絕緣子的絕緣電阻及耐壓試驗(yàn)

1、絕緣子的絕緣電阻及耐壓試驗(yàn)絕緣子是電網(wǎng)中大量使用的一種絕緣部件， 當(dāng)前應(yīng)用得最廣泛的是瓷 質(zhì)絕緣子，也有少量的玻璃絕緣子，有機(jī)（或復(fù)合材料）絕緣子國(guó)內(nèi)也 陸續(xù)有了應(yīng)用。絕緣子的形狀和尺寸是多種多樣的，按其用途分為線路絕緣子和 電站絕緣子，或戶內(nèi)型絕緣子和戶外型絕緣子；按其形狀又有懸式絕 緣子j針式絕緣子、支柱絕緣子、棒型絕緣子、套管絕緣子和拉線絕 緣子等。除此之外還有防塵絕緣子和絕緣橫擔(dān)。瓷件（或玻璃件）是絕緣子的主要組成部分，它除了作為絕緣外，還具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。 為保證瓷件的機(jī)電強(qiáng)度， 要求瓷質(zhì)堅(jiān)固、均勻、無(wú)氣孔。為增加絕緣子表面的抗電強(qiáng)度和抗 濕污能力，瓷件常具有裙邊和凸棱， 并在瓷件

2、表面涂以白色或有色的瓷釉，而瓷釉有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，且能增加絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度。絕緣子在搬運(yùn)和施工過(guò)程中，可能會(huì)因碰撞而留下傷痕 ；在運(yùn)行 過(guò)程中，可能由于雷擊事故，而使其破碎或損傷；由于機(jī)械負(fù)荷和高 電壓的長(zhǎng)期聯(lián)合作用，而導(dǎo)致劣化，這都將使其擊穿電壓不斷下降， 當(dāng)下降至小于沿面干閃電壓時(shí)，就被稱為低值絕緣子。低值絕緣子的 極限，即內(nèi)部擊穿電壓為零時(shí)，就稱為零值絕緣子。當(dāng)絕緣子串存在 低值或零值絕緣子時(shí)，在污穢環(huán)境中，在過(guò)電壓甚至在工作電壓作用 下就易發(fā)生閃絡(luò)事故。例如，電網(wǎng)曾多次發(fā)生由于存在零值絕緣子而 引起的污閃事故；某電業(yè)局110kV線路，也曾因出現(xiàn)零值絕緣子，而 導(dǎo)致絕緣子爆炸。因此，及

3、時(shí)檢出運(yùn)行中存在的不良絕緣子，排除隱 患，對(duì)減少電力系統(tǒng)事故、提高供電可靠性是很重要的。在相關(guān)規(guī)程中，絕緣子試驗(yàn)指的是支柱絕緣子和懸式絕緣子試驗(yàn)，其試驗(yàn)項(xiàng)目如下：(1) 零值絕緣子檢測(cè)(66kV及以上)。(2) 測(cè)量絕緣電阻。(3) 交流耐壓試驗(yàn)。(4) 測(cè)量絕緣子表面污穢物的等值鹽密。運(yùn)行中的針式支柱絕緣子和懸式絕緣子的試驗(yàn)項(xiàng)目可在檢查零 值、絕緣電阻及交流耐壓試驗(yàn)中任選一項(xiàng)。玻璃懸式絕緣子不進(jìn)行該 三項(xiàng)試驗(yàn)，運(yùn)行中自破的絕緣子應(yīng)及時(shí)更換。一、絕緣子絕緣電阻的測(cè)量(1) 絕緣電阻測(cè)量是對(duì)瓷絕緣子、鋼化玻璃絕緣子、復(fù)合絕緣子的絕緣電阻的測(cè)量。測(cè)量的目的是檢查絕緣子的絕緣狀況，發(fā)現(xiàn)絕緣子的絕緣劣

4、化和絕緣擊穿等缺陷。(2) 35220kV架空送電線路的絕緣子絕緣電阻測(cè)量推薦使用 5000V兆歐表進(jìn)行測(cè)量。1. 絕緣電阻合格的標(biāo)準(zhǔn)(1) 新裝絕緣子的絕緣電阻應(yīng)大于或等于500MD。(2) 運(yùn)行中絕緣子的絕緣電阻應(yīng)大于或等于 300MD。2. 絕緣子劣化判定原則(1) 絕緣子絕緣電阻小于300MD，而大于240MD可判定為低值絕 緣子。(2) 絕緣子絕緣電阻小于240MD可判定為零值絕緣子。復(fù)合絕緣一般不采用本方法測(cè)試絕緣電阻。3. 導(dǎo)致盤(pán)型懸式絕緣子劣化的原因(1) 溫度的影響，溫度對(duì)絕緣電阻影響很大，絕緣電阻隨溫度上升而減小。原因是溫度升高，絕緣介質(zhì)的極化加劇，電導(dǎo)增加使絕緣 電阻下降

