电场分布法带电检测复合绝缘子的研究
电场分布法带电检测复合绝缘子的研究
【摘要】作为架空线路主要防污闪产品的复合绝缘子已经大量应用于电网中，但是现有检测方法很难真正有效地检测出复合绝缘子中存在的缺陷，尤其是内绝缘缺陷。从某种程度上来说，是埋下了电网安全运行的隐患。笔者从大量的理论分析和实际运行经验中发现用电场分布法在线带电检测复合绝缘子缺陷有很大的可行性。为了确保电网安全运行，可以大力推广这一检测方法。
【关键词】复合绝缘子内绝缘缺陷电场分布法复合绝缘子带电检测仪
1 研究项目确立的必要性
1.1 复合绝缘子优势明显，应用广泛
复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子相比，除了耐污闪能力强以外，质量轻、强度高、无零值、制造工艺简单、运行维护方便等优点也是十分突出的。
近年来，复合绝缘子已经大量应用于电网中。据统计，美国新生产的绝缘子有60%-70%为复合绝缘子。我国电力系统于20世纪80年代中后期引入了硅橡胶有机复合绝缘子在35kV-500kV交流输电线上运行。在吸取国内外经验教训的基础上，电力系统从一开始就瞄准了高温硫化硅橡胶复合绝缘子的开发与研制。80年代末，先后完成了硅橡胶复合绝缘子的开发、成果转让与产品化工作。90年代初，为遏制我国华东、华北、东北等污闪多发地区的大面积污闪事故发生，复合绝缘子被大量引入电网，到1994年底，挂网运行5万支。从此，我国电网使用复合绝缘子数量迅猛增加：1995年为10万支，1996年为20万支，1998年为46万支，1999年为84万支，到2001年已达160万支（约290万支年）。新建线路，包括交、直流500kV线路都开始大批量使用复合绝缘子。短短几年，主要复合绝缘子生产厂已先后完成芯棒与护套界面的连续挤压、整体注塑的改进；端部金具与芯棒连接工艺逐渐采用压接式；±500kV直流线路和500kV交流线路相继使用了耐应力腐蚀芯棒[1]。
1.2 复合绝缘子的使用现状以及其局限性
复合绝缘子存在着多种界面。目前认为，因复合绝缘子的密封不良或护套性能不良，从而引起潮气进入内部，导致芯棒与护套的界面或在芯棒中发生局部放电，在界面或芯棒中产生炭化通道。这些炭化通道不但将芯棒和护套分离开来，而且逐渐沿芯棒发展，使总的绝缘长度减少。有时这些放电还严重地腐蚀芯棒，致使芯棒断裂。目前国外已发生数例复合绝缘子内绝缘故障，国内也出现了一些问题[3]。
由于复合绝缘子外绝缘使用的是有机复合材料，随着在网运行复合绝缘子年限的增加和硅橡胶表面性能出现一些变化，用户对其可靠性和剩余使用寿命仍有疑虑，如何评估复合绝缘子目前的运行状态以及如何判定更换时间成为确保电网
谐波电场法带电检测直流绝缘子 EI收录
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Much research indicated that the method of radio frequency detection was better than the methods of full detection, positive detection and negative detection.Test results for three materials of piezoelectric chip,Sound2Transparent2 layer and silicone rubber sheath demonstrate that f ull transmission was occur by the matching of the acoustic imped2 ance when the thickness of the Sound2Transparent2layer is one quarter of the wave.The method of the radio f re2 quency wave amplitude was used to detect the large area bonding between housing and core.The other method by the echo of the radio f requency was used to detect the bubble and the dregs in the insulation material.It is an effec2 tive non-destructive technology for detecting the inner defects of composite insulator. K ey w ords:composite insulator;bad2bonding;bubble;ultrasonic wave;RF(radio f requency)wave;non2destructive technology 0 引言 复合绝缘子的主要结构一般由伞裙护套、玻璃钢芯棒和端部金具三部分制成。