瓷绝缘子的劣化原因及检测方法

(一) 劣化的原因

由于外力、环境、自然老化、事故及产品质量等原因造成抗电性能下降的瓷绝缘子称为劣化绝缘子。它分为低值绝缘子和零值绝缘子。

悬式瓷绝缘子是采用水泥将物理、化学性能各异的瓷件和金属件胶装在一起而构成的。在运行中,长期经受着电场、机械负荷和大自然的阳光、温度、风、雨、水、雪等的作用,逐渐劣化是很自然的现象。诚然,其劣化速度,与制造的材料、配方、工艺质量、运行环境等多种因素有关。简要分析如下。

1.制造中的缺陷

在瓷件制造过程中,若原料材质不良、配方不当、混合不均匀、焙烧温度不适当等,则瓷件易形成吸湿性气孔。而结构不合理,或者成型时失误、受力不均等会使瓷件内部存在内应力,而导致瓷件产生裂纹、气隙。由于潮气作用,使裂纹或气隙进一步扩大,加速劣化,结果导致绝缘遭受破坏。

2.温度的影响

由上述,悬式瓷绝缘子是由瓷、水泥、金具紧密黏结在一起组成的。而三者的线性膨胀系数和导热系数都不相同。当环境温度发生骤变时,它们之间产生较大的温差,其膨胀、收缩各异,形成内应力,迫使瓷件产生应力而损坏。例如,夏季烈日,突然又降暴雨时,绝缘子的各部分来不及同时收缩,绝缘子的局部位置 (如头部)将承受很大的机械应力,可能导致瓷件开裂。长期的运行经验表明,质量不好的绝缘子,在夏季,特别是在烈日曝晒后又突降大雨的天气下,绝缘子的劣化率往往比冬季高数倍。

3.水泥风化的影响

绝缘体内的水泥,较容易吸收空气中的二氧化碳而导致风化、膨胀,水泥还较容易吸收水分,水分在水泥内部可能会在寒冷季节的深夜冻结膨胀,而白天受热又融化,如此循环往复,在绝缘子内部产生内应力,迫使瓷件受力而龟裂。

4.电场作用

运行中的绝缘子,承受长期工作电压和各种过电压的作用;在潮湿污秽地区,还会因污秽而引起局部放电。这样,在电场作用下,会造成瓷件局部发热而导致龟裂,甚至击穿。

5.机械负荷的作用

运行中的绝缘子,承受长期机械负荷的作用,虽然使用负荷仅为其破坏负荷的1/5,但长期的机械负荷或外力的冲击也会使瓷件产生龟裂而劣化。研究表明,同一吨位的绝缘子承受的机械负荷越大,其劣化率越高。

6.运行时间的影响

国内外运行经验证明,随着运行时间的增长,瓷绝缘子的劣化也逐步加速。我国某220kV线路的瓷绝缘子在运行10年、16年后的抽样试验结果如表10-1所示。

表10-1某220kV线路瓷绝缘子抽样检测数据

美国对绝缘子的运行统计数据表明,5种不同类型的盘形瓷绝缘子运行一定时间后,其电气、机械强度均有所降低。例如,运行6年后平均降低约20%。如果瓷绝缘子制造质量低劣,则劣化更会加速,投运2～3年后,其性能就会大为下降。通常运行20～30年就会普遍劣化。

(二) 劣化的规律

根据原水利电力部电力科学研究院和东北电力设计院等单位的调查结果分析,架空电力线路瓷绝缘子串年劣化率的规律如下:

(1)耐张绝缘子串的绝缘年劣化率比直线串明显高。这是因为耐张绝缘子串在运行中承受较大的耐张应力,而且在外界条件下,各绝缘子串受力可能不均匀,例如,在导线风偏时,各串受力可能有较大差别。因而这样的绝缘子在较大应力的长期作用下很可能被损坏,甚至出现零值。

(2)V 形串的绝缘子,由于所受到的机械振动较大,其劣化率往往也高于直线串。

(3)海拔较高,山地较多的地区的绝缘子年劣化率高于一般地区的绝缘子年劣化率。这可能与海拔较高、山地的运行条件较差有关。

(4)调查初步结论认为,220kV线路绝缘子年劣化率一般地区为千分之一左右,个别地区由于绝缘子质量较差,年劣化率高达百分之一左右;330kV线路绝缘子年劣化率在万分之一左右;500kV线路绝缘子年劣化率在万分之一至十万分之五之间。

