测量绝缘子串电压分布的仪器

测量绝缘子串电压分布的仪器如下：

1．电阻分压杆电阻分压杆的内部结构和接线如图11-4所示，其中图（a）、(b)是表示测量两点之间电位差的外部结构和内部连接图；图（C）、（d）是表示测量某点对地电位的外部结构和内部连接图。前者适用于110kV及以上的变电站和线路绝缘子串测量；后者适用于35kV变电站内支柱绝缘子的测量。图中的C是滤波电容，一般采用0．1～5μF的电容（有时也可不用此电容）。微安表可采用50～100μA的表头。电阻杆的电阻值可按10～20k Ω/V选取，电阻表面爬距它按0.5～1.5kV／cm考虑，每个电阻的容量为1～2W。整流管可选用普通的硅二极管。图11－4电阻分压杆（a）测量两点电位差的外部连接；（b）测量两点电位差的内部连接；（c）测量某点电位的外部连接；（d）测量某点电位的内部连接

这种检验杆应预先在室内求出端部电压和微安表读数的关系，并应经常校准。在强电场附近测量时，要注意外界电场对表读数的影响，必要时需采用适当的抗干扰措施。用于测量的接地线要连接牢靠，防止测量过程中脱开，造成危险。2．电容分压杯电容分压杆与电阻分压杆类似，只是把电阻串和带有桥式整洗的微安表换成一个或几个串联的高压电容器与一个小量限指针式静电电压表（或仍有桥式整流的微安表）相串联。电容器的电容应稳定，电容量不宜太大，一般3～5PF以下，使电压分布测量误差限制在10%以内。

图11-5 可调火花间隙测杆3．火花间隙检测杆图11－5是一种可调式火花间隙检测杆，测量部分是一个可调放电间隙和一个小容量的高压电容器相串联。测前应校正好间隙距离和放电电压的关系，并标在刻度盘上，测量时，转动操作杆，改变间隙距离，直至开始放电，即可读该放电距离下的放电电压值。为防止火花间隙放电短接了良好绝缘子而引起对地闪络，可用一电容C与火花间隙串联，然后再接到探针上去，C值约为30PF。与一良好悬式绝缘子电容值相近。因火花间隙的电容量小，只有几个皮法，与C串联后对测量电压影响不大。但这种工具动电极易损伤，放电电压受温度影响，测量结果分散性较大。因此，它仅用于检验性测量。4．SG系列数字式高电压表目前我国生产的SG系列数字式高电压表，可用于测量绝缘子表面某点对地电位。其测量范围是100～150kV，它具有自动变换量程、液晶显示、数据保持等特点。还可配备微型数据存储器和打印设备，使用方便。交流耐压法交流耐压试验是判断绝缘子抗电强度最直接、最有效、最权威的方法。可以利用它检验前述几种方法的有效性和鉴别检出劣质绝缘子的真讳。有些场合，例如160kN级及以上绝缘子在运至安装现场前，指定要进行工频耐压试验。但是，这种方法需要一套高压试验电源，且需要将试品从运行现场卸下来测量。对于输电线路绝缘子的检测工作量太大。表11－4列出了支柱绝缘子交流耐压试验的标准。对于35kV针式支柱绝缘子两元件胶合者，每个元件应能耐受50kV电压；三元件胶合者，每个元件应能耐受34kV电压，对盘形悬式绝缘子的交流耐压试验，规程规定，在其机械破坏负荷为60～300kN施围内，应能耐受60kV 交流试验电压（1min）。表11-4 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）交流耐压试验电压（kV）纯瓷绝缘固体有抗绝缘出厂交接及大修出厂交接及大修

