在线检测不良绝缘子的四种方法比较

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中试控股详细讲解根据高压绝缘子工作原理和电力事业发展的要求，近几年来，国内外不断探索检侧不良绝缘子的新方法，有的已研制出新的绝缘子测试仪并用于现场，有的尚处于试验研究阶段，这些方法主要有四种，本文详细为大家介绍这四种测试方法的优缺点，方便电力行业从业者灵活选用。

国外研制的用于500kV超高压线路的自爬式不良绝缘子检测器，它主要由自爬驱动机构和绝缘电阻测量装置组成。检测时用电容器将被测绝缘子的交流电压分量旁路，并在带电状态下测量绝缘子的绝缘电阻。根据直流绝缘电阻的大小判断绝缘子是否良好。当绝缘子的绝缘电阻值低于规定的电阻值时，即可通过监听扩音器确定出不良绝缘子，同时还可以从盒式自动记录装置再现的波形图中明显地看出缺陷绝缘子部位。当检测V型串和悬垂串时，可借助于自重沿绝缘子下移，不需特殊的驱动机构。

这是一种专门在地面上使用的检测器，它既可用于检测平原地区线路，也可用于检测山区线路，其特点是：

(1)质量轻，体积小，电源为1号电池，使用方便、安全。

(2)不用登杆，在地面即可检测。

(3)先以铁塔为单位粗测，若判定该铁塔有不良绝缘子时，再对逐个绝缘子进行细测。

(4)采用微机系统进行逻辑分析、处理，检测效率较高。

在输电线路运行中，绝缘子串的连接金具处会产生电晕，并形成电晕脉冲电流通过铁塔流入地中。电晕电流与各相电压相对应，只发生在一定的相位范围内。若把正负极性的电流分开，则同极性各相的脉冲电流相位范围的宽度比各相电压间的相位还小。采用适当的相位选择方法，便可以分别观测各相脉冲电流ia、ib、ic。

对各相电晕脉冲分别进行计数，并选出Zui大及Zui小的计数值，取两者的比值（Zui大／Zui小）为不同指数，作为判别依据。当同一杆塔的三相绝缘子串无不良绝缘子时，各相电晕脉冲处于平衡状态，此时比值接近于1；当有不良绝缘子时，则各相电晕脉冲处于不平衡状态，该比值将与1有较大偏差，电晕脉冲式检测器就是根据此原理研制的。

它由四部分组成：

(1)电晕脉冲信号形成回路；

(2)周期信号形成回路；

(3)各相电晕脉冲计数回路；

(4)各铁塔不同指数的计算和显示回路。

电子光学探测器应用电子和离子在电磁场中的运动，与光在光学介质中传播的相似性的概念和原理[即带电粒子（电子、离子）在电磁场中（电磁透镜）可聚焦、成像与偏转]制造的。

架空输电线路绝缘子串中每片绝缘子的电压分布是不均匀的，离导线近的几片绝缘子上电压降Zui大。当出现零值绝缘子时，沿绝缘子串的电压将重新分布，离导线近的几片绝缘子上的电压将急剧升高，会引起表面局部放电或者增加表面局部放电的强度。而根据表面局部放电时产生光辐射的强度，就可知道绝缘子串的绝缘性能。

被监测的绝缘子表面局部放电、电晕放电和绝缘子的光影像，通过物镜输入亮度增强器的光阴极；电子由光阴极逸出形成电子电流，依据电子电流密度的平面分布可显示出原有光影像的亮度分布。焦距调节系统使电子加速，从而使亮度增强器荧光屏发光。这样，原来形成的光影像中途经过电子影像，又重新变为光影像。在影像传递过程中，磁场系统将电子加速，使原有光影像的亮度增加（可达近百倍）。亮度增强器可以实现由地面远距离(5 -50m)测量输电线路的悬式绝缘子串上的表面局部放电时的微弱光亮。

当在夜间进行探测时，为了区别绝缘瓷件表面局部放电和其他外界光源的干扰（月光和照明），提高信噪比，可采用脉冲电源对亮度增强器供电。因为表面局部放电是发生在绝缘子所施加交流电压的Zui大值附近，其频率为100Hz，而外界光辉强度与电网频率无关。当绝缘瓷件在仪出现表面局部放电时(1-6ms)，按接近于100Hz的频率将亮度增强器投入，将会使背景微弱爆光和外界干扰光辉减弱。在电子光学探测器的荧光屏上，将观察到与电网频率和亮度增强器合拍的表面局部放电的亮区脉动。此脉动可将表面局部放电的光强与减弱的不脉动外界干扰光辉区别出来。实际检测中，有缺陷的绝缘子串中表面局部放电的光辐射超过平均光辐射强度。

中试控股详细讲解利用电子光学探测器来评价离导线近的第一片绝缘子上的表面局部放电的光辐射强度与平均光辐射强度的差的方法是，利用电子光学探测器的灵敏度阀值Ø0与光学输入系统诸参数的关系进行分析，其关系式为

Ø0＝τ（D/F）2A／L2

式中τ——输入系统的透射系数；

D/F——输入目镜的计量光强（相对孔、光圈）；

A——常数；

L——与辐射源的距离。

中试控股详细讲解减小Ø0（关小输入光圈），当D减小到某一值时，平均光强不再出现在电子光学探测器的荧光屏上，屏上将仅显示出有缺陷绝缘子的表面局部放电。然后，再进一步对靠近导线的第一片绝缘子表面放电的光辐射强度与平均光辐射进行比较，若光辐射强度超过无不良绝缘子存在时的光辐射强度，就可以根据表面局部放电的光辐射强度与绝缘子上的电压关系曲线，找到靠近导线的第一片绝缘子上分布的电压。根据得到的分布电压值与良好绝缘子串第一片绝缘子的正常分布电压值的差别，便可判断出是否存在不良绝缘子。这种探测方法效率很高。

但是，电子光学探测器仅能判断出绝缘子串中是否存在零值绝缘子，不能确定到底有几片零值绝缘子以及它们的位置。

不良绝缘子与良好绝缘子的表面温度存在差异，但这种差异很小，所以用一般的测温方法难以分辨。近几年来，国外广泛应用红外热像仪将绝缘子表面的温度分布转换成图像，以直观、形象的热像图显示出来，再根据热像图检测不良绝缘子。

利用红外成像法来检测不良绝缘子，简单方便、速度快、效率高，甚至可普查每串绝缘子，还可结合检测进行巡线，是高压、超高压及特高压输电线路不良绝缘子的检测方向。但是，就目前来看，普遍推广存在两个问题：一是红外热像仪价格昂贵，每台约几十万元；二是要将这种仪器用于山区或兼顾巡线，宜配备飞机进行航测，这些都是一般单位力所不能及的。当然，目前有计划地组织这方面的研究、总结经验、摸索规律，无疑是有益的。

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