输电线路试验与检测.

1、试验装置
用紫外成像仪检测线路绝缘子沿面放电过程的试验原理见图12-9。 在试品低压端套装一个自主开发的卡装穿芯式非接触电流传感器，其频 带为20 Hz~200 kHz，能满足测量工频泄漏电流的需要。泄漏电流采集系 统中，电流传感器二次侧感应出的电流信号经RC滤波电路滤除电磁干扰 信号。滤除后的有效信号由运算放大器进行放大调理，又经数据采集器 处理后送入微机，通过虚拟仪器面板可观测到并实时记录泄漏电流的波 形。
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。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。
一、传统检查方法
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。
百度文库始端
A
末端
B
C
V HZ TV
TA
W
A
。。
图12-4 测量零序阻抗接线图
第三节 线路导线接头试验
按有关规程的规定对母线、引线或架空输电线的接头进行连接。 在连接或运行中需要进行质量检查时，应做交流接头电阻比或直流接 头电阻比试验，或在额定电流下做温升试验。 一、接头电阻比试验 测量电阻比的方法有交流电压降法和直流电压降法。 1、直流电压降法 如图12－5(a)所示用直流法电压降法测量接头电阻比。取AB和CD的长 度相等。测量时应先接通电流后，再接入毫伏表，这样是为了防止毫 伏表损坏，断电源时的顺序则相反。接线时为避免给测量电压造成误 差，应使电流回路的连接线远离电压测量点。 测得的接头电阻值应不大于等长导线的电阻。并要求档距内导线的机 械强度，应不小于导线抗拉强度的90%。
先用温度计（或手触及）检查各接头的发热状态，选其温度较高者 进行接头过渡电阻测量。
用交流测量接头的电阻时，由于测量回路的电感和大电流发生 器绕组磁场的影响，可能引起较大的误差，因此需提高整流型毫伏 表（mV）的电压，以减小测量误差。
在变电站采用交流测量接头的过渡电阻时，可用大电流发生器 作电源进行接头试验。
包扎加固。
第四节 输电线路杆塔接地电阻和回路电阻 试验
一、.接地电阻试验 随着电力系统的发展，电网规模的扩大，各种微机监控设备的普遍
应用，人们对接地的要求越来越高，而接地好坏的重要标准之一，就 是接地装置的接地电阻大小。 目前的各种接地电阻测量方法，主要是 为了测量工频接地电阻而采用的，是为了提高测量和计算的精度，或 消除和降低测量中的干扰而研究出的方法。具体的试验方法详见第十 五章。 二、回路电阻试验 使用CA6411型接地电阻测量仪进行回路电阻试验。 测量时只需将测量头卡住接地引下线即可，如图12-8。
测量时，采用小截面的导线作电压引线比用大截面的导线误差 小。这是因为小截面导线的电阻大，电抗分量的影响相对较小。
二、接头温升试验 做接头温升试验时，可按图12－5（b）接线，通入电流后，测
量接头和环境的温度。铜、铝导线的容许温升为70℃和60℃。测量 接头温度时，采用点温计或酒精温度计，并将其测量端头紧贴导线 接头，在外面敷以石棉泥或其他绝热保温材料，防止脱落用耐温带
2、检测方法
以检测瓷瓶为例，由于瓷瓶断裂多是在法兰口内 3 cm 到第一瓷沿之间 。在测量时，将探头放置在铸铁法兰和第一个瓷沿之间，前方对法兰口，径 向移动一周( 或 4～5 点)，观察测量得到的波形，如果测量波形中有幅值较 大的波峰，将探头在该处沿轴向和径向移动， 以便进一步确定裂纹的大小 和位置。在法兰和瓷瓶相交处一般有部分砂层覆盖，探头应该放置在砂层过 渡区后，探测位置如图12-10所示。
直流毫伏电压表如图12-2。
. . . . A
始端 B
末端
C
A
V
DC
图12-2 电流电压表法测量线路直流电阻接线图 A─直流电流表，V─直流电压表
第二节 输电线路阻抗测量
输电线路阻抗的测量分正序阻抗和零序阻抗两种来测量。
一、测量正序阻抗
如图12-3所示将线路末端三相短路，在始端加三相工频电压，测量各相 的电流、三相的线电压和三相总功率。按测得的电压、电流取三个数的算术 平均值；功率取功率表1及2的代数和（用低功率因素功率表），并按下式计 算线路每相每公里的正序参数。
第十二章 输电线路试验与检测
第一节 输电线路绝缘试验
本节讨论的线路参数均指三相导线的平均值，即按三相线路通过换 位后获得完全对称。对不换位线路，因其不对称度较小，也可以近似地 适用。
一、线路各相的绝缘电阻的测量
线路各相的绝缘电阻的测量，是对线路绝缘状况、接地情况或相间 短路等缺陷的检查。
测量不能在雷雨天气应在天气良好的情况下进行。为保证人身和设 备安全以释放线路电容积累的静电荷，首先将被测线路相对地短接。
架空地线
I
E
RX R1 R2
Rn
R大地
大地
图12-8 CA6411型电阻测量仪测量原理
测量时只需将测量头卡住接地引下线即可，如图12-8。这时在仪器的 信号线圈产生一个交流信号E，电压E通过架空地线、杆塔、接地极及大地 构成回路，产生电流I，这样可知测量回路的电阻R。待测杆塔接地电阻Rx 与R总近似相等，这是因为，通常测量回路电阻有以下四个部分组成：
超声波检测作为无损检测的一种方法，在金属类器件的波检测上得到 了广泛的应用。超声波检测时，检测仪发出高频脉冲电信号加在探头的压电 晶片上，由于逆压电效应，晶片产生弹性形变，从而产生超声波；超声波经 耦合后传入被探工件中，遇到异质界面时产生反射， 反射回来的超声波同 样作用到探头上，正压电效应使探头晶片上产生放电信号。通过分析晶片上 的电信号，就可以知道被探工件中的缺陷等信息。
