劣质绝缘子检测方法

劣质绝缘子检测方法

从绝缘子的劣化特征、劣化原因的分析中可知，劣化绝缘子在电气性能、局部放电、温度分布等多个方面与良好绝缘子相比，存在着差异。依据这些特征和差异，研制

了相应的仪器或装置，研究了不同的测量方法。从现行的检测方式来看，有带电检

测和停电检测；有接触式检测和非接触式检测。从测量方法的依据来分，大致有如

下几个方面：

1．绝缘电阻测定法

良好绝缘子的绝缘电阻一般在数千兆欧以上，劣质绝缘子，其表现为绝缘电阻降低、甚至为零。该方法可停电、也可带电测量，属接触式。测量时，空气相对湿度不能

太大，否则，易误判。另外，输电线路的大量检测不易进行。

2．分布电压测定法

劣质绝缘子的特征是绝缘降低，分担电压低，甚至为零。利用这一特征和良好绝缘

子串的标准电压分布相比较，可以检测出劣质绝缘子。该方法需带电测量，35～220kV 输电线路上常用的工具有短路叉、电阻分压杆、电容分压杆和火花间隙操作杆等，

均属接触式测量。该方法同测量绝缘电阻一样，需在良好的天气下进行。

3．交流耐压法

交流耐压法，也是利用劣质绝缘子的绝缘特性下降，耐受电压降低来判断劣质绝缘子的。这种方法判断绝缘子的优劣最直接、最权威、也是检验其他方法有效性和检出劣质绝缘子真讳的依据。但该方法难以现场测量。

目前，500kV输电线路已成为国家电网的主干线。500kV线路，电场强，绝缘子串长，对检测装置干扰大，且检测和判断都十分困难。近年来，利用劣质绝缘子的绝缘电阻降低和分担电压降低这一特性，又研制开发出《超声波劣质绝缘子检测仪》、《自爬式不良绝缘子检测器》等，已经开始用于500kV输电线路的零值绝缘子的检测。

4．红外热像仪检测绝缘子劣化

红外热像仪检测绝缘子的基本原理是根据绝缘子串的分布电压所在各片绝缘子上反映的热分布，进行成像处理来检测绝缘子的，该仪器可在远距目标的地面或航空测量，且不受高压电磁场的干扰。为用户所欢迎。近年来，我国华北电力科学研究院以及华东、河南等地已经开展了这方面的工作，取得了可喜的成绩。该测量方法的缺点在于需要一个天气稍微阴暗的背景。

5．声和超声法

声和超声测量法是利用声一电传感器，探测劣质绝缘子发生局部放电时发出的声波和超声波来确定劣质部位的。属非接触式测量，它在强大的高压电磁场下，区别劣化局放信号，有一定难度。

绝缘电阻测定法

对于单元件的绝缘子，只能在停电的情况测其绝缘电阻。使用的仪表多为绝缘电阻表，《电力设备预防性试验规程》规定，采用2500V及以上的绝缘电阻表。目前，使用比较多的是2500V和 5000V绝缘电阻表，也有电压更高的专门仪器。但实际上，在1×104MΩ以内，精度相同的2500V和5000V绝缘电阻表，在相同的湿度下测量的绝缘电阻基本相同。在所测绝缘电阻大于1×104MΩ时， 2500V绝缘电阻表无法读出准确的绝缘电阻值，只能按∞记数，而5000V绝缘电阻表可测取的最大绝缘电阻可达2× 105MΩ。

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，使测量绝缘电阻的绝缘电阻表处于地电位，从测得的绝缘电阻中减去高电阻杆的电阻值，即为被测绝缘子的绝缘电阻值。带电测量绝缘子的绝缘电阻的原理接线如图11－l所示。图中R为高电阻杆中的电阻值按10～20kΩ／V、长度按0．5～1.5kV／cm选择，每单位电阻容量为1～2W；C为接地电容，可使绝缘电阻表处于地电位，C的绝缘电阻应达到绝缘电阻表的最大量限，以保证测量的准确度。C的电容量为0．01～0．05μF，电压应能承受直流3000V以上。

图 11-1 带电测绝缘子绝缘电阻的原理图

利用绝缘电阻表检测“零”或“低”值绝缘子有相当的准确性。有资料介绍，用电压分布法，检出运行线路上的劣质悬式绝缘子，并再对其进行绝缘电阻测定和击穿电压试验。证明了劣质绝缘子在表面清洁、干燥的状态下，其绝缘电阻多低于300MΩ，当绝缘电阻大于300MΩ时，其交流击穿电压一般在56kV以上。

然而，利用绝缘电阻表检测零值或低值绝缘子也有一些限制和弊病。它对个别或少数绝缘子进行检测尚较方便，但对大量绝缘子进行检测则工作量太大，很难进行。另外，绝缘电阻的测量必须在空气相对湿度低于80%的良好天气且绝缘子表面无凝露的条件下进行。否则，空气相对湿度较高（例如 80%以上），且绝缘子表面有污物和凝露时，良好绝缘子的绝缘电阻值也很低，容易把良好绝缘子误判为劣质绝缘子。

分布电压测定法

在正常情况下，由于绝缘子的体积电阻和表面电阻较工频下的容抗大得多，所以绝缘子串也就相当于由许多电容器组成的链形回路。也就是说，悬式绝缘子串和变电所用支柱绝缘子，其工作电压的分配与各元件的电容量成反比，同时，也受到各元件对地及对导线间的电容量的影响。对地电容CE使靠近导线的绝缘子分担更高的电压，而对导线的电容C L，又使远离导线的绝缘子分担较高的电压。其等值电路图如图11－2（a）所示通常每个悬式绝缘子两电极间的电容C（约50～100PF），大于对地电容 C E（约 4～5PF），而对地电容C E又大于对导线的电容CL（约0.5～1PF）。其结果，使得最靠近导线的绝缘子分担最高的电压，依次递减至串中或支柱的中部绝缘分担的电压最低，在靠近接地的横担端，分担的电压又略升高。如图11－2（b）所示。如果绝缘子本身的电容C越大，悬式绝缘子串或者支柱绝缘子中各元件上分担的电压就愈均匀，绝缘子串越长，电压分布就越不均匀。因此，可以认为，悬式绝缘子串中各绝缘子上分担的电压一般要比支柱绝缘子均匀些。

图11－2 绝缘子串等值电路及电压

分布曲线

（a）等值电路；（b）

电压分布曲线

当绝缘子串中或支柱绝缘子具有劣化元件时，沿绝缘子串（或柱）各元件的电压分布将与正常分布不同。根据试验，劣化绝缘子上分布的电压大多在正常值的50%以下。此外，劣化绝缘子还有一个显著的特点,即劣化绝缘子的电压降明显低于两侧良好绝缘子的电压降。因此，采用分布电压法来判定零低值绝缘子应有两个标准：①当被测绝缘子上的电压值低于标准规定值的50%时；②分布电压虽然高于标准值的50%，但明显地同时低于相邻两侧良好绝缘子的电压值时，均可判为零值或低值绝缘子，如图11－3所示。