在过去的15年里,硅橡胶复合绝缘子的使用数量日益增加,全世界已有超过30个国家和地区使用复合绝缘子,中国已有超过400万支复合绝缘子应用于输电线路上,尤其是中等和重污秽地区[1]。目前我国的特高压输电工程包括1000kV晋东南-南阳-荆门特高压试验示范工程和±800kV云南-广东特高压直流输电工程都大量采用了复合绝缘子。在复合绝缘子制造工艺中,伞裙护套与芯棒之间界面的粘接质量是保证内绝缘强度的重要因素。当复合绝缘子的伞裙护套与芯棒之间界面因工艺或材料原因造成粘接不良或存在气泡时,这些隐蔽性缺陷将造成了电网安全运行的隐患[2]。 绝缘子投入运行后用户可采用红外热像在线监测、电场分布测量等方法对绝缘子在带电状况下的缺陷进行在线检测,但检测的灵敏度较低。绝缘子投运前伞裙护套与芯棒界面粘接强度目前尚无规范的检测方法。目前主要是用剖查法通过目测进行,但这种方法需将产品伞裙护套剖开,且只能通过人工肉眼判断,随机性较大,存在较大的局限性。华北电力科学研究院有限公司陈原在IEC61109的基础上提出了改进的水扩散试验方法,将30mm长的绝缘子短样放入氯化钠的质量分数为0.1%的盐水中煮沸100h后检测试样的泄漏电流,界面粘接良好的绝缘子,对于直径≤35mm的芯棒,带护套芯棒 4642第35卷 第10期 2009年10月31日 高 电 压 技 术 High Voltage Engineering Vol.35No.10 Oct.31,2009 带电测量零值绝缘子 一、绝缘子串上的电压分布悬式绝缘子主要由铁帽、铁脚和瓷件三部分组成。从理论分析，可将这三部分看成一个电容器，其铁帽和铁脚分别为两个极，瓷件可作为介质。假设每个绝缘子的电容为C0 ，绝缘子串可以看成由几个电容C0 串联的等值电路。此外，绝缘子上的金属部分又分别和接地杆塔以及和导线形成电容C1 和C2 。因此，绝缘子串的电压分布可由电容所组成的等值电路来表示，如图4—2 所示。实际上，每个绝缘子的电容C1 和C2 互不相等，其大小决定于该绝缘子对杆塔和导线的相对位置。但是，为了分析方便，可以近似地假设对于每个绝缘子都相同。这样，电路在交流电压作用下，每个电容都将流过电容电流，并在电容上产生压降。流过每个串联电容C0 的电流，包括三个分量： (1)贯穿所有串联电容的电流分量I0 对每个C0 都相同，如图4—2(b) 所示。 (2)由对地电容C。引起的电流分量为11，流过每个CO的11值都不相等，并随着离横担距离增加而增加，因此靠近导线的绝缘子流过的电流最多，电压降也最大，如图4—2(c) 所示。 (3)由对导线电容C2引起的电流分量为I2，流过每个CO的I2值也不相等，并随着离导线的距离增加而增加，同样可知靠近横担的绝缘子流过的电流最多，电压降也最大，如图4—2(d)所示。 由此可见，每个C0 上分布的电压是由这三个电流分量的总和在C0 上引起的压降。因此，由于C1 和C2 的影响，沿绝缘子串电压分布是不均匀的。 从图4—2(a) 中绝缘子上电压和绝缘子序号的关系曲线可以看出，从导线算起的第一个绝缘子承受的电压最大。故该绝缘子上的电场强度较大，会引起电晕甚至闪络放电，从而加速了绝缘子老化。为此，在超高压绝缘子串的上、下端装有均压环，如图4—3 所示。这是为了增加绝缘子对导线的电容C2 ，以改善电压的分布，降低了靠导线第一片绝缘子的电压。 二、绝缘子串电压分布的测定架空线路在运行中，除了加强巡线从外部观察绝缘子外，还必须采用特制的工具进行带电试验。主要测量绝缘子串上每个绝缘子上的电压分布是否符合标准，悬式绝缘子串电压分布标准见表4—8。如果在某一绝缘子串中带有损坏的绝缘子，则损坏的绝缘子上没有电压分布，而加在该绝缘子上的电压将分布在其他良好的绝缘子上。 (一)火花间隙法零值绝缘子检测主要是检测66kV 及以上的悬式绝缘子串中的零值绝缘子。检测是在运行电压下进行的。 随着科学技术的发展，劣化悬式绝缘子检测方法有了新的进展，如光电式检测自爬式检测仪、超声波检测仪、红外成像技术检测等。但真正被广泛用于生产实践的还是火花问隙检测装置。 从我国目前使用的火花间隙装置来看，大体可分为固定式和可变式两 输电线路绝缘子及其连接金具计算 河北兴源工程建设监理有限公司许荣生 最大使用应力=计算拉断力×新线系数×40%÷导线截面积 年平均使用应力=计算拉断力×新线系数×年平均系数÷导线截面积 实际使用应力=计算拉断力×新线系数÷安全系数÷导线截面积 一、已知条件见下图 该图为JL/G1A-240/30导线35kV输电线路的双联耐复合绝缘子串组装图。根据GB/T 1170-2008国家标准《圆线同心绞架空导线》，JL/G1A-240/30的额定拉断力为75.19kN,由于线路导线上有接续管、耐张管、补修管，而使得导线的计算拉断力降低，故设计使用的导线保证计算拉断力为其实际额定拉断力95%；根据2009年5月编制的“河北省南部电力系统污秽区分布图”该线路处于Ⅳ级污秽区，其线路标称电压爬电比距为3.2~3.8cm/kV。试选择该线路的绝缘子及其连接金具，满足设计规范要求的机械强度及电气强度。 