5、，變化的原因與溫度變化程度和絕緣材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等有關(guān)。(2) 濕度的影響，濕度對(duì)表面泄漏電流的影響較大，原因是絕緣 表面吸附潮氣，形成水膜，會(huì)使絕緣電阻明顯下降。(3) 絕緣子機(jī)械過(guò)載造成的劣化。(4) 瓷件吸濕性劣化。(5) 瓷件內(nèi)外應(yīng)力重疊性劣化。(6) 瓷絕緣子熱膨脹造成的劣化。(7) 鋼帽澆裝水泥飽和膨脹性劣化。(8) 鋼帽澆裝水泥凍結(jié)膨脹性劣化(9) 鋼帽、鋼腳電腐蝕性劣化。(10) 絕緣子過(guò)電壓造成的劣化。(11) 絕緣子內(nèi)部缺陷造成的劣化。測(cè)量絕緣子電阻的注意：濕度較大時(shí)應(yīng)暫停測(cè)量。4. 測(cè)量方法對(duì)于單元件的絕緣子，只能在停電的情況下測(cè)量其絕緣電阻， 相 關(guān)規(guī)程中規(guī)定，采用25

6、00V及以上的兆歐表。目前使用較多的是2500V 和5000V兆歐表，也有電壓更高的專(zhuān)門(mén)儀器。但實(shí)際上，在 1*104MQ 以內(nèi)，精度相同的2500V和5000V兆歐表，在相同的濕度下測(cè)量的絕 緣電阻基本相同。在所測(cè)絕緣電阻大于1*104MQ時(shí)，2500V兆歐表無(wú) 法讀出準(zhǔn)確的絕緣電阻值，只能按乂記數(shù)。而5000兆歐表則可取的最 大絕緣電阻可達(dá)2*105MQo對(duì)于多元件組合的絕緣子，可停電、也可帶電測(cè)量其絕緣電阻。 其方法是用高電阻接至帶電的絕緣子上， 使測(cè)量絕緣電阻的兆歐表處 于地電位，從測(cè)得的絕緣電阻中減去高電阻的電阻值，即為被測(cè)絕緣子的絕緣電阻值。帶電測(cè)量絕緣子絕緣電阻的原理接線如圖4

7、1所示。圖4 1中，R為高電阻桿中的電阻，阻值按1020kQ/V、長(zhǎng)度 按0.5105kV/cm選擇，每單位電阻容量為I2W;C為接地電容，可 使兆歐表處于地電位，C的絕緣電阻應(yīng)達(dá)到兆歐表的最大量限，以保 證測(cè)量的準(zhǔn)確度。C的電容量為0.010.05卩F,應(yīng)能承受3000V以上 的直流電壓。5. 判斷(1) 針式支柱絕緣子的每一元件和每片懸式絕緣子的電阻不應(yīng)低于 300MQ。(2) 500kV懸式絕緣子的絕緣電阻不低于500MQ。值得注意的是，測(cè)量多元件支柱絕緣子每一元件的絕緣電阻時(shí)， 應(yīng)在分層膠合處繞銅線，然后接到兆歐表上，以免在不同位置測(cè)得的 絕緣電阻數(shù)值相差太大，而造成誤判斷。二、絕緣子

8、工頻交流耐壓試驗(yàn)交流耐壓試驗(yàn)是判斷絕緣子抗電強(qiáng)度是最直接、最有效、最權(quán)威 的方法。交接試驗(yàn)時(shí)必須進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。預(yù)防試驗(yàn)時(shí)，可用交流耐壓 試驗(yàn)代替零值絕緣子檢測(cè)和絕緣電阻測(cè)量， 或用它來(lái)最后判斷用上述 方法檢出的絕緣子。對(duì)于單元件的支柱絕緣子，交流耐壓試驗(yàn)?zāi)壳笆?最有效、最簡(jiǎn)易的試驗(yàn)方法。各級(jí)電壓的支柱絕緣子的交流耐壓試驗(yàn)電壓值如表 42所示。對(duì) 于35kV針式支柱絕緣子交流耐壓試驗(yàn)電壓值；兩個(gè)膠合元件者，每個(gè) 元件為50kV;三個(gè)膠合元件者，每個(gè)元件為34kV。對(duì)盤(pán)形懸式絕緣子， 機(jī)械破壞負(fù)荷為60300kN者，交流耐壓試驗(yàn)電壓值均取60kV。表42支柱絕緣子的交流耐壓試驗(yàn)電壓額定電壓（kV）

