輸電線(xiàn)路絕緣子在線(xiàn)檢測與診斷
一、絕緣子電壓分布在線(xiàn)檢測
檢測電壓分布的方法很多，早期大多采用短路叉、火花間隙或小型靜電電壓表等方法。其中短路叉及火花隙法較簡(jiǎn)單，而且由于兩觸頭之間的電容小，對絕緣子串原有的電壓分布影響很小。但短路叉法是依靠該片絕緣子被短路時(shí)所發(fā)出的火花及放電聲來(lái)檢別，當周?chē)鷫木吃肼暩邥r(shí)準確度低�；鸹ㄩg隙法用一可調的放電間隙，可讀出該片絕緣子所承受的電壓數值，但讀數的分散性相當大。如用絕緣桿將小型靜電電壓表放在靠近被測絕緣子進(jìn)行測量，則可測出每片上承受的電壓值，但由于靜電電壓表的極間電容（30～50pF）與絕緣子本身的電容（35～60 pF）相近，并聯(lián)時(shí)將影響該片絕緣子原來(lái)的電壓分布值，而且表頭小，絕緣桿長(cháng)時(shí)更難以看清讀數�，F在多采用電阻桿或電容桿分壓的方法，這樣處于低電位的指示儀表易讀數。
近幾年來(lái)，國內外不斷探索檢測電壓分布和不良絕緣子的新方法，這些方法主要有以下幾種。
（一）自爬式不良絕緣子檢測器
當絕緣子串中片數很多，每片都要手持絕緣桿進(jìn)行測量，不但勞動(dòng)強度大，而且容易出錯。自爬式不良絕緣子檢測器主要由自爬驅動(dòng)機構和絕緣電阻測量裝置組成。在對垂直絕緣子串進(jìn)行測量時(shí)，先將檢測器置于最高絕緣子兩端，然后利用重力依次向下移動(dòng)。它在測量時(shí)用電容器將被測絕緣子的交流電壓分量旁路，并在帶電狀態(tài)下測量絕緣子的絕緣電阻，根據直流絕緣電阻的大小判斷絕緣子是否良好。如用于測量耐張串，可靠?jì)炔氐男⌒碗妱?dòng)機驅動(dòng)，依次測到另一側。圖1所示為用于500kV超高壓線(xiàn)路的自爬式不良絕緣子檢測器的檢測系統框圖。
（二）電暈脈沖式檢測器
在輸電線(xiàn)路運行中，絕緣子串的連接金具處會(huì )產(chǎn)生電暈，并形成電暈脈沖電流通過(guò)鐵塔流入地中。電暈電流與各相電壓相對應，只在一定的相位范圍內產(chǎn)生。若進(jìn)一步把正負極性的電流分開(kāi)，則同極性各相的脈沖電流相位范圍的寬度小于各相電壓間的相位差，采用適當的相位選擇方法便可以分別觀(guān)測各相脈沖電流。利用該原理開(kāi)發(fā)出一種專(zhuān)門(mén)在地面上使用的檢測器，如圖2所示。檢測系統由四部分組成：電暈脈沖信號檢測回路、周期信號發(fā)生回路、各相電暈脈沖計數回路和顯示回路、測量控制回路。這種檢測器具有重量輕、體積小、不用登桿、檢測效率較高等特點(diǎn)。
測量時(shí)對各相電暈脈沖分別進(jìn)行計數，并選出最大最小的計數值，取兩者的比值（最大/最�。┳鳛榕袆e依據。當同一桿塔的三相絕緣子串無(wú)不良絕緣子時(shí)，各相電暈脈沖處于平衡狀態(tài)，此時(shí)比值接近于1；當有不良絕緣子時(shí)，則各相電暈脈沖處于不平衡狀態(tài)，該比值將大于1�？梢韵纫澡F塔為單元粗測，若判定該鐵塔有不良絕緣子時(shí)，再逐個(gè)絕緣子細測。
（三）電子光學(xué)探測器
由于架空輸電線(xiàn)路絕緣子串中每片絕緣子串和電壓分布是不均勻的，離導線(xiàn)最近的幾片絕緣子上的電壓降最大。當出現零值絕緣子時(shí)，沿絕緣子串的電壓將重新分布，離導線(xiàn)最近的幾片絕緣子上的電壓將急劇升高，會(huì )引起表面局部放電或者增加表面局部放電的強度。而根據表面局部放電時(shí)產(chǎn)生光輻射的強度，就可知道絕緣子串的絕緣性能。圖3給出了一種電子光學(xué)探測器的結構示意圖。