(三) 劣化绝缘子检测

1.检测方法的理论依据

在送电线路瓷绝缘子串中,一旦出现劣化绝缘子,该绝缘子串就与完好绝缘子串在电气性能、温度分布等方面出现差异。若采取科学方法辨识这些差异,就可以检测出劣化绝缘子。所以各种测量方法都是建立在辨识差异的基础上的。劣化绝缘子与完好绝缘子之间的差异如下:

(1)劣化绝缘子分担的电压降低。35～500kV线路绝缘子串分布电压标准值如表10-2所示。

图10-1给出了完好绝缘子串和有劣化绝缘子的绝缘子串的电压分布曲线。由图可见,当绝缘子串中有劣化绝缘子时,劣化绝缘子上分担的电压降低,降低的程度决定于劣化绝缘子所处的位置及其绝缘电阻的大小等。因此,测量绝缘子串的电压分布,可以检测出劣化绝缘子。根据这个原理研究的测量方法有火花间隙法、静电电压表法、音响脉冲法等。

(2)劣化绝缘子的绝缘电阻降低。良好绝缘子的绝缘电阻一般在2000 MΩ 左右,我国《规程》规定,当绝缘子的绝缘电阻低于300MΩ 时,就判定为劣化绝缘子。绝缘电阻愈低,说明其劣化愈严重。根据这个原理提出的测量方法有兆欧表法等。

表10-2　35～500kV线路绝缘子串分布电压标准值

续表

图10-1　沿串中绝缘子的电压分布 (220kV)

1—完好绝缘子串;2—#10绝缘子 (0 MΩ);3—#4绝缘子 (60MΩ)

(3)泄漏电流引起绝缘子表面发热。由上述可知,当绝缘子绝缘良好时,其绝缘电阻极高,泄漏电流仅沿其表面流过,且很小 (为微安级)不足以引起绝缘子表面发热。

对劣化绝缘子而言,由于其体积绝缘电阻很低,其泄漏电流不仅沿绝缘子表面流过,而且也沿其内部流过。体积泄漏电流的大小决定于绝缘子的劣化程度。当绝缘子为零值时,其体积泄漏电流最大,而表面泄漏电流趋于零。显然,绝缘子表面不会发热。由于零值绝缘子分担的电压趋于零,所以使绝缘子串中良好绝缘子分担的电压增大,导致其泄漏电流增大,使绝缘子温度升高,造成良好绝缘子与零值绝缘子间的温度差异。根据这个原理提出的测量方法有变色涂料法、红外线测温法等。

(4)劣化绝缘子存在的微小裂纹引起局部放电而产生电磁超声波和杂音电流。当劣化绝缘子中存在裂纹,并进入气体后,电场分布将发生畸变。由于εc＞εq,所以气体分担的场强高。又由于气体的绝缘强度比绝缘子低,因而易在气体中发生局部放电,并产生电磁波、超声波和杂音电流。根据这个原理研究出的检测方法主要有超声波检测法。

(5)脉冲电流不平衡。正常情况下,三相绝缘子串在电场作用下所产生的电晕脉冲电流是平衡的。若三相电晕脉冲电流不平衡,则说明某串有劣化绝缘子。根据这个原理研究出的检测方法主要有电晕脉冲电流法。

2.检测方法

国内外采用的检测方法如下。

(1)火花间隙法。

1)固定式。

所谓固定式,就是在检测过程中,其间隙是固定不变的。利用此种间隙的两根探针短接绝缘子两端部件瞬间的放电与否来判断绝缘子的好坏。此种火花间隙检测装置又分为可调式和不可调式两种。

a.不可调式。短路叉是检测零值绝缘子最常用、最简便的火花间隙检测装置,其检测方法如图10-2所示。

图10-2　短路叉检测法

1、2—短路叉端头

检测杆端部装上一个金属丝做成的叉子,把短路叉的一端2和下面绝缘子的钢帽接触,当另一端1靠近被测绝缘子的钢帽时,1和钢帽间的空气隙会产生火花。被测绝缘子承受的分布电压愈高,出现火花愈早,而且火花的声音也愈大,因此根据放电情况可以判断被测绝缘子承受电压的情况。如果被测绝缘子是零值的,就不承受电压,因而就没有火花。据此,可以检查出零值绝缘子。

使用短路叉检测零值绝缘子时应注意当某一绝缘子串中的零值绝缘子片数达到了表10-3中的数值时,应立即停止检测。此外,针式绝缘子及少于3片的悬式绝缘子串不准使用这种方法。

