绝缘子的检测与实验完整版

电气与信息工程学院

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绝

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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

理后．在终端显示出被测物体的温度。红外测温具有携带方便、操作简单等特点。但测量易受阳光、大风、潮气、环境温度及一些能引起绝缘子表面温度急剧变化因素的影响，测量结果不是很准确。

1.5 无线电波法

不良绝缘子发生电晕放电时，会发出一定频率的电磁波．无线电波法就是根据接收电磁波的天线的方向和电磁波的强度来判断被测绝缘子是否存在缺陷的。无线电波法具有设备简单、操作方便的优点，但其抗干扰能力差．灵敏度低。

1.6 绝缘电阻法

绝缘子在线检测过程中，绝缘电阻的测量是通过泄漏电流的测量得以实现的。高压输电绝缘子一般采用盘形悬式绝缘子。高压输电绝缘子一般采用盘形悬式绝缘子。其等效电路可用RC串并联等效电路表示，如下图：

1.7 电场测量法

运行中的绝缘子．正常状态下电场强度和电势沿绝缘子轴向的变化曲线是光滑的。当绝缘子存在导通性缺陷时．势必影响绝缘子周围的电场分布(包括绝缘子沿芯棒方向的纵向电场和沿横截而半径方向的径向电场)．使该处电位变为常数，故其电场强度将突然降低．电场分布曲线也不再光滑．而是在相应的位置上有畸变故对比所测绝缘子与良好绝缘子的纵向电场．找出电场异常畸变位置，即可找到内绝缘缺陷的位置。电场法利用电场来检测绝缘子．能直接反映绝缘子的绝缘状况．因此受干扰的影响较小．但需登杆操作且不能检测～·些不影响电场分布的外绝缘缺陷如伞裙破损等。此法可与观察法结合使用。