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服务支持
配电网绝缘子的局部放电及其检测
时间：2020-08-10
瓷绝缘子又称瓷瓶，用以隔绝导体与杆塔、导体与导体，并具有承重、抵抗外界恶劣天气条件的能力，且自身伸张性小的绝缘装置。其常见的电气故障主要为击穿和闪络。另外，绝缘子长期在高压、高温环境下运行，并伴随着有雷击、短路等冲击，造成物理和化学上的腐蚀，使其绝缘性能下降，给线路安全运行带来隐患。
绝缘子一般会出现以下几方面的故障类型：内部裂缝、阻抗降低、表面破损、表面污闪等，目前国内外对绝缘子局部放电的检测，主要有传统的火花叉法、观察法、绝缘电阻测量等以及紫外成像法、超声波法、脉冲电流法、红外成像法等多种方法。
观察法只适用于己经发生绝缘破损的绝缘子，而对其早起内部损坏无法做出检测，不能将隐患扼杀于萌芽状态；火花叉、绝缘电阻测量等传统方法，需要人工登杆操作，费时费力，且具有一定的安全隐患，不适于线路的带电检测。
紫外成像法利用的是有缺陷的绝缘子对周围空气发生电晕放电，空气中的氮气被电离，放射出频谱范围在280nm-400nm内的紫外线信号，利用特殊的仪器接收这些信号并经过信号处理和可见光成像后分析判断绝缘子的外绝缘状况。目前以色列已开发出在白天也可使用的紫外成像仪，其优点是远距离检测，不受周围电信号等噪声干扰。其缺点是设备成本高昂，且光波直线传播，检测结果受接收角度的影响。
红外成像原理与紫外成像类似，检测缺陷绝缘子表面温度与正常绝缘子的不同，一般情况该温度差很小而且灵敏度较低。此外，对于局部放电故障而言，其放电现象的发生并不一定伴随着温度的提升，尽管局部放电必然会导致温度上升，但是是否能够达到和周边设备存在足够设备检验的温度差是不确定的，而导致设备比如：瓷瓶、避雷器、线架、熔断器、刀闸等温度升高的主要原因往往是线路中电流过大即该线路符合变大等原因造成的，红外成像设备对于检测架空线路的线路负荷及老化情况有一定作用，但是对于局部放电而言，并没有直接的现象供其进行测量，如果将专用的局部放电探测设备和红外成像设备结合使用，那对于配网架空线路来说检测效果会更好一些，而且红外成像具有同紫外成像一样的优缺点。
现有的超声波法是利用超声波发生器发出超声波脉冲，进入绝缘介质。当内部存在裂缝时，脉冲产生反射波，通过分析反射波大小和产生时间位置来判断绝缘子内部缺陷状况。对于局部放电来讲，超声波现象的发生是直观表现局放现象的代表，有局部放电的发生必然会导致有超声波信号及电信号的发生。其缺点是需同时配备超声波发生器、接收器、瞄准镜等设备，效率较低，不利于线路的快速巡检。
脉冲电流法的原理是缺陷绝缘子绝缘阻抗降低，电晕脉冲次数增多、电流增大，由此检出不良绝缘子。其缺点是同其他电量测量法一样，易被其他电磁等噪声信号干扰，检测结果不准确，对于配电系统中的架空线等设备，应用脉冲电流法检测局部放电仅仅停留在理论及实验室阶段，在实际应用中几乎不可能做到对于每个架空线杆塔进行检测，而抽检对于快速巡检来讲无异于不检，因此脉冲电流法更适合于在实验室环境下，对设备间局部放电进行深入研究及定量分析，并不适用于架空线路及配网其他设备的局部放电巡检。
其他电量测量法如特高频法（UHF）、暂态地电压法（TEV ）等方法，多应用于变电站内GIS、变压器、互感器、发电机、电动机等设备上的局部放电测量，并不适用于电力配网架空线路巡检。 目前为止，对于配网架空线路的巡检基于几种常用的方式，而且管理配电系统巡视效果最好的是，由管理平台软件和专业巡视终端构成的专业终端巡视法，巡视人员手持专业终端进行线路巡视，缺陷录入通过专业终端的定制软件完成。巡视完毕后，通过数据线与管理平台通信，完成巡视到位统计和缺陷上传。该方式成功解决了巡视到位考核困难、缺陷录入不规范、现场情况不清晰等问题，但由于专业终端设备和软件是对口定制开发，设备适应性差，设备及软件成本偏高，后期扩展非常困难。当前仅在超高压线路等小范围进行了应用和推广。
