絕緣子的測試與試驗完事版

1、絕緣子的檢測與實驗五斗不及半壺為什么要進行絕緣子檢測絕緣子在搬運和施工過程中，可能會因碰撞而留下傷痕;在運行過程中，可能由于雷擊事故，而使其破碎或損傷;由于機械負荷和高電壓的長期聯(lián)合作用，而導(dǎo)致劣化，這都將使其擊穿電壓不斷下降，當下降至小于沿面干閃電壓時，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，就稱為零值絕緣子。當絕緣子串存在低值或零值絕緣子時，在污穢環(huán)境中，在過電壓甚至在工作電壓作用下就易發(fā)生閃絡(luò)事故。 絕緣子的檢測分為在線檢測：觀察法、紫外成像法、超聲波檢測法、紅外測溫法為代表的非電量檢測，和以絕緣電阻、電場測量、脈沖電流法及泄漏電流法為典型的電量檢測兩大類型。 絕緣子

2、的在線檢測 一、 非電量測量法 1 、觀察法 用雙筒望遠鏡在塔下觀察可發(fā)現(xiàn)常見的表面缺陷。 2、紫外線成像法紫外線成像法 電子紫外光學(xué)探傷儀可帶電檢測復(fù)合絕緣子表面局部放電形成的碳化通道和蝕損，其原理是：局部放電過程中，帶電粒子復(fù)合會放出紫外線，當絕緣子表面形成導(dǎo)電性碳化通道時，局部放電加劇。 3、紅外線成像法： 此法用于導(dǎo)線、接頭、套管等發(fā)熱檢測及合成 絕緣子局部異常發(fā)熱檢測，絕大多數(shù)由電場引起的 絕緣材料損壞與溫度有關(guān) 。 4、超聲波檢測法 ： 超聲波檢測法基于超聲波在從一種介質(zhì)進入到 另一種介質(zhì)的傳播過程中會在兩介質(zhì)的交界面發(fā)生反射、折射和模式變換 (縱、橫波轉(zhuǎn)換) 的原理的。二、電量測

3、驗法1、 絕緣電阻法 絕緣子在線檢測過程中，絕緣電阻的測量是通 過泄漏電流的測量得以實現(xiàn)的。高壓輸電絕緣子一般采用盤形懸式絕緣子。其等效電路可用RC串并聯(lián)等效電路表示，如下圖：C11C12C13C14Rp4Rp5Rp1Rp2Rp3Cp2Cp1Cp3Cp4Cp5Ce4Ce3Ce2Ce12、 電場測量法為電場分布測量法示意圖如左所示。根據(jù)電場理論計算的電場強度和電 勢沿絕緣子軸向的變化曲線 A 在正常時光滑；當 絕緣子存在導(dǎo)通性缺陷 (圖中黑點) 時，該處電位 變?yōu)橐怀?shù)，故其電場強度突降低，電場分布曲線 不再光滑，在相應(yīng)的位置上有畸變 (如曲線 B), 中 間下陷，兩端上升3、 脈沖電流法 所謂

4、脈沖電流法就是通過測量絕緣子電暈脈沖電流的方法來判斷絕緣子的絕緣狀況。電場分布測量示意圖 (E=dU/dx)絕緣材料0（dU/dx）至接地極距離BA電場傳感器高壓電極低壓電極電場強度E開關(guān)X4、漏電流測量法 測量絕緣子表面污穢程度常用的方法有等值附 鹽密度、測量污層電導(dǎo)率和測量絕緣子表面泄漏電 流法。前兩者是在停電時進行，難以反映絕緣子在 運行中的真實情況。 污穢絕緣子的泄漏電流是運行電壓作用下污穢受潮時測得的流過絕緣子表面污層的電流。當絕緣子表面污穢物積累到一定程度時， 在一定外界環(huán)境下可造成絕緣子的閃絡(luò)，因而可通過測量泄漏電流的大小變化來檢測絕緣子的污穢程度。泄漏電流在線監(jiān)測的基本步驟如下

