绝缘子的测试与试验完事版

1、 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。其等效电路可用RC串并联等效电路 表示，如下图：
Rp1 Rp2 Rp3 Rp4
Cp1 Cp2 Cp3 Cp4 Cp5 Ce3 Ce4 Ce1
二 、 电 量 测 验 法
• 4.测量方法
• 1）对于单元件的绝缘子，只能在停电的情况下测量其绝 缘电阻，相关规程中规定，采用2500V及以上的兆欧表。 • 2）对于多元件组合的绝缘子，可停电、也可带电测量 其绝缘电阻。其方法是用高电阻接至带电的绝缘子上，使测 量绝缘电阻的兆欧表处于地电位，从测得的绝缘电阻中减去 高电阻的电阻值，即为被测绝缘子的绝缘电阻值。
漏电流信号的 提前及传输
信号的前置处 理
A/D转换
微处理器进行型号处 理 结果输出 远程通信
非电气时的采集
图示为漏电流在线检测的基本步骤
• 绝缘子电压分布的检测 • 1、自爬式不良绝缘子检测
直流/直流 1000V变换器
检测 回路
电压脉 冲重复 率变换 回路
标志 音振 荡回 路
绝 缘 子 盒式磁带自动 记录回路 脉冲重复率电 压变换回路 描笔式记 录器
4、漏电流测量法 测量绝缘子表面污秽程度常用的方法有等值附 盐密度、测量 污层电导率和测量绝缘子表面泄漏电 流法。前两者是在停电时进 行，难以反映绝缘子在 运行中的真实情况。 污秽绝缘子的泄漏电流是运行电压作用下污秽受潮时测得的 流过绝缘子表面污层的电流。当绝缘子表面污秽物积累到一定程 度时， 在一定外界环境下可造成绝缘子的闪络，因而可通过测量 泄漏电流的大小变化来检测绝缘子的污秽程度。 泄漏电流在线监测的基本步骤如下图：
电晕脉冲式检测仪原理图
3、电子光学探测 由于架空输电线路绝缘子串中每片绝缘子串和电压分布 是不均匀的，离导线最近的几片绝缘子上的电压降最大。当 出现零值绝缘子时，沿绝缘子串的电压将重新分布，离导线 最近的几片绝缘子上的电压将急剧升高，会引起表面局部放 电或者增加表面局部放电的强度。而根据表面局部放电时产 生光辐射的强度，就可知道绝缘子串的绝缘性能。
绝缘子的检测与实验
五斗不及半壶
为什么要进行绝缘子检测 绝缘子在搬运和施工过程中，可能会因碰撞而留下伤 痕;在运行过程中，可能由于雷击事故，而使其破碎或 损伤;由于机械负荷和高电压的长期联合作用，而导致 劣化，这都将使其击穿电压不断下降，当下降至小于 沿面干闪电压时，就被称为低值绝缘子。低值绝缘子 的极限，即内部击穿电压为零时，就称为零值绝缘子。 当绝缘子串存在低值或零值绝缘子时，在污秽环境中， 在过电压甚至在工作电压作用下就易发生闪络事故。
绝缘电阻和交流耐压的试验 绝缘子试验指的是支柱绝缘子和悬式绝缘子试验，其试验项目 如下： (1)零值绝缘子检测(66kV及以上)。 (2)测量绝缘电阻。 (3)交流耐压试验。 (4)测量绝缘子表面污秽物的等值盐密。 运行中的针式支柱绝缘子和悬式绝缘子的试验项目可在检 查零值、绝缘电阻及交流耐压试验中任选一项。玻璃悬式绝缘 子不进行该三项试验，运行中自破的绝缘子应及时更换。
一、绝缘子绝缘电阻的测量的方法
1) 测量的目的是检查绝缘子的绝缘状况，发现绝缘子的绝
缘劣化和绝缘击穿等缺陷。
2) 35～220kV架空送电线路的绝缘子绝缘电阻测量推荐使用
5000V兆欧表进行测量。
1、绝缘电阻的合格标准 1) 新装绝缘子的绝缘电阻应大于或等于500MΩ。 2) 运行中绝缘子的绝缘电阻应大于或等于300MΩ。
2.绝缘子劣化判定原则
• (1)绝缘子绝缘电阻小于300MΩ，而大于240MΩ可判定为低 值绝缘子。 • (2)绝缘子绝缘电阻小于240MΩ可判定为零值绝缘子。