传统型巡视法是目前应用较为广泛的方式之一，由生产管理部门每月下达巡视字或安装巡视考核牌，巡视人员到位后，通过杆塔写字或发现巡视考核牌完成巡视到位登记。缺陷录入通过人工手工记录巡视记录薄，巡视完毕后，通过抽查巡视考核字或考核牌进行巡视质量考核，手工填写缺陷上报单完成缺陷上传。该方式操作简单，新工人易于学习掌握，但由于管理方式全部为手工方式，巡视到位考核困难，缺陷描述不规范，容易出现漏报、错报、现场情况不清晰。
数码相机巡视法也是目前应用较为广泛的方式之一，巡视设备主要有数码相机，巡视人员到位后，通过拍摄杆塔照片完成巡视到位登记。缺陷录入通过人工手工记录巡视记录薄，巡视完毕后，通过检查杆塔照片的数量和拍摄时间进行巡视质量考核，手工填写缺陷上报单完成缺陷上传。该方式操作简单，新工人易于学习掌握，部分解决了巡视考核困难和现场情况不清晰的问题，但由于在管理方式上仍为手工方式，巡视到位考核较为困难，缺陷描述不规范，容易出现漏报、错报。
到位自动识别法需在每基杆塔上安装信息钮、条形码等识别设备，巡视人员到位后，通过对应识别设备，接触杆塔上的信息钮或扫描条形码完成巡视到位登记。缺陷录入通过人工手工记录巡视记录薄，巡视完毕后，通过数据线与管理平台通信，完成巡.视质量考核，手工填写缺陷上报单完成缺陷上传。该方式操作简单，新工人易于学习掌握，解决了巡视考核困难的问题，但由于在管理方式上仍为手工方式，手持设备及识别设备成本偏高，杆塔识别设备易损坏、缺陷描述不规范，容易出现漏报、错报、现场情况不清晰，并没有得到普遍应用。
应用配电架空线路非接触式带电检测仪进行线路设备绝缘老化、劣化快速诊断；应用带电检测分析平台分析线路电气设备当前老化或劣化状态；提高配电系统巡视工作效率，减小劳动强度。解决巡视时人为误判影响正常运行的问题。对配电架空设备实现预防性检测，将故障消灭在发生前，减少停电次数并提高线路的供电可靠性。
绝缘子一般会出现以下几方面的故障类型：内部裂缝、阻抗降低、表面破损、表面污闪等，目前国内外对绝缘子局部放电的检测，主要有传统的火花叉法、观察法、绝缘电阻测量等以及紫外成像法、超声波法、脉冲电流法、红外成像法等多种方法。
观察法只适用于己经发生绝缘破损的绝缘子，而对其早起内部损坏无法做出检测，不能将隐患扼杀于萌芽状态；火花叉、绝缘电阻测量等传统方法，需要人工登杆操作，费时费力，且具有一定的安全隐患，不适于线路的带电检测。
紫外成像法利用的是有缺陷的绝缘子对周围空气发生电晕放电，空气中的氮气被电离，放射出频谱范围在280nm-400nm内的紫外线信号，利用特殊的仪器接收这些信号并经过信号处理和可见光成像后分析判断绝缘子的外绝缘状况。目前以色列已开发出在白天也可使用的紫外成像仪，其优点是远距离检测，不受周围电信号等噪声干扰。其缺点是设备成本高昂，且光波直线传播，检测结果受接收角度的影响。
红外成像原理与紫外成像类似，检测缺陷绝缘子表面温度与正常绝缘子的不同，一般情况该温度差很小而且灵敏度较低。此外，对于局部放电故障而言，其放电现象的发生并不一定伴随着温度的提升，尽管局部放电必然会导致温度上升，但是是否能够达到和周边设备存在足够设备检验的温度差是不确定的，而导致设备比如：瓷瓶、避雷器、线架、熔断器、刀闸等温度升高的主要原因往往是线路中电流过大即该线路符合变大等原因造成的，红外成像设备对于检测架空线路的线路负荷及老化情况有一定作用，但是对于局部放电而言，并没有直接的现象供其进行测量，如果将专用的局部放电探测设备和红外成像设备结合使用，那对于配网架空线路来说检测效果会更好一些，而且红外成像具有同紫外成像一样的优缺点。