5、圖：漏電流信號的提前及傳輸信號的前置處理A/D轉(zhuǎn)換微處理器進行型號處理非電氣時的采集結(jié)果輸出遠程通信圖示為漏電流在線檢測的基本步驟 絕緣子電壓分布的檢測 1、自爬式不良絕緣子檢測不良絕緣子檢測絕緣子直流/直流1000V變換器檢測回路電壓脈沖重復(fù)率變換回路標志音振蕩回路盒式磁帶自動記錄回路脈沖重復(fù)率電壓變換回路描筆式記錄器自爬式不良絕緣子檢測系統(tǒng)原理圖 當絕緣子串中片數(shù)很多，每片都要手持絕緣桿進行測量，不但勞動強度大，而且容易出錯。自爬式不良絕緣子檢測器主要由自爬驅(qū)動機構(gòu)和絕緣電阻測量裝置組成。在對垂直絕緣子串進行測量時，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。它在測量時用電容器

6、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(jù)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，可靠內(nèi)藏的小型電動機驅(qū)動，依次測到另一側(cè)。上圖為用于500kV超高壓線路的自爬式不良絕緣子檢測器的檢測系統(tǒng)框圖。 2 2、電暈脈沖式檢測、電暈脈沖式檢測 在輸電線路運行中，絕緣子串的連接金具處會產(chǎn)生電暈，并形成電暈脈沖電流通過鐵塔流入地中。電暈電流與各相電壓相對應(yīng)，只在一定的相位范圍內(nèi)產(chǎn)生。若進一步把正負極性的電流分開，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?shù)南辔贿x擇方法便可以分別觀測各相脈沖電流。同期電路脈沖檢測取樣電路計數(shù)電路鎖存器比

7、較器加法器顯示電路控制電路電暈脈沖式檢測儀原理圖 測量時對各相電暈脈沖分別進行計數(shù)，并選出最大最小的計數(shù)值，取兩者的比值（最大/最?。┳鳛榕袆e依據(jù)。當同一桿塔的三相絕緣子串無不良絕緣子時，各相電暈脈沖處于平衡狀態(tài)，此時比值接近于1；當有不良絕緣子時，則各相電暈脈沖處于不平衡狀態(tài)，該比值將大于1。這是一種專門在地面上使用的檢測器，它既可用于檢測平原地區(qū)線路，也可用于檢測山區(qū)線路，其特點是： (1)重量輕，體積小，電源為1號電池，使用方法安全。 (2)不用登桿，在地面即可檢測。 (3)先以鐵塔為單元粗測，若判定該鐵塔有不良絕緣子時，再逐個絕緣子細測。 (4)采用微機系統(tǒng)進行邏輯分析、處理，檢測效率

8、較高。電暈脈沖式檢測儀原理圖3、電子光學(xué)探測、電子光學(xué)探測 由于架空輸電線路絕緣子串中每片絕緣子串和電壓分布是不均勻的，離導(dǎo)線最近的幾片絕緣子上的電壓降最大。當出現(xiàn)零值絕緣子時，沿絕緣子串的電壓將重新分布，離導(dǎo)線最近的幾片絕緣子上的電壓將急劇升高，會引起表面局部放電或者增加表面局部放電的強度。而根據(jù)表面局部放電時產(chǎn)生光輻射的強度，就可知道絕緣子串的絕緣性能。DGCLO1HxO3VDAR_+LPO2JG被測絕緣子J照相膠卷H物鏡光圈O1、O2輸入、輸出物鏡R可調(diào)電阻 被監(jiān)測的絕緣子表面局部放電、電暈放電和絕緣子的光影像，通過物鏡輸入亮度增強器的光陰極、電子由光陰極逸出，形成電子電流，依據(jù)電子電流