9、 最高工作電壓（kV） 交流耐壓試驗(yàn)電壓（kV）純瓷絕緣固體有機(jī)絕緣出廠交接及大修出廠交接及大修33.52525252266.9323232261011.5424242381517.5575757502023.0686868593540.5100100100904450.61251106069.0165165165150110126.0265265(305)265240(280)154177.0330360220252.0490490490440330363.0630注：括號(hào)中數(shù)值適用于小接地短路電流系數(shù)。(1) 交流耐壓試驗(yàn)的范圍是對(duì)瓷、鋼化玻璃、復(fù)合絕緣子。測(cè)量的目的：使用電壓分布測(cè)量法和

10、絕緣電阻測(cè)量法判斷絕緣有問(wèn)題的絕 緣子或絕緣子串，適用于單片瓷絕緣子施加一定時(shí)間的電壓，可有效地發(fā)現(xiàn)被試品內(nèi)部缺陷，耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)絕緣子優(yōu)劣最有效的測(cè)試方 法。(2) 交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備推薦使用100kV級(jí)的高壓試驗(yàn)設(shè)備。(3) 盤(pán)型懸式絕緣子流耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)械荷載為60300kN 的盤(pán)型懸式絕緣子交流耐壓試驗(yàn)電壓取 60kV。1. 交流耐壓試驗(yàn)的判定標(biāo)準(zhǔn)(1) 按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)耐壓lmin，在升壓和耐壓過(guò)程中不發(fā)生閃絡(luò)為合 格。(2) 以35kV/s加壓速度升到標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電壓時(shí)，若出現(xiàn)異常放電 聲，被試絕緣子閃絡(luò)，電壓表指針擺動(dòng)很大，應(yīng)判定為不合格。2. 交流耐壓試驗(yàn)注意事項(xiàng)(1) 在加壓過(guò)程

11、或耐壓過(guò)程中發(fā)現(xiàn)被試品過(guò)熱、擊穿、閃絡(luò)、異 常放電聲、電壓表指針大幅擺動(dòng)，應(yīng)立即斷開(kāi)電源。(2) 被試絕緣子分片放在地電位砂盤(pán)中，絕緣子鋼腳端應(yīng)連接在 試驗(yàn)變壓器高壓接線柱上。(3) 對(duì)被試品應(yīng)按絕緣子安裝順序進(jìn)行編號(hào)，記錄桿號(hào)、相別、單片編號(hào)、溫度、濕度、氣壓和耐壓試驗(yàn)結(jié)果三、運(yùn)行中的鋼化玻璃絕緣子自爆后的測(cè)試(1) 鋼化玻璃絕緣子自爆原因分析與判定：1) 玻璃中含有雜質(zhì)和結(jié)瘤，若分布在內(nèi)張力層即可在較短時(shí)間30 60天內(nèi)發(fā)生自爆，可判定為制造原因的自爆。2) 運(yùn)行中的鋼化玻璃絕緣子因含有雜質(zhì)， 分布在外張力層，即在 冷熱溫差狀態(tài)下，特別是突然冷卻時(shí)，并在穩(wěn)定機(jī)械荷載下，在 12 年內(nèi)會(huì)發(fā)生

12、自爆，可判定為運(yùn)行狀態(tài)下質(zhì)量原因的自爆。3) 運(yùn)行中鋼化玻璃絕緣子因表面積污嚴(yán)重， 受潮后引起局部放電 或單片爬電導(dǎo)致發(fā)熱，引起絕緣下降，而發(fā)生自爆可判定為零值自爆。(2) 自爆后鋼化玻璃絕緣子殘帽的測(cè)試的目的是查出同批鋼化玻 璃絕緣子自爆后的機(jī)荷載承受能力，分析自爆原因。(3) 殘帽測(cè)試可選用臥式靜拉力試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行拉力測(cè)試。(4) 殘帽拉力測(cè)試推薦值：測(cè)值應(yīng)大于原鋼化玻璃絕緣子額定機(jī) 械荷載的70%小于該推薦值時(shí)應(yīng)對(duì)該批鋼化玻璃絕緣子進(jìn)行監(jiān)督。(5) 鋼化玻璃絕緣子自爆，應(yīng)注意收集運(yùn)行周邊環(huán)境、溫度、濕 度和附鹽密度，以及發(fā)現(xiàn)自爆的時(shí)間，必要時(shí)應(yīng)對(duì)微地形進(jìn)行分析。四、運(yùn)行中復(fù)合絕緣子的測(cè)試運(yùn)行