3.导致绝缘子劣化的原因
1)温度的影响，温度对绝缘电阻影响很大，绝缘电阻随温度 上升而减小。 (2)湿度的影响，湿度对表面泄漏电流的影响较大，原因是绝 缘表面吸附潮气，形成水膜，会使绝缘电阻明显下降。 (3)机械过载造成的劣化。 (4)吸湿性劣化。 (5)内外应力重叠性劣化。 (6)热膨胀造成劣化。 (7)钢帽浇装水泥饱和膨胀性劣化。 (8)钢帽浇装水泥冻结膨胀性劣化。 (9) 钢帽、钢脚电腐蚀性劣化。 (10)绝缘子过电压造成的劣化。 (11) 绝缘子内部缺陷造成的劣化。
Ce2
C13
C11 C12
Rp5 C14
低压电极
开关
电场传感器
高压电极
绝缘材料 电场强度E (E=dU/dx)
（dU/dx）
0
B
至接地极距离 A
X 电场分布测量示意图
2、 电场测量法 为电场分布测量法示意图如左 所示。 根据电场理论计算的电场强度 和电 势沿绝缘子轴向的变化 曲线 A 在正常时光滑；当 绝 缘子存在导通性缺陷 (图中黑 点) 时，该处电位 变为一常数 ，故其电场强度突降低，电场 分布曲线 不再光滑，在相应 的位置上有畸变 (如曲线 B), 中 间下陷，两端上升 3、 脉冲电流法 所谓脉冲电 流法就是通过测量绝缘子电晕 脉冲电流的方法来判断绝缘子 的绝缘状况。
• 2、电晕脉冲式检测 • 在输电线路运行中，绝 缘子串的连接金具处会 产生电晕，并形成电晕 脉冲电流通过铁塔流入 地中。电晕电流与各相 电压相对应，只在一定 的相位范围内产生。若 进一步把正负极性的电 流分开，则同极性各相 的脉冲电流相位范围的 宽度小于各相电压间的 相位差，采用适当的相 位选择方法便可以分别 观测各相脉冲电流。
自爬式不良绝缘子检测系统原理图
当绝缘子串中片数很多，每片都要手持绝缘杆进行测量 ，不但劳动强度大，而且容易出错。自爬式不良绝缘子检测 器主要由自爬驱动机构和绝缘电阻测量装置组成。在对垂直 绝缘子串进行测量时，先将检测器置于最高绝缘子两端，然 后利用重力依次向下移动。它在测量时用电容器将被测绝缘 子的交流电压分量旁路，并在带电状态下测量绝缘子的绝缘 电阻，根据直流绝缘电阻的大小判断绝缘子是否良好。如用 于测量耐张串，可靠内藏的小型电动机驱动，依次测到另一 侧。上图为用于500kV超高压线路的自爬式不良绝缘子检测 器的检测系统框图。
• 3、红外线成像法： • 此法用于导线、的 绝缘材料损坏 与温度有关 。 • 4、超声波检测法 ： • 超声波检测法基于超声波在从一种介 质进入到 另一种介质的传播过程中会 在两介质的交界面发生反射、折射和 模式变换 (纵、横波转换) 的原理的。
•
交流耐压试验是判断绝缘子抗电强度是最直接、最有 效、最权威的方法。交接试验时必须进行该项试验。对于 单元件的支柱绝缘子，交流耐压试验目前是最有效、最简 易的试验方法。
各级电压的支柱绝缘子的交流耐压试验电压值如下表所示。对 于35kV针式支柱绝缘子交流耐压试验电压值;两个胶合元件者，每个 元件为50kV;三个胶合元件者，每个元件为34kV。对盘形悬式绝缘子 ，机械破坏负荷为60～300kN者，交流耐压试验电压值均取60kV。
5.判断
(1)针式支柱绝缘子的每一元件和每片悬式绝缘子的电阻不应低 于300MΩ。 (2) 500kV悬式绝缘子 的绝缘电阻不低于500MΩ。 值得注意的是，测量多元件支柱绝缘子每一元件的绝缘电 阻时，应在分层胶合处绕铜线，然后接到兆欧表上，以免在不 同位置测得的绝缘电阻数值相差太大，而造成误判断。
• 表示为：支柱绝缘子的交流耐压试验电压
额定电压（kV) 最高工作电压 （kV） 纯瓷绝缘