二、计算依据 1.《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010； 2. 《圆线同心绞架空导线》GB/T 1170-2008； 3.《110kV~750 kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010。 三、计算 1．导线最大使用张力 根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.2.3“导线或地线的最大使用张力不应大于绞线瞬时破坏张力的40%”的要求，JL/G1A-240/30的导线最大使用张力为 75.19kN×95%×40%=28.572kN。 2．绝缘子及连接金具的机械强度 根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.36.1 ”。 “绝缘子和金具的机械强度应按下式验算：kF 瓷绝缘子伞裙电位与电场分布仿真计算 郑江彬 （湖北省电力公司检修分公司直流运检中心湖北宜昌443000） 【摘要】针对瓷绝缘子仍然是电力系统中使用最广泛的绝缘子，在绝缘子的伞裙处建立路径，采用ANSYS 电动势、电场强度仿真计算，求出伞裙处电动势、电场强度的分布。计算结果显示，金具、伞裙交界面下沿侧2cm 处与伞裙最边沿处，电动势分布值最高；金具、伞裙正交界处与伞裙、金具交界下沿侧10cm 左右，电动势分布值最低，对污闪、不明闪络、干闪、湿闪提供某一定程度上的指导作用 【关键词】ANSYS；电动势；电场 引言 瓷绝缘子是随着电力工业的兴起而首先发展起来的，距今已有100多年的历史。瓷作为一种传统的无机绝缘材料，具有良好的绝缘性能、耐酸碱性、耐候性和耐热性，抗老化性好，具有足够电气和机械强度。被广泛地应用于电力系统中，至今，同玻璃绝缘子、复合绝缘子相比，瓷绝缘子仍然是电力系统中使用最广泛的绝缘子。且有运行经验表明，某些类型的瓷绝缘子在交流或直流线路上的实际使用寿命都超过了30 年[1]。 有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是20 世纪50 年代首先在连续体力学领域中应用的一种有效的数值分析方法, 随后很快广泛地应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 1. 目前ANSYS 分析绝缘子简述 文献[2,3]对绝缘子的结构优化设计进行了初步的探讨,文献[4~8]通过不同方法对绝缘子、套管等高压元器件的电场、磁场分布进行各种数值计算，同时对不同方法的精度、优劣进行比较。而仿真[4]和文献[9]证明可适当简化绝缘子建模仿真而不影响计算的整体精度。文献[10~15]用ANSYS 分析了污秽对绝缘子的场强影响，或采用均压环改善绝缘子串上的电压均匀分布，并提出最优化均压环外径，高度等设计，或提出绝缘子头部形状及大小参数对绝缘子电场等电气性能的影响。对以上文献总结发现，进行单个绝缘子的电场、电动势分析，进而探讨绝缘子表面某点位置电场、电动势大小及分配关系的相关文献比较少，而发生污闪、或不明闪络的机率与伞裙电场电动势分布有直接的关系，本文基于XP- 210 陶瓷绝缘子进行ANSYS电场、电动势浅析。 为定性分析陶瓷绝缘子沿面电场和电位的分布，计算中做了如下简化:（1）假设绝缘子及金具表面是在清洁干燥的环境下;（2）整个绝缘子无破损，裂纹（3）由于仅考虑单个绝缘子的电位、场强分布影响问题，所以只对单个绝缘子二维建模，并考虑远场单元INFIN110。参考文献[16][17]整个模型可以简化为二维轴对称电场来进行分析，根据模型尺寸及对称性,建立1/2 场域的有限元计算模型。 2. 有限元控制方程及计算模型 2.1 控制方程 有限元法的基本步骤：采用变分原理或加权余量法对微分形式的控制方程进行离散处理，导出一个代数方程组，此代数方程组具有庞大稀疏对称的系数矩阵，经边界条件约束处理后成为正定矩阵，即可对其求近似解。静电场问题遵循下面的麦克斯韦方程： ▽×E=0 (1) ▽?D=ρ(2) 输电线路绝缘子带电检测技术探讨赵清涛 发表时间：2017-08-08T19:23:24.560Z 来源：《电力设备》2017年第11期作者：赵清涛[导读] 摘要：随着社会经济的发展，我国对于输电线路带电作业的重视程度不断增强，从而促进了输电线路带电作业技术的不断发展。 （国网四川省电力公司攀枝花供电公司四川攀枝花 617200）摘要：随着社会经济的发展，我国对于输电线路带电作业的重视程度不断增强，从而促进了输电线路带电作业技术的不断发展。近年来，绝缘子带电检测技术得到了快速的发展，其检测手段也实现了创新。本文重点分析了几种常用的几种检测方式，以便在不同情况下采用不同的检测方法，以实际带电检测工作提供一定的依据。 关键词：绝缘子；输电线路；带电检测 1 绝缘子概述 1.1 绝缘子含义 绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用。