎo)致的電網(wǎng)停電事故占當(dāng)年總事故的48%一81%。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在電力設(shè)備故障中，絕緣引起的故障所占比重。電力設(shè)備絕緣引起的故障后果嚴(yán)重，將導(dǎo)致巨額的維修費用和停電的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電力部門通常會選擇安裝絕緣在線監(jiān)測與故障診斷的設(shè)備，以便及時地對電力設(shè)備實行狀態(tài)性維修。
隨著直流輸電電壓等級的提高，特高壓直流設(shè)備的絕緣問題也日益突出。換流變壓器是直流系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備，其運行可靠性直接影響整個系統(tǒng)的運行。換流變壓器運行中的絕緣事故在全部故障所占比例為50%左右，葛洲壩、天生橋等變電站換流變壓器都出現(xiàn)多次絕緣事故。CIGRE14.04工作組發(fā)布了關(guān)于換流變壓器故障率方面的數(shù)據(jù)表明，換流變壓器的故障率大約是交流變壓器的兩倍。由于整流閥在導(dǎo)通和截至?xí)r產(chǎn)生幅值較高、波形陡的脈沖電壓，該脈沖電壓疊加在繞組電壓上，導(dǎo)致閥側(cè)繞組電壓是一個由直流電壓和嚴(yán)重畸變的交流電壓(諧波大量存在)組成的類似交流正弦波形的復(fù)合電壓，同時閥側(cè)繞組還承受雷電沖擊和操作過電壓。而且，換流變壓器短路阻抗以及損耗引起的設(shè)備溫升高于普通變壓器，換流變壓器內(nèi)部溫度通常比普通變壓器高20%左右。因此，換流變壓器閥側(cè)繞組運行工況比交流變壓器的更加嚴(yán)厲，這是導(dǎo)致?lián)Q流變壓器線圈絕緣故障率高于普通變壓器的主要原因。
己有研究表明：局部放電、高頻脈沖電壓引起的介質(zhì)加熱以及空間電荷是導(dǎo)致絕緣過早失效的主要因素；脈沖電壓在絕緣體產(chǎn)生短時高場強(qiáng)，極有可能引起局部放電產(chǎn)生，脈沖電壓和局部放電作用下的絕緣老化及劣化可導(dǎo)致絕緣故障。因此，通過對換流變壓器內(nèi)局部放電在線監(jiān)測，加強(qiáng)換流變壓器內(nèi)部絕緣狀況監(jiān)督，對提高換流變壓器安全運行水平具有重要的意義。