注：括号中数值适用于小接地短路电流系统。超声波劣质绝缘子检测仪超声波劣质绝缘子检测仪，也是测量运行绝缘子串分布电压的一种仪器，它是将绝缘子串电压分布的实测结果与良好绝缘子串的标准电压分布相比较而检出劣质绝缘子。该测量装置的主要由高压探头、接收传感器和接收器以及数字式电压显示仪、绝缘操作杆等几部分组成，如图ll－6所示。其工作原理是由高压探头接触被测绝缘子，高压传感器将信号采样，经超

声波换流器将交流信号转换为超声信号，经绝缘操作杆传至接受传感器，将超声信号还原为电信号送给接收器，由接收器内的识别电路、计算电路，将交流信号数字化，再由数字电压表显示出被测绝缘子的分布电压。

图11-6 超声波劣质绝缘子检测仪原理图由于该装置的抗干扰的能力较强，且输入电容量较小（实测为l～2PF），因此可以在500kV输电线路上进行测量，且能保证测量的精度。河南电力试验研究和郑州电业局等单位曾用该装对500kV姚双线、姚郑线多级瓷绝缘子进行现场实测，结果甚为满意。但是该装置仍需登塔、探头和瓷绝缘子接触，500kV绝缘操作杆较长，对耐张申的劣质绝缘子的检测不太方便。红外热像检测绝缘子劣化1．红外热像检测劣化绝缘子的必要性红外热像技术是非接触检测，可在距绝缘子相当远的地面进行，也可航空检测。随着红外热像技术的进步，空间分辨率和温度分辨率俱佳，重量轻、体积小的便携式热像仪的使用，为绝缘子劣化的准确、方便、安全诊断提供了必备的条件。随着电力系统的发展，电压等级的增长，我国500kV超高压输电线路越来越多，例如：某500kV 双回线路约700基塔，将具有约15万片绝缘子，如果采用接触式逐片测量其工作量将是十分繁重的，而采用热像检测法则可在地面一次将多个绝缘子成像存储，检测高效安全。2．红外热像检测劣化绝缘子机理红外热像技术就是对被检物体的温度分布进行成像处理，使其热的二维分布成为二维可视图像，人们可以据热场分布的变化对被检设备性能好坏进行诊断。

对输电线路绝缘子串来讲，它的热分布是与其电压分布相对应的，而绝缘子串的电压分布在正常的情况下，如第四节三、中所述，与绝缘子串的电容量成反比。各电压等级下的绝缘子串中各片分布电压值已列于表11-3中，其电压分布曲线呈马鞍形，参见图11－2（b）。绝缘子的发热由三部分组成，一为电介质在工频电压作用下极化效应发热，二为内部穿透性泄漏电流发热，三为表面爬电泄漏电流发热。当绝缘子性能良好时，其发热主要是第一项，当瓷绝缘劣化后，或为瓷件开裂，或在瓷盘上积污，均会使第二或第三项的泄漏电流加大而使发热增加，致使绝缘子温度升高。研究表明，劣化绝缘子的发热功率只有一个极大值，即当绝缘子的绝缘电阻降低到等效容抗值时，它的发热功率最大，可计算出各种电压等级绝缘子串最大发热时的电阻参考值，如表11－5所示。表11－5 绝缘子串最大发热电阻值

电压等级（kV）35 110 220 330 500 电阻值（MΩ）60～40 70～47 74～49 76～51 77～51 有关研究还表明，当劣化绝缘子的绝缘电阻为10～300MΩ时，它的发热功率大于正常绝缘子的发热功率，其温升比正常绝缘子要高；当其绝缘电阻为5MΩ以下时，其上分布电压很低，发热功率小于正常绝缘子，温升也较正常为低；而当劣化绝缘子的绝缘电阻在5～10MΩ之间时，其温升与正常绝缘子相差很小，从热场分布上很难分别，人们又称这个区段为“盲区”。综上所述，零值绝缘子的发热功率接近千零，红外热像显示其钢帽部分温度偏低；低值绝缘子的热像显示钢帽温升偏高，污秽绝缘子的瓷盘表面温升偏高