9、密度的平面分布可顯示出原有光影像的亮度分布。焦距調(diào)節(jié)系統(tǒng)電子加速，從而使亮度增強器熒光屏發(fā)光。這樣，原來形成的光影像中途經(jīng)過電子影像，又重新變?yōu)楣庥跋?。在影像傳遞過程中，磁場系統(tǒng)將電子加速，使原有光影像的亮度增加(可達105倍)。亮度增強器可以實現(xiàn)由地面遠距離(550m)測量輸電線路的懸式絕緣子串上的表面局部放電時的微弱光亮。 當在夜間進行探測時，為了區(qū)別絕緣瓷件表面局部放電和其他外界光源的干擾(月光和照明)，提高信噪比，可采用脈沖電源對亮度增強器供電。因為表面局部放電是發(fā)生在絕緣子所施加交流電壓的最大值附近，其頻率為100Hz，而外界光輝強度與電網(wǎng)頻率無關(guān)。當絕緣瓷件在僅出現(xiàn)表面局部放電時(

10、16ms)，按接近于100Hz的頻率將亮度增強器投入，將會使背景微弱爆光和外界干擾光輝減弱。在電子光學(xué)探測器的熒光屏上，將觀察到與電網(wǎng)頻率和亮度增強器合拍的表面局部放電的亮區(qū)脈動。此脈動可將表面局部放電的光強與減弱的不脈動外界干擾光輝區(qū)別開來。實際檢測中，有缺陷的絕緣子串中表面局部放電的光輻射強度超過平均光輻射強度。利用電子光學(xué)探測器來評價離導(dǎo)線最近的第一片絕緣子上的表面局部放電的光輻射強度與平均光輻射強度差的方法是，利用電子光學(xué)探測器的靈敏度閾值丸與光學(xué)輸入系統(tǒng)諸參數(shù)的關(guān)系進行分析，其關(guān)系式為： 式中：? 輸入系統(tǒng)的透射系數(shù)；D/F輸入目鏡的計量光強（相對孔、光圈）；A常數(shù)；L與輻射源的距離

11、。 減少 （關(guān)于輸入光圈），當D減少到某一值時，平均光強不再出現(xiàn)在電子光學(xué)探測器的熒光屏上。屏上將僅顯示出有缺陷絕緣子的表面局部放電。然后，再進一步對靠近導(dǎo)線的第一片絕緣子表面放電的光輻射強度與平均光輻射進行比較。若此光輻射強度超過無不良絕緣子存在時的光輻射強度，就可以根據(jù)表面局部放電的光輻射強度與絕緣子上的電壓關(guān)系曲線，找到靠近導(dǎo)線的第一片絕緣子上分布的電壓。根據(jù)得到的分布電壓值與良好絕緣子串第一片絕緣子的正常分布電壓值的差別，便可判斷出是否存在不良絕緣子。這種探測方法效率很高。絕緣電阻和交流耐壓的試驗絕緣子試驗指的是支柱絕緣子和懸式絕緣子試驗，其試驗項目如下： (1)零值絕緣子檢測(66k

12、V及以上)。 (2)測量絕緣電阻。 (3)交流耐壓試驗。 (4)測量絕緣子表面污穢物的等值鹽密。 運行中的針式支柱絕緣子和懸式絕緣子的試驗項目可在檢查零值、絕緣電阻及交流耐壓試驗中任選一項。玻璃懸式絕緣子不進行該三項試驗，運行中自破的絕緣子應(yīng)及時更換。 一、絕緣子絕緣電阻的測量的方法1) 測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量推薦使用5000V兆歐表進行測量。 1、絕緣電阻的合格標準1) 新裝絕緣子的絕緣電阻應(yīng)大于或等于500M。 2) 運行中絕緣子的絕緣電阻應(yīng)大于或等于300M。 2.絕緣子劣化判定原則