13、中復(fù)合絕緣子故障主要特性是憎水性和憎水遷移性，它決定了復(fù)合絕緣子的耐污水平。運(yùn)行中復(fù)合絕緣子故障主要危險(xiǎn)點(diǎn)是：端部與芯棒連接機(jī)械強(qiáng)度、環(huán)氧引拔棒的質(zhì)量、硅橡膠質(zhì)量、密圭寸質(zhì)量 以及均壓環(huán)的正確安裝。1. 運(yùn)行中被測(cè)復(fù)合絕緣子樣品選擇根據(jù)它的特性和危險(xiǎn)點(diǎn)，推薦下列選定原則：(1) 位于工業(yè)污源5km半徑以內(nèi)的下風(fēng)區(qū)桿塔上的復(fù)合絕緣子。(2) 嚴(yán)重的多污源區(qū)，距離在3km半徑以內(nèi)的桿塔上的復(fù)合絕緣 子。(3) 跨河、湖兩邊桿塔上的復(fù)合絕緣子。(4) 濕地周邊1km半徑內(nèi)的桿塔上的復(fù)合絕緣子。(5) 村莊周邊1km半徑內(nèi)的桿塔上的復(fù)合絕緣子。(6) 垂直擋距較大桿塔上的復(fù)合絕緣子。(7) 位于風(fēng)口桿

14、塔上的復(fù)合絕緣子。(8) 嚴(yán)重覆冰區(qū)段桿塔上的復(fù)合絕緣子。(9) 雷擊區(qū)桿塔上的復(fù)合絕緣子。(10) 鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)頻繁區(qū)段桿塔上的復(fù)合絕緣子。(11) 一般應(yīng)按每?jī)赡暌粋€(gè)周期抽取樣品為宜。必要時(shí)每年抽取樣 品進(jìn)行試驗(yàn)。2. 試品表面水滴狀態(tài)與憎水性分析標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表43)表4-3試品表面水滴狀態(tài)HC 值試品表面水滴狀態(tài)描述1 只有分離的水珠，大部分水珠的后退角 9 1> 8002 只有分離的水珠，大部分水珠的后退角 500<9 1<8003 只有分離的水珠，水珠一般不再是圓的，大部分水珠的后 退角 200 < 9 1<5004 同時(shí)存在分離的水珠與水帶，完全濕潤(rùn)的水帶面積

15、小于2cm 2,總面積小于被測(cè)區(qū)域面積的90%5 一些完全濕潤(rùn)的水帶面積大于2cm 2,總面積小于被測(cè)區(qū)域面積的90%6 完全濕潤(rùn)總面積大于90%仍存在少量干燥區(qū)域(點(diǎn)或帶)7 整個(gè)被試區(qū)域形成連續(xù)的水膜3. 復(fù)合絕緣子傘裙護(hù)套材料憎水性應(yīng)滿足條件(1) 憎水性角以 0 av> 1000,0 min900。(2) 一般應(yīng)為HC仁HC級(jí)，且HC級(jí)試品不多于1個(gè)。4. 復(fù)合絕緣子傘裙護(hù)套材料老化判定(1) HC1、HC2級(jí)的硅橡膠，可判定為具有良好的憎水性。(2) HC3級(jí)的硅橡膠可判定為一般性表面老化。(3) HC4HC級(jí)的硅橡膠，可判定為較嚴(yán)重的老化。(4) HC6HC級(jí)的硅橡膠，可判定為材料表面完全老化。5. 復(fù)合絕緣子傘裙護(hù)套憎水性暫時(shí)性喪失的判定(1) 在硅橡膠遇到嚴(yán)重的潮濕狀態(tài)下，表面的憎水性會(huì)出現(xiàn)暫時(shí) 性消失的現(xiàn)象。憎水性也會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，它的恢復(fù)時(shí)間與硅橡 膠的品種、填充材料、材料老化、表面積污有關(guān)，積污嚴(yán)重的憎水性 喪失后恢復(fù)較慢。(2) 新安裝、的復(fù)合絕緣子憎水性恢復(fù)時(shí)間， HC值為1級(jí)時(shí)，浸 水24h