绝缘子在早期主要是应用于电线杆，随着科学技术的快速发展，其逐渐的发展成为了高压输电电线连接塔的一端上挂了大量盘状的绝缘体，其主要是增加了爬电距离。在实际应用中，常用的绝缘子通常由玻璃或陶瓷制成。绝缘子不会因为电负荷条件以及环境的变化而导致各种机电应力而出现失效现象，否则绝缘子的作用就不大，就会损害整条线路的使用和运行寿命。 1.2 绝缘子分类 （1）通常情况下，绝缘子可分为不可击穿型和可击穿型这两种。 （2）若按其结构来划分，绝缘子通常可分为柱式绝缘子、拉紧绝缘子、针式绝缘子、防污型绝缘子、悬式绝缘子、套管绝缘子和蝶式绝缘子。 （3）若按起应用的场景又可将其分为电器绝缘子以及线路绝缘子和电站。而用于线路中的可击穿型绝缘子通常被分为蝶形、盘形悬式以及针式；而不可击穿型则是横担与棒形悬式。若是应用与电站或是电器当中，可击穿型的主要分为空心支柱、针式支柱以及套管绝缘子；不可击穿型的则是容器瓷套以及棒形支柱（4）拉紧绝缘子、悬式绝缘子、棒式绝缘子、瓷横担、蝶式绝缘子和针式绝缘子等常应用与架空的输电线路当中。 （5）在实际的应用当中，玻璃钢绝缘子、陶瓷绝缘子、半导体绝缘子以及合成绝缘子等是常用的几种类型。 1.3 绝缘子作用 绝缘子就是指利用玻璃或者是陶瓷而制成的在高压电线连接塔的一端挂了大量盘状的绝缘体，其主要目的就是增加爬电距离。 通常，为了避免浮尘等污秽物附着于绝缘子的表面，形成通路从而被绝缘子两端电压击穿，这被称为爬电。若增大绝缘子的表面距离，沿绝缘表面放电的距离即泄漏距离通常被称为叫爬距。根据污秽程度不同，爬距也就需要有所差异。在重污秽地区，通常其爬距都在31毫米/每千伏。 在输电线路运行中，绝缘子两端的电位分布接近或是等于零的绝缘子就被称为零值或是低值绝缘子。由于线路导线的绝缘主要依赖于绝缘子串，若绝缘子出现了缺陷或者是问题，线路的绝缘性能也就会不断的降低。曾有研究人员对线路进行过检测，期中零值或低值绝缘子的比例竟高达9%。低值或是零值绝缘子时导致这线路雷击跳闸率高一个主要原因。绝缘子的表面具有光滑性，其能够减少电线之间的容抗作用，从而避免电流的流失。 2 我国输电线路带电检测现状 我国输电线路带电作业经过多年的不断发展和提高，带电作业技术日渐完善，带电检测手段也越来越多。输电线路绝缘子检测在带电检测当中是最为普遍的，其主要是对绝缘子的低值以及零值进行检查。绝缘子在长期的运行当中通常会受到各种环境因素的影响，其在主要是受到雷电冲击以及工频电弧等电流的作用。在输电线路的故障当中，绝缘子的故障发生概率是最高的，当其处于零值或是低值时，在过电压的环境下极易发生闪络事故。实际上，造成输电线路重大事故的主要隐患就是零值绝缘子。 现在的劣化检测绝缘子的检测方法主要分为两类：一类是非接触式检测法，另一类是接触式检测法。当前，在输电线路绝缘子带电检测当中，其主要的检测技术有电压分布法、红外热像测温法、静电探头法、电晕脉冲法、火花叉法以及超声波法和紫外法等检测技术。我国当前的接触式检测法的发展已经逐渐趋于成熟，并且在日常运维当中的应用较为成功。但非接触式检测仍旧处于研究阶段，其在实际工程中的应用较少。在检测工作中，面对种类繁多的检测技术，检测人员的选择就需要不断的进行比较并根据需要来进行。 3 检测方法分析 3.1 火花叉检测法 火花叉法在当前的输电线路绝缘子带电检测当中是最为常用的一种检测技术，尤其是对零值绝缘子的检测。在采用这一方式时，检测人员对绝缘子承担电压的额大小判断主要是通过输电线路火花放电的声音实现的，并且对正常绝缘子承担电压的大小进行熟悉，从而实现对绝缘子的逐片检测，并对火花间隙的大小进行调整。 火花叉检测在检测输电线路的绝缘子时，其检测人员的工作强度直接取决于绝缘子的片数以及与杆塔之间的距离。此外，存在于输电线路当中的电晕发出的声音会对火花放电产生影响，从而影响到检测人员的判断，检测的绝缘子短路实际上就是火花叉在产生火花的瞬间，其能够引起线路绝缘子串闪络的危险。 3.2 紫外检测法 非接触式紫外法检测低值绝缘子，实质是检测劣化绝缘子引起绝缘子串电压分布的变化。其主要是通过放电次对等同放电紫外脉冲的改变次数表现的，可利用紫外检测仪器来对绝缘子的劣化情况髡刑检测与判断，从而检测出低值的绝缘子。 若在输电线路当中出现了低值绝缘子，其绝缘子串的电压分布会随着阻值的变化而改变，良好绝缘子承担的电压上升，则其电晕的概率则会增加，因此其整个绝缘子串的放电脉冲也就会出现相应的变化。这一技术主要是通过对绝缘子放电脉冲的变化进行分析来判断其电压分布的变化，从而掌握绝缘子的劣化程度。若线路当中出现了低值的绝缘子，那么久可以及利用紫外线与放电之间的特殊关系来对绝缘子串放电次数的变化进行检测，从而根据放电紫外脉冲数的变化来判断低值绝缘子。 3.3 电晕脉冲法 电气与信息工程学院 论文 绝 缘 子 的 检 测 与 实 验 摘要：经济、准确地检测绝缘子的方法对于保证输电线路的安全运行具有重要的意义。介绍了目前检测绝缘子几种常用检测方法．