輸電線路絕緣子在線檢測與診斷
一、絕緣子電壓分布在線檢測
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所發出的火花及放電聲來檢別，當周圍壞境噪聲高時準確度低。火花間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，并聯時將影響該片絕緣子原來的電壓分布值，而且表頭小，絕緣桿長時更難以看清讀數。現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，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動機構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將被測絕緣子的交流電壓分量旁路，并在帶電狀態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，可靠內藏的小型電動機驅動，依次測到另一側。圖1所示為用于500kV超高壓線路的自爬式不良絕緣子檢測器的檢測系統框圖。
（二）電暈脈沖式檢測器
在輸電線路運行中，絕緣子串的連接金具處會產生電暈，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，只在一定的相位范圍內產生。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，采用適當的相位選擇方法便可以分別觀測各相脈沖電流。利用該原理開發出一種專門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。
測量時對各相電暈脈沖分別進行計數，并選出最大最小的計數值，取兩者的比值（最大/最小）作為判別依據。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，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，該比值將大于1。可以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。
（三）電子光學探測器
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，離導線最近的幾片絕緣子上的電壓降最大。當出現零值絕緣子時，沿絕緣子串的電壓將重新分布，離導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。而根據表面局部放電時產生光輻射的強度，就可知道絕緣子串的絕緣性能。圖3給出了一種電子光學探測器的結構示意圖。
實際檢測中，有缺陷的絕緣子串中表面局部放電的光輻射超過平均光輻射強度。但是，電子光學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、形象的熱像圖顯示出來。
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，在現場使用時，難度有所增大。
利用紅外熱像法來檢測不良絕緣子，簡單方便、速度快、效率高，甚至可普查每串絕緣子，還可結合檢測進行巡線，是高壓、超高壓及特高壓輸電線路不良絕緣子的檢測方向。
（五）激光掁動檢測法
近年來國外已開始將激光技術用于對已開裂絕緣子的遙測，如英國CERL研究過用激光多普勒掁動儀的方法來測量絕緣子表面的微小掁動。日本研制出一種用超聲源引起絕緣子的掁動，然后再用激光來測量的方法。
因為從掁動的頻譜來看，已開裂的絕緣子的中心頻率與正常時不同。如將超聲發生器所產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，然后將激光對準此被測絕緣子，根據反射回來的信號的頻譜分析，即可判定該絕緣子是否已開裂。圖4為反射回的信號的頻譜分析，已開裂的絕緣子的頻譜已產生了明顯變化。目前已有可能在現場用此法對50m以內的絕緣子實現遙測。
二、瓷質劣質絕緣子診斷——分布電壓法
瓷質劣質絕緣子的測量分兩步進行。第1步粗測以判斷三相中是否存在以及哪一相存在劣質絕緣子。第2步詳細測量劣質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行比較，可以得出劣質絕緣子的確切位置。第1步在現場利用專用測量儀器就可完成，但測量的數據作為查詢和統計的記錄，仍然要存儲在數據庫中。第2步在現場完成。
專家判據采用電力系統運行經驗中規定的劣質絕緣子判斷標準：絕緣子的分布電壓小于正常值的50%，判為劣質；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，可判為劣質。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，以供對比、統計之用。
三、瓷質劣質絕緣子診斷——電流法
電流檢測是通過測量絕緣子串的容性電流進行的。當絕緣子內部有局部放電時，測量的波形中會出現放電脈沖，但同時也伴有大量噪聲。有時噪聲可能會淹沒放電脈沖。通過小波消去噪聲后，給出干凈的脈沖電流波形，然后再進行判斷。
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