13、(1)絕緣子絕緣電阻小于300M，而大于240M可判定為低值絕緣子。 (2)絕緣子絕緣電阻小于240M可判定為零值絕緣子。 3.導(dǎo)致絕緣子劣化的原因 1)溫度的影響，溫度對絕緣電阻影響很大，絕緣電阻隨溫度上升而減小。 (2)濕度的影響，濕度對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，會使絕緣電阻明顯下降。 (3)機械過載造成的劣化。 (4)吸濕性劣化。 (5)內(nèi)外應(yīng)力重疊性劣化。 (6)熱膨脹造成劣化。 (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)絕緣子過電壓造成的劣化。 (11) 絕緣子內(nèi)部缺陷造成的劣化。

14、 4.測量方法 1）對于單元件的絕緣子，只能在停電的情況下測量其絕緣電阻，相關(guān)規(guī)程中規(guī)定，采用2500V及以上的兆歐表。 2）對于多元件組合的絕緣子，可停電、也可帶電測量其絕緣電阻。其方法是用高電阻接至帶電的絕緣子上，使測量絕緣電阻的兆歐表處于地電位，從測得的絕緣電阻中減去高電阻的電阻值，即為被測絕緣子的絕緣電阻值。絕緣電阻原理圖R=1020k/VIR=10.5mAR/2CC R為高電阻桿中的電阻，阻值按1020k/V、長度按0.5105kV/cm選擇，每單位電阻容量為l2W;C為接地電容，可使兆歐表處于地電位，C的絕緣電阻應(yīng)達到兆歐表的最大量限，以保證測量的準確度。C的電容量為0.010.0

15、5F，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300M。(2) 500kV懸式絕緣子的絕緣電阻不低于500M。 值得注意的是，測量多元件支柱絕緣子每一元件的絕緣電阻時，應(yīng)在分層膠合處繞銅線，然后接到兆歐表上，以免在不同位置測得的絕緣電阻數(shù)值相差太大，而造成誤判斷。 交流耐壓試驗是判斷絕緣子抗電強度是最直接、最有效、最權(quán)威的方法。交接試驗時必須進行該項試驗。對于單元件的支柱絕緣子，交流耐壓試驗?zāi)壳笆亲钣行?、最簡易的試驗方法?各級電壓的支柱絕緣子的交流耐壓試驗電壓值如下表所示。對于35kV針式支柱絕緣子交流耐壓試驗電壓值;兩個膠合元件

16、者，每個元件為50kV;三個膠合元件者，每個元件為34kV。對盤形懸式絕緣子，機械破壞負荷為60300kN者，交流耐壓試驗電壓值均取60kV。 表示為：支柱絕緣子的交流耐壓試驗電壓額定電壓（額定電壓（kV)最高工作電壓最高工作電壓（kV）交流耐壓試驗電壓交流耐壓試驗電壓（kV）純瓷絕緣固體有抗絕緣出廠交接及大修出廠交接及大修361015203544601101542203303.56.911.517.523.040.550.669.0126.0177.0252.0363.025324257681001652564906302532425768100125165256（305）330490630

17、2532425768100165265490222638505990110150240（280）360440 （1）交流耐壓試驗適用范圍：瓷、鋼化玻璃、復(fù)合絕緣子。 測量的目的：使用電壓分布測量法和絕緣電阻測量法判斷絕緣有問題的絕緣子或絕緣子串，適用于單片瓷絕緣子施加一定時間的電壓，可有效地發(fā)現(xiàn)被試品內(nèi)部缺陷，耐壓試驗是檢驗絕緣子優(yōu)劣最有效的測試方法。 (2)交流耐壓試驗設(shè)備推薦使用100kV級的高壓試驗設(shè)備。 (3)盤型懸式絕緣子流耐壓試驗電壓標準。機械荷載為60300kN的盤型懸式絕緣子交流耐壓試驗電壓取60kV。 1.交流耐壓試驗的判定標準 (1)按試驗標準耐壓lmin，在升壓和耐壓過程