测量时，拆除三相对地的短路接地线，为保证测试工作的安全和测 量结果的准确然后测量各相对地是否还有感应电压，若还有感应电压， 应采取措施消除。
对线路的绝缘电阻进行测量时，确定线路上无人工作，并得到现场 指挥允许工作的命令后，将非测量的两相短路接地，用两千五至五千伏 兆欧表，依次测量每一相对其它两相及地间的绝缘电阻。对于线路长电 容量较大的，应在读取绝缘电阻值后，先拆去接于兆欧表L端子上的测 量导线，再停摇兆欧表，以免反充电损坏兆欧表。测量结束应对线路进 行放电。
五、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。 六、激光多谱勒法
存在裂缝的绝缘子的振动中心频率与正常绝缘子有很大差异。将超声波
（a）
A
BC
D
PV1
mV
A
PA
mV PV2 S
U
A
BC
D
(b)
mV
TA
PV
mV PV
A
T
PA U~
图12－5 测量接头电阻比的试验接线 (a)直流电压降法；(b)交流电压降法 U－、U～─直流和交流电源；T─变压器；S─开关
2、交流法 图12－5（b）所示为交流法测量接头电阻试验接线。 试验时与接头连接的导线截面应足够大连接要牢固。通电流后
①Rx待测量的杆塔接地电阻。
②R大地是大地电阻，通常远小于1。
③R1// R2//…// Rn是该线路其余各基杆塔接地电阻并联值。
④R地线是架空地线的电阻，通常小于1。所以，
R总 = Rx + R大地 + R1// R2//…// Rn + R地线 Rx （12-17）
第五节 输电线路杆塔劣质绝缘子检测
红外热像测温普查发现：凡有明显局部过热点的绝缘子，其过热点至绝 缘子高压端硅橡胶表面均显著发黑，粉化，变脆变硬，憎水性基本丧失，有 的有许多细小裂纹甚至出现严重破损；发热点至高压端的一段不能承受工频 耐压试验或陡波冲击试验，可知发热点为内绝缘界面局部放电进展的位置。
三、超声波检测法
1、超声波检测法的原理
R
C1
T
B
F C2
380V
H
Z
紫外成像仪
图12-9 试验原理接线图
2、试验方法
该试验共使用了6个绝缘子试品，3个测污液电导率，3个测沿面放电。 试品试前洗净自然风干，用硅藻土将硅橡胶表面打毛以破坏其憎水性，接着 用浸污法涂污试品，放置>24 h使污层风干。
实验时先在绝缘子表面形成水雾，待其表面充分受潮湿润后逐渐平稳 升压使绝缘子发生沿面放电。每支试品做4次试验，同一放电状态的4次数值 中，取其数值较低的3次测量值，即取三串9次的平均值作为该条件下合成绝 缘子某一放电阶段的测量值。每次试验后，待试品污层重新饱和湿润，再重 复升压试验。每两次沿面放电试验间隔5 min。
在图12-3中，试验电源电压应按线路长度和试验设备来选择，对100公 里及以下线路可用380伏，100公里以上线路最好用1千伏以上电压测量，以 免由于电流过小引起较大的测量误差。
A
U3 ~ B
C
始端
LH LH
末端
YH
VV
V
f
A AA
WW
1
2
图12－3 测量正序阻抗的原理图
二、测量零序阻抗
测量零序阻抗接线如图12-4所示，测量时将末端三相短路接地， 在始端施加单相交流电压。
二、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(N2)，而氮气电离的 放射频谱(λ=280nm～400nm)主要落在紫外光波段。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。
二、核对相位
核对相位一般用兆欧表和指示灯法。指示灯法又分干电池和 工频低压电源两种。
1、兆欧表法 图12-1是用兆欧表核对相位的接线图，在线路的始端一相接
兆欧表的L端，兆欧表的E端接地，在线路末端逐相接地测量，若 兆欧表的指示为零，则表示末端接地相与始端测量相同属于一相 。按此方法，定出线路始、末两端的A、B、C相。 2、指示灯法
法兰 砂层
探头
图12-10 探测位置图
砂层 法兰
探头
四、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。
指示灯法是将图12-1中的兆欧表换成电源，和指示灯串联测 量，若指示灯亮，则表示始、末两端同属于一相。但应注意感应 电压的影响，以免造成误判断。
A 始端 B
C
。 。。
兆欧表
A' B' 末端
C'
图12－1 核对相位接线图
三、测量直流电阻
试验前线路末端三相均应彻底放电。线路始端开路，末端三
相短路，拆开两端所有接地线。使用仪器设备：24V直流电源，
超声波检测有纵波斜角超声波检测和爬波超声波检测。纵波斜角超声 波检测速度较慢， 但可检测绝缘子的中心部位，爬波检测速度较快，探测 表面下1～15mm 的裂纹非常敏感。由于受到变电站停电时间的限制，在超 声波现场检测多用爬波检测。在进行 测 量 前 ，先 要 利 用 标 准 试 块，作 出 DAC(Distance- Amplitude- Calibrate) 曲 线，DAC 曲线显示了距离不同缺 陷位置的反射波幅值，通过对比测量波形和 DAC 曲线来判断被测试品中是 否有缺陷。
发生器所发出的超声波，用抛物型反射镜或用激光源对准被测绝缘子，以激 起绝缘子的微小振动，然后将激光多谱勒仪发出的激光对准被测绝缘子，根 据反射回来的信号的频谱分析，即获得该绝缘子的振动中心频率值，据此可 判断被测绝缘子的好坏。