综合评价了观察法、电场测量法、泄漏电流法、超声波检测法、红外测温法等优缺点随着对输电线路安全的日益重视，综合输电线路实时在线检测系统是绝缘子检测技术的主流发展趋势现有在线检测系统能否普遍应用的主要障碍是线路杆塔的数量巨大。 关键词：绝缘子；电量检测；电场法；泄漏电流法 1、引言： 输电线路的绝缘子是用来固定导体，使其保持电气性能的重要部件。在电力系统运行中，其长期工作于强电场、机械应力、污秽及温湿度等共同构成的错综复杂的恶劣环境中，出现故障的几率很大．严重威胁电力系统的安全运行。一般来说．绝缘子故障主要有以下几个方面：绝缘子内部出现裂缝、绝缘子表面破损、绝缘阻抗降低等。近年来，国内外一直在努力探索绝缘子的在线检测方法并取得了一定的成就．探索出了观察法、泄漏电流法、电场测量法、红外测温法和紫外成像法等多种方法。但不少方法仍存在测量工作量大、危险性高、设备造价高、测量不准确及抗干扰能力差等问题。因此寻找一种经济、切实有效的绝缘子在线检测方法一直是国内外电力部门亟待解决的问题。 2、正文： 1、绝缘子在线检测方法： 绝缘子在线检测方法分为非电量检测法和电量检测法两类。非电量检测法包括观察法、紫外成像法、超声波检测法、红外测温法、无线电波法和激光多普勒法等；电量检测法包括电场测量法、泄漏电流法和脉冲电流法等。 1．1 观察法、火花叉等传统检测方法 观察法就是用高倍望远镜就近直接观察绝缘子．这是最原始的方法用这种方法可发现较明显的绝缘子表面缺陷．包括绝缘子伞裙受侵蚀变粗糙、外覆层侵蚀的沟槽和痕迹、绝缘伞裙闪络、伞裙或外覆层开裂、外覆层破碎、芯棒外露等。观察法实现方便．但费时费力．检测结果也不可靠．难以发现绝缘子内部缺陷绝缘子串正常时等效为电容串．在运行状态下短路其中一片绝缘子．可以看到电容放电的火花和听到放电的声响．根据声响的大小可以判断绝缘子的状况。将绝缘子用一个相对较大的电容器旁路后测量其绝缘电阻，可以直观的检测绝缘子的特性．是检测绝缘子最直接和准确的方法以上两种方法均需要人工登塔检测．工作量大．高空作业，有一定的危险性。 1.2 紫外成像法和红外成像法 有绝缘缺陷的高压电气设备在运行时会产生高电场强度而发生电晕放电，使周围空气电离由于空气主要成分是氮气(N )，而氮气电离的放射频谱（fA=280 nm～400 nm)JE要落在紫外光波段。紫外成像技术就是利用特殊的仪器接收放电产生的紫外线信号，经处理后转换为可见光图像信号．来分析判断电气设备外绝缘的真实状况。紫外成像检测系统主要包括：紫外成像物镜、紫外光滤光镜、紫外像增强系统、CCD、图像显示等。紫外信号源被背景光f包括可见光、紫外光和红外光等)照射，从信号源传输到成像镜头的有信号源自身辐射的紫外光．也有信号源反射的背景光。成像光束经过紫外成像镜头后．部分背景光被滤除，其后光束再通过“日盲”滤光片．进一步滤除背景光后．照到紫外像增强器的光电阴极上．经过紫外增强器后．信号被增强放大并被转化为可见光信号输出，然后，成像光束经CCD相机．最后经信号处理后输出到观察记录设备过去的紫外成像仪需夜间操作以避开阳光中的紫外线但随着科学技术的发展．目前已研制出了可避开阳光中紫外线光谱的新型紫外成像仪．从而可以使该项技术在白天使用。但检测结果容易受到观察角度的影响红外成像法的原理与紫外成像相同．不同的是检测缺陷绝缘子与正常绝缘子表面温度的差异。由于这种温度差很小．对于瓷质绝缘子只有一度左右，因而灵敏度较低。 1.3 超声波检测法 超声波是机械波．衰减很慢．当它在弹性介质中传播时，遇界面会产生反射、折射和模式变换。因此材料中的缺陷、微观组织结构、铸造缺陷(微裂纹、夹杂)等信息都可以通过超声波信号反应出来。超声波脉冲由超声波发生器进入绝缘子介质．当绝缘子有裂缝时．就会在超声波传播的相应时间产生该裂缝的反射波。由反射波的大小和产生反射波的时间位置即可判断绝缘子的缺陷情况。该方法具有灵敏度高、速度快、成本低、操作简单及安全可靠等优点．可以准确地检测出有裂缝的绝缘子但对未开裂的绝缘子不起作用，而且由于超声波本身存在耦合、衰减及超声换能器性能问题．只能到现场逐个检测。目前该方法主要用于企业生产中的检测以及实验室鉴定。 1.4 红外测温法 绝缘子发生电晕放电或泄漏电流流过绝缘物质时的电阻损耗都可引起绝缘子局部温度升高。红外测温技术就是利用观察绝缘子局部发热所发出的红外线来发现缺陷。现有的红外测温仪一般由光学系统探测器、信号处理电路及显示终端等组成当被测物体辐射的能量通过大气媒介传输到红外测温仪上时．它内部的光学系统会将辐射能量汇聚到探测器上．并转换成电信号．再通过放大电路、补偿电路及线性处 电场分布法带电检测复合绝缘子的研究 【摘要】作为架空线路主要防污闪产品的复合绝缘子已经大量应用于电网中，但是现有检测方法很难真正有效地检测出复合绝缘子中存在的缺陷，尤其是内绝缘缺陷。从某种程度上来说，是埋下了电网安全运行的隐患。笔者从大量的理论分析和实际运行经验中发现用电场分布法在线带电检测复合绝缘子缺陷有很大的可行性。为了确保电网安全运行，可以大力推广这一检测方法。 