電暈指紋法地面檢測不良絕緣子串的研究

精品文檔-下載后可編輯電暈指紋法地面檢測不良絕緣子串的研究KEYWORDS：faultyporcelaininsulator；coronadischarges；patternrecognition1引言在高壓輸電線路上，絕緣子的老化直接威脅著電力系統(tǒng)的安全運行。老化絕緣子特別是零值絕緣子不但容易產(chǎn)生過熱膨脹，導(dǎo)致絕緣子頭部燥裂，造成斷線事故，而且其閃絡(luò)電壓低，降低了高壓線路的絕緣水平。為了實現(xiàn)在線檢測不良絕緣子，人們采用了許多方法，其中常用的有火花叉法、光電法、靜電探頭法、自走式不良絕緣子電阻檢測法等［1～3］。但是,根據(jù)這些方法研制的裝置在使用時都要求操作人員爬上桿塔,逐個檢測塔上所有的絕緣子,其勞動強(qiáng)度很大。另外,火花叉在產(chǎn)生火花的瞬間相當(dāng)于將所檢測的絕緣子短路，有引起絕緣子串閃絡(luò)的危險。因此，目前現(xiàn)場急需一種可以在地面進(jìn)行檢測的方法。

近些年來，出現(xiàn)了一些基于不良絕緣子產(chǎn)生局部放電、發(fā)出紅外線、電磁波、超聲波或產(chǎn)生異常機(jī)械振動的新方法，諸如超聲波檢測法［2］、紅外線檢測法、多普勒效應(yīng)法［4］、脈沖電流法［5］等。它們都是可以在地面進(jìn)行檢測的方法，但都還有其局限性，目前還不適用于野外使用。

由于基于脈沖電流法的檢測手段成本低且簡便易行，所以近幾年來不少人在嘗試著用脈沖電流法來實現(xiàn)對不良絕緣子的準(zhǔn)確檢測［5～9］。從目前的研究現(xiàn)狀來看，存在著兩種不同的檢測方案。第一種方案是研究一個工頻周期內(nèi)的電流波形，試圖找出有不良絕緣子時電流波形與無不良絕緣子時電流波形之間的差異［8，9］，但此方案還只停留在理論探討方面。第二種方案是研究電暈脈沖的個數(shù)，通過測量多個工頻周期內(nèi)的脈沖個數(shù)，來識別含不良絕緣子的絕緣子串［5，6］。但這種方案在檢測方法上存在嚴(yán)重問題，其誤判率較高。

利用電暈脈沖電流來檢測不良絕緣子是日本人于80年代最先提出的［5］。多年來，很多人努力研究，但結(jié)果不佳。在深入研究了絕緣子及絕緣子串電暈放電指紋(N－φ譜圖)的基礎(chǔ)上，我們提出了用絕緣子串電暈放電的指紋來檢測不良絕緣子串的方法，并應(yīng)用模式識別技術(shù)來判別不良絕緣子串。2電暈放電指紋檢測不良絕緣子串的方法2.1用脈沖電流檢測不良絕緣子串的原理在正常工作情況下線路中每片絕緣子都承擔(dān)一定的工作電壓，當(dāng)三相絕緣子串中的某串上含有不良絕緣子時，這一相絕緣子串上的電壓分布會發(fā)生變化。不良絕緣子上的分擔(dān)電壓減小，良好絕緣子上的分擔(dān)電壓增加。當(dāng)線路導(dǎo)線端某些良好絕緣子的分擔(dān)電壓增大時，其電暈放電的次數(shù)和強(qiáng)度也會有所增加，使得含有不良絕緣子的這一相所對應(yīng)的電暈脈沖個數(shù)和分布與其它兩相不同。因此，利用傳感器從鐵塔接地線中提取電流脈沖，根據(jù)這種三相電暈脈沖個數(shù)和分布不同，可以判斷塔上是否存在不良絕緣子串［5，6］。

在實驗室中，我們對7片良好絕緣子組成的絕緣子串施加66.5kV的電壓(模擬110kV線路單相情況)，采用羅可夫斯基高頻電流傳感器(1kHz～15MHz)從接地線上取信號,沒有測量到電暈脈沖信號。當(dāng)串中含有1個零值絕緣子時，我們檢測到了電暈脈沖信號；當(dāng)其中含有2個零值絕緣子時，可以檢測到較多的電暈脈沖。2.2三相不平衡法的缺點在實驗室條件下，110kV良好絕緣子串及金具導(dǎo)線一般不發(fā)生可測的電暈放電。但是在實際的輸電線路上，三相絕緣子串、金具和導(dǎo)線都有可能發(fā)生電暈，這時就不能僅憑電暈脈沖信號的有無來判斷零值絕緣子串的存在。另外，不同生產(chǎn)廠家、不同