合成绝缘子带电检测仪的应用

【摘 要】通过研究发现,目前由于合成绝缘子自身的优点和特性,在同类材料中占有独特的优势,所以合成绝缘子被越来越多的输电线路所采用.硅橡胶合成绝缘子是由高分子有机复合加工制成,在我国已有10多年的运行经验.硅橡胶合成绝缘子,以其重量轻、便于安装、耐污性能好、免维护等优点,倍受电力部门的欢迎,在气候恶劣、污秽严重的地区使用,可以减少和防止因污闪而产生断电带来的损失,提高供电可靠性.它是替代瓷绝缘子的一种轻型、高耐污的新型绝缘子.由于复合绝缘子的结构和所使用的材料与普通绝缘子不同,如何对复合绝缘子的运行状况进行跟踪监测,成为了各电力运行单位和生产厂家的一大难题.随着复合绝缘子在电力系统的推广使用和运行年限的增加,绝缘子老化问题越来越突出.但是对合成绝缘子的监测手段较少,不能完全掌握它的运行状况,而且随着合成绝缘子挂网运行时间的增长,发生不明闪络故障的情况也在增加.本文介绍通过利用合成绝缘子带电检测仪对运行中的合成绝缘子检测,及时掌握合成绝缘子的缺陷,减少合成绝缘子的不明原因闪络.

【关 键 词】合成绝缘子检测

1、合成绝缘子的优点及其应用情况

合成绝缘子是有机硅橡胶材料复合制成的高电压绝缘子.由于具有以下优点在电力系统中广泛应用.

优点：

（1）机械性能优越：由于心棒由环氧玻璃纤维制成,其扩张强度为普通钢的1.5倍,是高强瓷的3～4倍,轴向拉力特别强,并具有较强的吸振能力,抗震阻尼性能很高,为瓷绝缘子的1/7～1/10.

（2）抗污闪性能好：合成绝缘子具有憎水性,下雨时在合成绝缘子的伞形波纹表面不会沾湿形成水膜,而是呈水珠状滴落,不易构成导电通道,其污闪电压较高,为同电压等级瓷绝缘子的3倍.

（3）耐电蚀性优异：绝缘子表面漏电闪络形成不可逆性劣变起痕现象,一般标准为不低于4.5级（即4.5kV）,而合成绝缘子为6～7级.

（4）抗老化性能好：经十年实践检测表明,合成绝缘子除颜色略有变深并介电常数和介质损失角稍有增加外,对表面不沾湿性及耐电蚀起痕性均无变化,说明抗老化性能良好.

（5）结构稳定性好：一般瓷悬式绝缘子是内胶装配结构,由于电化腐蚀,运行中会产生低零值绝缘电阻,而合成绝缘子为外胶装配结构,其内心为实心棒绝缘材料,不存在劣化合击穿,不会出现零值绝缘子.

（6）线路运行效率高、维护工作少：由于合成绝缘子的风雨自洁性好,又不产生零值绝缘子,故清扫检查工作可改为每4～5年一次,从而缩短检修、停电时间.

（7）重量轻：合成绝缘子自身重量轻可大大减轻工作人员的劳动强度.

但是合成绝缘子的运行维护与检测仍是电力公司最为关心的问题.由于至今没有合适有效的运行维护手段及方法,对于合成绝缘子的检测,只能按照国家电力公司的规定,定期进行抽样检测.但是抽样检测的项目或试验方法并不尽人意.利用高科技手段开展合成绝缘子的在线检测,意义很大,一方面能及时发现合成绝缘子内部故障,保证输电线路安全稳定运行；另一方面能积累很好的运行经验.目前,我局采用合成绝缘子故障带电检测仪根据运行时间和生产厂家分批次进行带电检测,效果很好,又一定的推广和借鉴价值.

2.合成绝缘子带电检测仪功能简介

2.1该仪器用于带电检测110kV及以上各电压等级输电线路上各种合成绝缘子和瓷质绝缘子串的绝缘状况,能够识别合成绝缘子的导通性缺陷及悬式绝缘子串中的零值绝缘子.在合成绝缘子中能够检测到的导通性缺陷最小长度为4cm.在瓷质绝缘子串中能够检测出单片零值绝缘子.电场探头中的数据可保存10年.可存储250串绝缘子的检测数据.

2.2基本原理

根据合成绝缘子或悬式绝缘子串周围电场沿绝缘子（串）轴向分布情况判断绝缘子是否有缺陷.当合成绝缘子含有导通性缺陷或悬式绝缘子串中含有零值绝缘子时,电场分布将发生畸变.因此,通过与无缺陷时的标准电场分布曲线相比较,可以发现合成绝缘子的缺陷或零值绝缘子.

2.3仪器构成

仪器由电场测量探头、托架和连接柄组成.电场测量探头是一个长方形金属盒,内装电路,用来测量并存储电场数据.托架用绝缘材料制成,用以安放电场探头和连接柄.连接柄为金属件,用螺钉固定在托架的中部,用以连接带电操作绝缘杆.详见图1.

2.4缺陷的识别（以检测合成绝缘子为例）

2.4.1良好合成绝缘子周围的电场沿绝缘子轴向呈光滑的“U”形分布.距接地侧约1/4处场强最小,向地侧稍有增大,向导线侧快速增大.参见图2.

2.4.2导线侧有导通性缺陷的合成绝缘子的电场分部在缺陷部位突然下降.曲线极大值对应缺陷的端部（此处场强较强）.参见图3

2.4.3中部有导通性缺陷的合成绝缘子的电场分部在缺陷部位突然波动.波动处极小值对应缺陷的中部（此处场强较弱）.参见图4

3.实际应用

3.1（以检测合成绝缘子为例）今年8月16日220kV永昭II回80#合成绝缘子发生不明原因闪络,用检测仪检测结果如右图,合成绝缘子横担侧的电场分布在缺陷部位突然下降为零,此处应为内部缺陷,通过外观观察此处有明显的放电烧伤痕迹.可以证明检测结果可靠.

3.2对瓷瓶串的检测

对110kV薛窑线瓷瓶串进行检测,结果如右图：

在第5片绝缘子处,电场分布突然下降,根据图片分析,此处应为零值瓶,用火花叉检测,结果相符.

4.结论

这些检测结果表明,使用合成绝缘子带电检测仪可以有效的测出运行中的合成绝缘子存在的内部故障,降低不明闪络故障率.但此法也存在一定的弊病,就是工作量太大,检测仪器较贵.建议根据合成绝缘子挂网运行时间安排周期取样检测.