【关键词】复合绝缘子内绝缘缺陷电场分布法复合绝缘子带电检测仪 1 研究项目确立的必要性 1.1 复合绝缘子优势明显，应用广泛 复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子相比，除了耐污闪能力强以外，质量轻、强度高、无零值、制造工艺简单、运行维护方便等优点也是十分突出的。 近年来，复合绝缘子已经大量应用于电网中。据统计，美国新生产的绝缘子有60%-70%为复合绝缘子。我国电力系统于20世纪80年代中后期引入了硅橡胶有机复合绝缘子在35kV-500kV交流输电线上运行。在吸取国内外经验教训的基础上，电力系统从一开始就瞄准了高温硫化硅橡胶复合绝缘子的开发与研制。80年代末，先后完成了硅橡胶复合绝缘子的开发、成果转让与产品化工作。90年代初，为遏制我国华东、华北、东北等污闪多发地区的大面积污闪事故发生，复合绝缘子被大量引入电网，到1994年底，挂网运行5万支。从此，我国电网使用复合绝缘子数量迅猛增加：1995年为10万支，1996年为20万支，1998年为46万支，1999年为84万支，到2001年已达160万支（约290万支年）。新建线路，包括交、直流500kV线路都开始大批量使用复合绝缘子。短短几年，主要复合绝缘子生产厂已先后完成芯棒与护套界面的连续挤压、整体注塑的改进；端部金具与芯棒连接工艺逐渐采用压接式；±500kV直流线路和500kV交流线路相继使用了耐应力腐蚀芯棒[1]。 1.2 复合绝缘子的使用现状以及其局限性 复合绝缘子存在着多种界面。目前认为，因复合绝缘子的密封不良或护套性能不良，从而引起潮气进入内部，导致芯棒与护套的界面或在芯棒中发生局部放电，在界面或芯棒中产生炭化通道。这些炭化通道不但将芯棒和护套分离开来，而且逐渐沿芯棒发展，使总的绝缘长度减少。有时这些放电还严重地腐蚀芯棒，致使芯棒断裂。目前国外已发生数例复合绝缘子内绝缘故障，国内也出现了一些问题[3]。 由于复合绝缘子外绝缘使用的是有机复合材料，随着在网运行复合绝缘子年限的增加和硅橡胶表面性能出现一些变化，用户对其可靠性和剩余使用寿命仍有疑虑，如何评估复合绝缘子目前的运行状态以及如何判定更换时间成为确保电网 绝缘子带电检测方 法 绝缘子在线检测方法及规定 摘要:评述绝缘子在线检测的各种方法的测量原理、信号处理手段及判别方法的特点,并提出几种信号处理的方法及实际测量装置的设计构想。 1引言 安装在输电线路上的绝缘子,在运行过程中因长期经受机电负荷、日晒雨淋、冷热变化等作用,可能出现绝缘电阻降低、开裂甚至击穿等故障,对供电可靠性带来潜在威胁,因此,绝缘子在线检测意义重大。 线路绝缘子的在线检测,因其安装位置的特殊性及分布区域的广泛性,向来是绝缘在线监测的一个难点。若干年来,国内外一直在寻找有效的解决办法［1］［2］,至今已有以超声波检测法、激光多普勒振动法及红外热象仪法为代表的非电量测量法和以电压分布检测法、绝缘电阻法及脉冲电流法为典型的电量测量法,被尝试用于解决绝缘子在线检测问题。 2非电量测量法 激光多普勒振动法是利用已开裂的绝缘子的振动中心频率与正常时不同的特点,经过外力如敲击铁塔或将超声波发生器所产生的超声波用抛物型反射镜对准被测绝缘子,或用激光源对准被测绝缘子,以激起绝缘子的微小振动,然后将激光多普勒仪发出的激光对准被测绝缘子,根据对反射回来的信号的频谱的分析,从而获得该绝缘子的振动中心频率值,据此判定该绝缘子的好坏。 超声波检测法是基于当超声波从一种介质进入到另一种介质的传播过程中,在两介质的交界面发生反射、折射和模式变换(纵、横波转换)的原理实现的。经过接收超声波发生器(称为换能器)发出的脉冲超声波在进入绝缘子介质和穿出绝缘子介质时的反射波来限定绝缘子的位置区间。当绝缘子出现“开裂”时,则在接收到的反射波的时间轴上将出现该缺陷的反射波,由时间轴上的该缺陷波的大小及位置,即可判断出缺陷在绝缘子中的具体情况。 超声波检测法和激光多普勒振动仪法可检定出开裂绝缘子,对于具有“零值自爆”特性的玻璃绝缘子的在线检测确有高效。日本在这一领域研究较多,也取得了一定的进展［3］-［6］;但超声波检测法存在的耦合和衰减及超声波换能器的性能问题在远距离遥测上当前未有大的突破,尚处于摸索阶段,该类设备当前主要用于企业生产的在线检测及实验室检定。激光多普勒振动仪体积庞大、笨重、使用及维修复杂、造价高等缺点及两种检测法对未开裂的劣值绝缘子检测无效的问题,限制了这两种检测法的适用范围。 利用绝缘子表面的热效应原理进行在线检测的红外热象仪法［7］,对于涂有半导体釉的耐污绝缘子的遥测相当有效。因为此类绝缘子在线带电运行时,正常绝缘子的表面电流较大、温升较高,而劣值绝缘子的表面温度比正常绝缘子低好几度,用红外热象仪易于识别;但对于玻璃绝缘子或普通釉的瓷绝缘子,其正常的表面温度比劣值的表面温度仅相差1℃左右, 在复杂的现场环境下,测量极其困难,而红外热象仪高昂的造价亦令众多用户对其性能价格比难 中文名称：绝缘子 英文名称：insulator 定义1：安装在不同电位的导体之间或导体与地电位构件之间，能够耐受电压和机械应力作用的器件。 