18、中不發(fā)生閃絡(luò)為合格。 (2)以35kV/s加壓速度升到標準試驗電壓時，若出現(xiàn)異常放電聲，被試絕緣子閃絡(luò)，電壓表指針擺動很大，應(yīng)判定為不合格。 2.交流耐壓試驗注意事項 (1)在加壓過程或耐壓過程中發(fā)現(xiàn)被試品過熱、擊穿、閃絡(luò)、異常放電聲、電壓表指針大幅擺動，應(yīng)立即斷開電源。 (2)被試絕緣子分片放在地電位砂盤中，絕緣子鋼腳端應(yīng)連接在試驗變壓器高壓接線柱上。 (3)對被試品應(yīng)按絕緣子安裝順序進行編號，記錄桿號、相別、單片編號、溫度、濕度、氣壓和耐壓試驗結(jié)果。 三、運行中的鋼化玻璃絕緣子自爆后的測試 (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間3

19、060天內(nèi)發(fā)生自爆，可判定為制造原因的自爆。 2)運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，并在穩(wěn)定機械荷載下，在12年內(nèi)會發(fā)生自爆，可判定為運行狀態(tài)下質(zhì)量原因的自爆。 3)運行中鋼化玻璃絕緣子因表面積污嚴重，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試的目的是查出同批鋼化玻璃絕緣子自爆后的機荷載承受能力，分析自爆原因。 (3)殘帽測試可選用臥式靜拉力試驗臺進行拉力測試。 (4)殘帽拉力測試推薦值：測值應(yīng)大于原鋼化玻璃絕緣子額定機械荷載的70%。小于該推薦值時應(yīng)對該批鋼化玻璃

20、絕緣子進行監(jiān)督。 (5)鋼化玻璃絕緣子自爆，應(yīng)注意收集運行周邊環(huán)境、溫度、濕度和附鹽密度，以及發(fā)現(xiàn)自爆的時間，必要時應(yīng)對微地形進行分析。 運行中復(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。運行中復(fù)合絕緣子故障主要危險點是：端部與芯棒連接機械強度、環(huán)氧引拔棒的質(zhì)量、硅橡膠質(zhì)量、密封質(zhì)量以及均壓環(huán)的正確安裝。 1.運行中被測復(fù)合絕緣子樣品選擇 根據(jù)它的特性和危險點，推薦下列選定原則： (1)位于工業(yè)污源5km半徑以內(nèi)的下風區(qū)桿塔上的復(fù)合絕緣子。 (2)嚴重的多污源區(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1k

21、m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)位于風口桿塔上的復(fù)合絕緣子。 (8)嚴重覆冰區(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)鳥類活動頻繁區(qū)段桿塔上的復(fù)合絕緣子。 (11)一般應(yīng)按每兩年一個周期抽取樣品為宜。必要時每年抽取樣品進行試驗。 總之一句話：哪里臟就選哪里的！ 2試品表面水滴狀態(tài)與憎水性分析標準(見表)表： 試品表面水滴狀態(tài)HC值值試品表面水滴狀態(tài)描述試品表面水滴狀態(tài)描述1只有分離的水珠，大部分水珠的后退角18002只有分離的水珠，大部分水珠的后退角20018003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 138s的復(fù)合絕緣子給予高度的重視?？膳袛酁樵魉圆环€(wěn)定。 (3)應(yīng)將試品送標準實驗室(環(huán)境條件：溫度2050C，相對濕度4070)，在蒸餾水中浸泡96h，在溫度接近室溫時其電導(dǎo)率小于10Scm，再行測量憎水性的減弱與恢復(fù)特性，試驗后的憎水性喪失恢復(fù)時間不應(yīng)大于85s，出現(xiàn)HC級大于3級憎水性喪失恢復(fù)時間大于85s的復(fù)合絕緣子應(yīng)給予高度重視?？膳袛酁槔匣驮魉圆环€(wěn)定。