出厂 3 6 10 15 20 35 44 60 110 154 220 330 3.5 6.9 11.5 17.5 23.0 40.5 50.6 69.0 126.0 177.0 252.0 363.0 490 630 165 256 25 32 42 57 68 100 交流耐压试验电压 （kV）
R=10~20kΏ/V
IR=1~0.5mA C R/2 C 绝缘电阻原理图
R为高电阻杆中的电阻，阻值按10～20kΩ/V、长 度按0.5～105kV/cm选择，每单位电阻容量为l～ 2W;C为接地电容，可使兆欧表处于地电位，C的绝 缘电阻应达到兆欧表的最大量限，以保证测量的准确 度。C的电容量为0.01～0.05μF，应能承受3000V以 上的直流电压。
同期电路
脉冲检测
取样电路 计数电路 控制电路 锁存器 比较器
加法器
显示电路
电晕脉冲式检测仪原理图
测量时对各相电晕脉冲分别进行计数，并选出最大最小 的计数值，取两者的比值（最大/最小）作为判别依据。当同 一杆塔的三相绝缘子串无不良绝缘子时，各相电晕脉冲处于 平衡状态，此时比值接近于1；当有不良绝缘子时，则各相电 晕脉冲处于不平衡状态，该比值将大于1。这是一种专门在地 面上使用的检测器，它既可用于检测平原地区线路，也可用 于检测山区线路，其特点是： (1)重量轻，体积小，电源为1号电池，使用方法安全。 (2)不用登杆，在地面即可检测。 (3)先以铁塔为单元粗测，若判定该铁塔有不良绝缘子时， 再逐个绝缘子细测。 (4)采用微机系统进行逻辑分析、处理，检测效率较高。
绝缘子的检测分为在线检测：观察法、紫外成像 法、超声波检测法、红外测温法为代表的非电量检测， 和以绝缘电阻、电场测量、脉冲电流法及泄漏电流法 为典型的电量检测两大类型。
绝缘子的在线检测
• 一、 非电量测量法
• 1 、观察法 • 用双筒望远镜在塔下观察可发现常见的表面缺陷 。 • 2、紫外线成像法 • 电子紫外光学探伤仪可带电检测复合绝缘子表面 局部放电形成的碳化通道和蚀损，其原理是：局 部放电过程中，带电粒子复合会放出紫外线，当 绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电加 剧。
L CL G J P φx O3 VDA G——被测绝缘子 J——照相胶卷 H——物镜光圈 R _ D + O2
O1
H
O1、O2——输入、输出物镜
R——可调电阻
被监测的绝缘子表面局部放电、电晕放电和绝缘子的光影像，通过物镜 输入亮度增强器的光阴极、电子由光阴极逸出，形成电子电流，依据电子电 流密度的平面分布可显示出原有光影像的亮度分布。焦距调节系统电子加速， 从而使亮度增强器荧光屏发光。这样，原来形成的光影像中途经过电子影像， 又重新变为光影像。在影像传递过程中，磁场系统将电子加速，使原有光影 像的亮度增加(可达105倍)。亮度增强器可以实现由地面远距离(5～50m)测 量输电线路的悬式绝缘子串上的表面局部放电时的微弱光亮。 当在夜间进行探测时，为了区别绝缘瓷件表面局部放电和其他外界光源 的干扰(月光和照明)，提高信噪比，可采用脉冲电源对亮度增强器供电。因 为表面局部放电是发生在绝缘子所施加交流电压的最大值附近，其频率为 100Hz，而外界光辉强度与电网频率无关。当绝缘瓷件在仅出现表面局部放 电时(1～6ms)，按接近于100Hz的频率将亮度增强器投入，将会使背景微弱 爆光和外界干扰光辉减弱。在电子光学探测器的荧光屏上，将观察到与电网 频率和亮度增强器合拍的表面局部放电的亮区脉动。此脉动可将表面局部放 电的光强与减弱的不脉动外界干扰光辉区别开来。实际检测中，有缺陷的绝 缘子串中表面局部放电的光辐射强度超过平均光辐射强度。