所属学科：电力（一级学科）；输电线路（二级学科） 定义2：一段长约数百碱基对，能够妨碍真核基因调节蛋白对远距离的基因施加影响的DNA序列。可以缓冲异染色质的阻遏作用，当其位于基因及其调控区旁侧时，该基因不论其在基因组中位置如何都能正常表达；当其位于靶基因的增强子与启动子之间时，可以阻断增强子的作用。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；基因表达与调控（二级学科） 定义3：一种顺式作用元件。长约数百个核苷酸对，通常位于启动子正调控元件或负调控元件之间的一种调控序列。 所属学科：遗传学（一级学科）；分子遗传学（二级学科 绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体,它是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用，即支撑导线和防止电流回地，这两个作用必须得到保证，绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。 1.绝缘子通常分为可击穿型和不可击穿型。 2.按结构可分为柱式（支柱）绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘子和套管绝缘子。 3.按应用场合又分为线路绝缘子和电站、电器绝缘子。其中用于线路的可击穿型绝缘子有针式、蝶形、盘形悬式，不可击穿型有横担和棒形悬式。用于电站、电器的可击穿型绝缘子有针式支柱、空心支柱和套管，不可击穿型有棒形支柱和容器瓷套。 4.架空线路中所用绝缘子，常用的有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘子等。 5.现在常用的绝缘子有：陶瓷绝缘子，玻璃钢绝缘子，合成绝缘子，半导体绝缘子 绝缘子俗称瓷瓶，它是用来支持导线的绝缘体。绝缘子可以保证导线和横担、杆塔有足够的绝缘。它在运行中应能承受导线垂直方向的荷重和水平方向的拉力。它还经受着日晒、雨淋、气候变化及化学物质的腐蚀。因此，绝缘子既要有良好的电气性能，又要有足够的机械强度。绝缘子的好坏对线路的安全运行是十分重要的。绝缘子按结构可分为支持绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘子和套管绝缘子。架空线路中所用绝缘子，常用的有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘子等。绝缘子的电气性故障有闪络和击穿两种。闪络发生在绝缘子表面，可见到烧伤痕迹，通常并不失掉绝缘性能;击穿发生在绝缘子的内部，通过铁帽与铁脚间瓷体放电，外表可能不见痕迹，但已失去绝缘性能，也可能因产生电弧使绝缘子完全破坏。对于击穿，应注重检查铁脚的放电痕迹和烧伤情况。 绝缘子的故障检测分为带电检测和不带电检测，目前较为常用的为SJC-5和WG-15这两款仪器，不带电检测测的是绝缘子的绝缘电阻，带电检测测的是绝缘子的分别电压，选择绝缘子测试关键是要确定你的检测方法，同时，检测的方便性也很重要 绝缘子在线检测方法 作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-26 14:21:50 Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 带电检测和保护间隙(新编版) 带电检测和保护间隙(新编版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 一、带电检测绝缘子 带电检测就是带电检查绝缘子的绝缘状况。在等电位作业时，作业人员沿绝缘子串进入强电场，若组合间隙不满足表7-4的规定时，应加装保护间隙。 使用火花间隙检测绝缘子时，应遵守下列规定。 ①检测前应对检测器进行检测，保证操作灵活、测量准确。 ②针式及少于3片的悬式绝缘子不得使用火花间隙检测器进行检测。火花间隙检测器是一种带电条件下测试线路悬式绝缘子状况的简便测试器具。它是由绝缘杆和装在其顶端的叉形金属火花间隙组成的。常用的火花间隙检测器有两种，一种是固定间隙式，另一种是可调间隙式。由于良好绝缘子两端按绝缘子串电压分布规律均有数千伏的分布电压，当把金属叉形火花间隙的两端与某片绝缘子两端的金属部分接触时，良好绝缘子上的电压差使间隙击穿发生火花现象或听到“嘶嘶”放电声响。