表10-3　使用短路叉检测时零值绝缘子的允许片数

b.可调式。图10-3 为可调式火花间隙检装置。示意图可以根据检测绝缘子电压等级不同来调整其间隙距离,以适应不同电压等级的需要。

图10-3　火花间隙检测装置示意图

1—支承板;2—电极;3—调整螺母;4—垫圈;5—电极、探针固定架;6—探针固定架;7—探针;8—工作头

我国以往使用的火花间隙电极大都为尖对尖,而球对球的电极形状放电分散性较小。考虑到分散性小和过去实际使用的电极形状,故在行业标准《带电作业用火花间隙检测装置》(DL415—91)中采用了球对球和尖对尖两种电极。测量时的间距如表10-4所示。

当测得的分布电压下降到最低正常分布电压50%时,则认为是不合格的,需要更换。

表10-4　各级电压等级火花间隙的间隙距离

固定可调式火花间隙检测装置具有结构简单、轻巧、可快速定性等优点。它适用于不同电压等级的悬式绝缘子零值和低值的检测。

2)可变式。所谓可变式,则是在检测过程中可变动间隙的距离。

图10-4　可调火花间隙测杆

图10-4所示为一种可调火花间隙的检测杆,其测量部分是一个可调的放电间隙和一个小容量的高压电容器相串联,预先在室内校好放电间隙的放电电压值,并标在刻度板上,测杆在机械上可以旋转。这样,在现场当接到被测的绝缘子上后,便转动操作杆,改变放电间隙,直至开始放电,即可读出相应于间隙距离在刻度板上所标出的放电电压值。如果某一元件上的分布电压低于规定标准值,而相邻其他元件的分布电压又高于标准值时,则该元件可能有缺陷。为了防止因火花间隙放电短接了良好的绝缘元件而引起相对地闪络,可以用电容C与火花间隙串联后再接到探针上去。C值约为30pF,和一片良好的悬式绝缘子的电容值接近。因为和C串联的火花间隙的电容量只有几皮法,所以C的存在基本上不会降低作用于间隙上的被测电压。

这种检测工具的缺点是,动电极容易损伤而变形,放电电压受温度影响,检测结果分散性大,这些都使其检测的准确性较差,而且测量时劳动强度较大,时间也较长。因此,它仅用于检验性测量,对于零值绝缘子的检测还是有效的。

综上所述,选择固定可调式火花间隙检测装置作为检测零值和低值绝缘子工具是适当的。

(2)测量绝缘电阻法。由上述,完好绝缘子的绝缘电阻一般都很高,而内部有裂缝的劣化绝缘子,由于其裂缝会吸收潮气,绝缘电阻都很低。因此采用兆欧表测量其绝缘电阻可以把它们分辨出来。但是在测量中应注意:

1)宜选用5000V 兆欧表。因为有裂缝的绝缘子如果是相当干燥的,若选用2500V 兆欧表,则因试验电压较低,测出的绝缘电阻值仍然是很高的。例如,某一零值绝缘子在现场用火花间隙法未被检测出来,但用5000V兆欧表却检测出来。将这只绝缘子更换下来后,用2500V 兆欧表检测,其绝缘电阻值却大于1000MΩ,可见用5000V 兆欧表检测劣化绝缘子的检出率要高于2500V兆欧表的检出率。

2)宜在绝缘子表面清洁干燥、天气晴朗、湿度低的情况下进行检测。因为用兆欧表测量绝缘电阻受气候湿度影响很大,同一只绝缘子,早、中、晚的绝缘电阻可相差30%～60%。空气湿度增加10%,其绝缘电阻则降低60%,阴雨天的绝缘电阻较晴天的绝缘电阻可能小20%～50%。若绝缘子表面脏污、天气潮湿,完好绝缘子的绝缘电阻常常也会在300MΩ 以下,所以在检测前,宜清洁绝缘子表面,并在绝缘子表面干燥、天气晴朗、湿度低的情况下进行测量。

(3)工频耐压试验。它是检测劣化绝缘子最直接、最可靠的方法。由于施加的试验电压比较高,容易发现绝缘子内部存在的裂缝。

电力行业标准《盘形悬式绝缘子劣化检测规程》(DL/T 626—1997)推荐选用上述任一种方法对绝缘子进行检测,其检测方法、周期、要求和判断标准如表10-5所示。

上述3种方法的特点,如表10-6所示。

表10-5　瓷绝缘子检测方法、周期、要求和判断标准

表10-6　三种绝缘子检测方法的特点

注 测量仪器及检测装置应定期校验。

(4)自爬式劣化绝缘子检测器。图10-5所示为国外研制的用于500kV超高压线路的自爬式劣化绝缘子检测器的检测系统框图,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劣化绝缘子,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劣化绝缘子部位。当检测V形串和悬垂串时,可借助于自重沿绝缘子下移,不需特殊的驱动机构。