實(shí)際檢測中，有缺陷的絕緣子串中表面局部放電的光輻射超過(guò)平均光輻射強度。但是，電子光學(xué)探測器僅能判斷出絕緣子串中是否存在零值絕緣子，不能確定到底有幾片零值絕緣子以及它們的位置。
（四）紅外熱像儀檢測法
不良絕緣子與良好絕緣子的表面溫度存在差異，盡管這種差異很小，但應用紅外熱像儀可以將絕緣子表面的溫度分布以直觀(guān)、形象的熱像圖顯示出來(lái)。
正常運行中，不良絕緣子由于電壓低于正常絕緣子，導致該不良絕緣子的表面溫度低于正常絕緣子，利用紅外熱像儀可以測量出這種溫度的差異。對于涂有半導體釉的防污絕緣子的遙測相當順利，因為表面電流較大、溫升較高，一出現零值絕緣子，該片的溫度將比其他正常絕緣子低幾攝氏度，易于用紅外熱像儀識別；而對于玻璃絕緣子或普通釉的瓷絕緣子，正常時(shí)溫升就很小，當出現不良絕緣子，其溫度比其他正常者只低約1℃左右，在現場(chǎng)使用時(shí)，難度有所增大。
利用紅外熱像法來(lái)檢測不良絕緣子，簡(jiǎn)單方便、速度快、效率高，甚至可普查每串絕緣子，還可結合檢測進(jìn)行巡線(xiàn)，是高壓、超高壓及特高壓輸電線(xiàn)路不良絕緣子的檢測方向。
（五）激光掁動(dòng)檢測法
近年來(lái)國外已開(kāi)始將激光技術(shù)用于對已開(kāi)裂絕緣子的遙測，如英國CERL研究過(guò)用激光多普勒掁動(dòng)儀的方法來(lái)測量絕緣子表面的微小掁動(dòng)。日本研制出一種用超聲源引起絕緣子的掁動(dòng)，然后再用激光來(lái)測量的方法。
因為從掁動(dòng)的頻譜來(lái)看，已開(kāi)裂的絕緣子的中心頻率與正常時(shí)不同。如將超聲發(fā)生器所產(chǎn)生的超聲波用拋物型反射鏡對準被測絕緣子激起微小掁動(dòng)，然后將激光對準此被測絕緣子，根據反射回來(lái)的信號的頻譜分析，即可判定該絕緣子是否已開(kāi)裂。圖4為反射回的信號的頻譜分析，已開(kāi)裂的絕緣子的頻譜已產(chǎn)生了明顯變化。目前已有可能在現場(chǎng)用此法對50m以?xún)鹊慕^緣子實(shí)現遙測。
二、瓷質(zhì)劣質(zhì)絕緣子診斷——分布電壓法
瓷質(zhì)劣質(zhì)絕緣子的測量分兩步進(jìn)行。第1步粗測以判斷三相中是否存在以及哪一相存在劣質(zhì)絕緣子。第2步詳細測量劣質(zhì)絕緣子存在相的分布電壓，并與該電壓等級下的標準電壓進(jìn)行比較，可以得出劣質(zhì)絕緣子的確切位置。第1步在現場(chǎng)利用專(zhuān)用測量?jì)x器就可完成，但測量的數據作為查詢(xún)和統計的記錄，仍然要存儲在數據庫中。第2步在現場(chǎng)完成。
專(zhuān)家判據采用電力系統運行經(jīng)驗中規定的劣質(zhì)絕緣子判斷標準：絕緣子的分布電壓小于正常值的50%，判為劣質(zhì)；絕緣子的分布電壓小于相鄰絕緣子電壓、且比相鄰絕緣子電壓的小者還小70%時(shí)，可判為劣質(zhì)。其中，不同電壓等級、不同片數絕緣子串的分布電壓標準值都存儲在專(zhuān)家庫中。數據輸入人員只需要將測量的數據輸入，就可以得到專(zhuān)家判斷結果，不需要操作人員查運行手冊、計算、判斷，這些工作全部由計算機完成，而且輸入的數據可以由計算機完整地保存下來(lái)，以供對比、統計之用。
三、瓷質(zhì)劣質(zhì)絕緣子診斷——電流法
電流檢測是通過(guò)測量絕緣子串的容性電流進(jìn)行的。當絕緣子內部有局部放電時(shí)，測量的波形中會(huì )出現放電脈沖，但同時(shí)也伴有大量噪聲。有時(shí)噪聲可能會(huì )淹沒(méi)放電脈沖。通過(guò)小波消去噪聲后，給出干凈的脈沖電流波形，然后再進(jìn)行判斷。
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