若绝缘子已击穿（零值绝缘子）或绝缘电阻很低，则 Smart Grid 智能电网, 2017, 7(6), 452-458 Published Online December 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/4411265490.html,/journal/sg https://https://www.360docs.net/doc/4411265490.html,/10.12677/sg.2017.76050 Concealment Defects of Composite Insulators and Their Detection Methods Jun Xin1, Quanjun Zhu2, Xiying Fan3, Hao Wang1, Xinfeng Dong1, Jianxing Ren1 1School of Energy and Mechanical Engineering, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 2Global Energy Interconnection Research Institute, Beijing 3State Grid Shanxi Economic Research Institute, Taiyuan Shanxi Received: Dec. 1st, 2017; accepted: Dec. 13th, 2017; published: Dec. 21st, 2017 Abstract This paper introduces the important role of composite insulators in transmission lines; briefly summarizes some major problems such as mandrel breakage, mechanical properties, interface breakdown and aging performance in the use of composite insulators in China; and lists a variety of non-destructive testing methods, focusing on ultrasonic nondestructive testing methods. Keywords Composite Insulator, Transmission Line, Defect, Nondestructive Testing 复合绝缘子隐蔽性缺陷及检测方法 辛军1，朱全军2，樊习英3，王昊1，董新峰1，任建兴1 1上海电力学院能源与机械工程学院，上海 2全球能源互联网研究院，北京 3国网山西省电力公司经济技术研究院，山西太原 收稿日期：2017年12月1日；录用日期：2017年12月13日；发布日期：2017年12月21日 摘要 本文主要介绍了复合绝缘子在输电线路中的重要作用，对于国内复合绝缘子在使用中出现的一些主要问题，如芯棒断裂、机械性能、界面击穿及老化性能等缺陷进行简单概括，并列举出各种无损检测方法，重点介绍超声波无损检测方法。 中原豫安建设工程有限公司 DL/T626-2015 中原豫安建设工程有限公司 技术报告—————————————————崇左供电局220kV下雷变电站 瓷质绝缘子零值测试检测报告————————————————— 编写人（签字）： （技术报告专用章）审核人（签字）： 批准人（签字）： 1 1 批准日期: 2017 年 8 月 8 日 地址:濮阳市长庆路与黄河路交叉口东北角81号邮编:447000电话: 传真:086 2 2 中原豫安建设工程有限公司 报告编写人： 报告审核人： 批准人： 报告编写日期： 项目参加人：敬套宽、张江楷、师勤现、宋志涛 3 3 说明：1.本公司仅对加盖有“中原豫安建设工程有限公司技术报告专用章”的完整报告负责。 2.本报告结果仅对被检样品有效。 3.未经批准，不得部分复制本技术报告。 4 4 目录 中原豫安建设工程有限公司 (1) ————————————————— (1) 崇左供电局220kV下雷变电站 (1) 瓷质绝缘子零值测试检测报告 (1) 一、前言 (6) 二、劣化盘悬式绝缘子检测规程 (7) 1、范围 (7) 2、规范性引用文件 (8) 3、规范性附录表 (10) 三、绝缘子的情况测试 (16) 测试目的 (16) 测试依据 (16) 主要检测设备清单 (17) 测试结果 (17) 5 5 DL/T 626—2015 一、前言 本标准依据GB/一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准代替DL/T626一2005《盘形悬式绝缘子劣化检测规程》，与DL/T626一2005相比，除编辑性修改外，主要技术内容变化如下：——标准名称修改为《劣化悬式绝缘子检测规程》； ——增加了复合绝缘子检测方面的要求； ——增加了运行绝缘子的检测项目和要求。 本标准由中国电力企业联合会提出。 6 6应用超声波探伤仪检测复合绝缘子的内部缺陷
带电测量零值绝缘子
输电线路绝缘子及其连接金具的选择
瓷绝缘子伞裙电位与电场分布仿真计算
输电线路绝缘子带电检测技术探讨 赵清涛
绝缘子的检测与实验完整版
电场分布法带电检测复合绝缘子的研究
绝缘子带电检测方法
绝缘子介绍
带电检测和保护间隙(新编版)
复合绝缘子隐蔽性缺陷及检测方法
kV下雷站零值绝缘子检测报告