现有的超声波法是利用超声波发生器发出超声波脉冲，进入绝缘介质。当内部存在裂缝时，脉冲产生反射波，通过分析反射波大小和产生时间位置来判断绝缘子内部缺陷状况。对于局部放电来讲，超声波现象的发生是直观表现局放现象的代表，有局部放电的发生必然会导致有超声波信号及电信号的发生。其缺点是需同时配备超声波发生器、接收器、瞄准镜等设备，效率较低，不利于线路的快速巡检。
脉冲电流法的原理是缺陷绝缘子绝缘阻抗降低，电晕脉冲次数增多、电流增大，由此检出不良绝缘子。其缺点是同其他电量测量法一样，易被其他电磁等噪声信号干扰，检测结果不准确，对于配电系统中的架空线等设备，应用脉冲电流法检测局部放电仅仅停留在理论及实验室阶段，在实际应用中几乎不可能做到对于每个架空线杆塔进行检测，而抽检对于快速巡检来讲无异于不检，因此脉冲电流法更适合于在实验室环境下，对设备间局部放电进行深入研究及定量分析，并不适用于架空线路及配网其他设备的局部放电巡检。
其他电量测量法如特高频法（UHF）、暂态地电压法（TEV ）等方法，多应用于变电站内GIS、变压器、互感器、发电机、电动机等设备上的局部放电测量，并不适用于电力配网架空线路巡检。 目前为止，对于配网架空线路的巡检基于几种常用的方式，而且管理配电系统巡视效果最好的是，由管理平台软件和专业巡视终端构成的专业终端巡视法，巡视人员手持专业终端进行线路巡视，缺陷录入通过专业终端的定制软件完成。巡视完毕后，通过数据线与管理平台通信，完成巡视到位统计和缺陷上传。该方式成功解决了巡视到位考核困难、缺陷录入不规范、现场情况不清晰等问题，但由于专业终端设备和软件是对口定制开发，设备适应性差，设备及软件成本偏高，后期扩展非常困难。当前仅在超高压线路等小范围进行了应用和推广。
传统型巡视法是目前应用较为广泛的方式之一，由生产管理部门每月下达巡视字或安装巡视考核牌，巡视人员到位后，通过杆塔写字或发现巡视考核牌完成巡视到位登记。缺陷录入通过人工手工记录巡视记录薄，巡视完毕后，通过抽查巡视考核字或考核牌进行巡视质量考核，手工填写缺陷上报单完成缺陷上传。该方式操作简单，新工人易于学习掌握，但由于管理方式全部为手工方式，巡视到位考核困难，缺陷描述不规范，容易出现漏报、错报、现场情况不清晰。
数码相机巡视法也是目前应用较为广泛的方式之一，巡视设备主要有数码相机，巡视人员到位后，通过拍摄杆塔照片完成巡视到位登记。缺陷录入通过人工手工记录巡视记录薄，巡视完毕后，通过检查杆塔照片的数量和拍摄时间进行巡视质量考核，手工填写缺陷上报单完成缺陷上传。该方式操作简单，新工人易于学习掌握，部分解决了巡视考核困难和现场情况不清晰的问题，但由于在管理方式上仍为手工方式，巡视到位考核较为困难，缺陷描述不规范，容易出现漏报、错报。
到位自动识别法需在每基杆塔上安装信息钮、条形码等识别设备，巡视人员到位后，通过对应识别设备，接触杆塔上的信息钮或扫描条形码完成巡视到位登记。缺陷录入通过人工手工记录巡视记录薄，巡视完毕后，通过数据线与管理平台通信，完成巡.视质量考核，手工填写缺陷上报单完成缺陷上传。该方式操作简单，新工人易于学习掌握，解决了巡视考核困难的问题，但由于在管理方式上仍为手工方式，手持设备及识别设备成本偏高，杆塔识别设备易损坏、缺陷描述不规范，容易出现漏报、错报、现场情况不清晰，并没有得到普遍应用。
应用配电架空线路非接触式带电检测仪进行线路设备绝缘老化、劣化快速诊断；应用带电检测分析平台分析线路电气设备当前老化或劣化状态；提高配电系统巡视工作效率，减小劳动强度。解决巡视时人为误判影响正常运行的问题。对配电架空设备实现预防性检测，将故障消灭在发生前，减少停电次数并提高线路的供电可靠性。
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