1984年辽宁锦州电业局研制出ZP—1 型自爬式与ZZ—1型自落式零值绝缘子检出器,其原理与火花间隙法的相同。将绝缘子串的分布电压转变为光和声信号。在逐步检测中,若光和声信号消失,则判定绝缘子为零值绝缘子。自爬式检出器专用于XP—16、XP—21型绝缘子组成的耐张串,自落式检出器专用于XP—16、XP—21 型或XWP—16D型绝缘子组成的悬垂串,它们只能检出零值绝缘子。其主要性能见表10-7。

图10-5　自爬式劣化绝缘子检测器检测系统图

表10-7　自爬(落)式检测器的主要性能

为了克服ZP—1 型检出器只能检出零值绝缘子而不能检出低值绝缘子的不足,北京供电局已将ZP—1型自爬式检出器配以盐城无线电总厂生产的遥测仪,用于直接测量500kV线路绝缘子的电压分布,从而检出零值和低值绝缘子。目前这项改制工作正在进行中。

(5)电晕脉冲式检测器。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)重量轻,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)先以铁塔为单元粗测,若判定该铁塔有不良绝缘子时,再逐个绝缘子细测。

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差还小。采用适当的相位选择方法便可以分别观测各相脉冲电流ika、ikb、ikc,如图10-6所示。

图10-6　电晕脉冲的发生相位

ea、eb、ec—a、b、c三相的对地电压

对各相电晕脉冲分别进行计数,并选出最大最小的计数值,取两者的比值 (最大/最小)即不同指数,作为判别依据。当同一杆塔的三相绝缘子串无劣化绝缘子时,各相电晕脉冲处于平衡状态,此时比值接近于1;当有劣化绝缘子时,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。

图10-7示出了该检测器的检测系统框图,它由四部分组成:

图10-7　检测器检测系统框图

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。

我国鞍山电业局和丹东电业局曾根据上述原理分别研制出绝缘子检测仪,并用于现场测量,取得许多有益的数据。

目前仍有不少单位在从事这方面研究。我们根据测得的电晕脉冲电流波形,应用现代时间序列分析理论以及灰色理论等进行识别,也取得了良好结果。

最近,华北电力大学等单位又在上述原理的基础上,研制出地面检测线路劣化绝缘子装置,并分别在实验室和现场进行了检测,使地面检测零值绝缘子进入了实用阶段。

图10-8 给出了检测仪的原理框图。它由以AT89C51为核心的单片机系统、宽带电流传感器和耦合天线组成。其中单片机系统包括数据采集与处理系统、串行接口电路和两路信号的滤波器、放大器等电路。

该检测仪体积小、重量轻,利用电池供电,适合野外寻线时携带。它利用钳形电流传感器从杆塔地线上获取信号,不用登塔,在地面即可迅速完成对塔上所有绝缘子的检测,操作简便,准确性高。

图10-8　检测仪原理框图

(6)电子光学探测器。电子光学探测器是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,离导线最近的几片绝缘子上电压降最大。当出现零值绝缘子时,沿绝缘子串的电压将重新分布,离导线最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。

如图10-9 所示,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105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。

图10-9　悬式绝缘子串用的电子光学探测器结构示意图

G—受监测绝缘子;J—照相胶卷;H—物镜光圈;O1、O2—输入 (输出)物镜 (目镜);R—可调电阻;V4—光电三极管;O3—透镜;CL—滤光器;φK—光阴极;L—焦距调节系统;D—电源;P—亮度增强器荧光屏

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最大值附近,其频率为100Hz,而外界光辉强度与电网频率无关。当绝缘瓷件在仅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,将会使背景微弱曝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开来。实际检测中,有缺陷的绝缘子串中表面局部放电的光辐射强度超过平均光辐射强度。

利用电子光学探测器来评价离导线最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阈值φ0与光学输入系统诸参数的关系进行分析,其关系式为

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。

减小φ0(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。若此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。

(7)利用红外热像仪检测不良绝缘子。由上述可知,劣化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,再根据热像图检测劣化绝缘子。图10-10示出了红外成像装置系统图。

目前我国华东、华北电力试验研究所等单位都在开展这方面的研究工作,并取得一些经验。图10-11示出了现场测试的流程图,图10-12示出了由两片绝缘子组成的绝缘子串及其热像图。

在图10-12 (a)中,上、下两片绝缘子均为良好绝缘子。为模拟劣化绝缘子,将上片绝缘子的铁帽接地,并在铁帽和铁脚间并联一对间隙距离为1mm 的小球,当电压施加于下片绝缘子的铁脚时,上片绝缘子的小球间隙放电,使上片绝缘子经小球间隙的电弧短接,因而其温度很低,仅在小球间隙放电处有一亮点,如图10-12 (b)上部所示。对下片绝缘子,因其承受电压较高,泄漏电流较大,产生的损耗就大,铁帽与瓷介质温度较高,故在热像图中显得较明显,如图10-12 (b)下部所示。

图10-13为含有低值绝缘子的500kV耐张绝缘子串。由图可见,下串第4片绝缘子钢帽的温度比左、右、上都明显偏高,经测试其绝缘电阻为23MΩ,属于低值绝缘子。

图10-14为含有零值绝缘子的330kV耐张绝缘子串。图中箭头所指的绝缘子的绝缘电阻为0.3 MΩ,属于零值绝缘子。

研究表明,正常绝缘子串的温度分布同电压分布规律对应,即呈不对称的马鞍型,靠线路侧的绝缘子温度相对略高,相邻绝缘子之间的温差很小。在故障时,其热像将根据不同情况而发生变化。因此可根据热像特征对劣化绝缘子进行诊断,其规律是:

图10-10　红外成像装置系统图

图10-11　红外热像仪现场测试流程图

图10-12　上片绝缘子并联放电间隙的绝缘子串热像图

(a)照片;(b)热像图

图10-13　含低值绝缘子的500kV耐张绝缘子串

1)低值绝缘子。当绝缘子的绝缘电阻值降至300Ω～10MΩ 时,在绝缘子内部有缺陷的地方,也就是绝缘电阻最低的地方,场强为最大,电流密度也最大。当场强超过介质 (空气)的绝缘强度时,将发生电离,产生局部放电、电晕脉冲电流、红外辐射。这些都表现为相应的热效应,比较集中的热量从绝缘子内部往外传导。由于钢帽的热阻比瓷件低,两者就有较大的温差,所以低值绝缘子的钢帽与瓷件亮暗分明,它的钢帽 (温度较高)比其他正常绝缘子的钢帽要亮得多。如图10-13所示,低值绝缘子的热像特征是以钢帽为中心的热像,其所在处钢帽亮如灯笼。

2)零值绝缘子。它在绝缘子串中分布电压很低,为正常分布电压的20%以下,甚至近于零。绝缘子内部成了导电的通道,泄漏电流主要从内部通过,流过瓷表面的泄漏电流甚小。因此该片绝缘子由表面电流所反映的温度比正常绝缘子低,它的热像特征是与相邻良好绝缘子相比呈暗色调的热像,如图10-14和图10-15所示。该片绝缘子好像在绝缘子串中隐没了。

3)污秽绝缘子。由于其表面污秽电流增大,形成发热,所以它比其他正常绝缘子的温度略高。其热像表现为以瓷盘为发热区的热像区。

图10-14　含零值绝缘子的330kV耐张绝缘子串

图10-15　110kV良好绝缘子串的电压分布与温升分布曲线

利用红外成像法来检测劣化绝缘子,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劣化绝缘子的检测方向。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。据报道,华北电力集团公司已用直升飞机开展实际生产性巡线工作,截至2002年9月,实际飞行巡线已累积400余h,6000余km,采用热像巡视与目测巡视相结合,巡线中发现了多处引流板过热缺陷,绝缘子破损、均压环破损、悬重锤移位等故障。今后将在华北电网的全部500kV输电线路上开展直升飞机巡检作业。

(四) 对策

1.保证质量

施工中使用的绝缘子,必须具有符合有关标准的出厂质量证明。

2.认真巡视

运行单位应按《架空送电线路运行规程》的要求对运行着的绝缘子进行巡视,其主要内容是:瓷质破损、钢脚及钢帽锈蚀、钢脚弯曲、局部火花放电现象及锁紧销缺少等。

3.定期检测

运行单位可按要求定期检测绝缘子。其检测方法目前可采用测量电压分布或测量绝缘电阻或工频耐压试验。对检测结果应进行总结分析,统计劣化率,积累经验掌握规律,制定保证绝缘子安全运行的措施。

4.认真分析劣化率大的原因

当新线路投运三年内年劣化率大于0.2%或运行多年后年均劣化率大于0.3%或机电性能明显下降时,应分析原因,并采取相应的措施。

5.积极探索新的检测方法和仪器

目前研究的电晕脉冲电流法、红外检测法等都是具有发展前景的方法。

6.选用新型的合成绝缘子替代瓷绝缘子

我国的运行经验表明,合成绝缘子的年故障率较国产瓷绝缘子的年劣化率 (～10-3)低;合成绝缘子由污闪造成的故障要明显低于瓷绝缘子。