1000kV交流输电线路绝缘子检测概述

    绝缘子的作用一方面是使导线和杆塔在电气上绝缘，另一方面是使导线和杆塔在机械上连接。绝缘子既要承受导线自重及导线的风载、覆冰等各种机械力的作用，又要满足各种气象条件下电气绝缘的要求；除了承受长期工作电压的作用外，还要承受暂态的操作过电压和雷击过电压的作用。由于特高压绝缘子悬挂高度远高于常规线路，其运行外界环境比常规线路较为恶劣，且特高压线路导线荷载较大，运行电压远高于其他线路，所以特高压线路绝缘子在长期机电负荷的作用和各种气候环境的影响下，发生劣化及老化的可能性更大。目前，特高压线路采用的绝缘子主要包含以下三种类型：复合绝缘子、玻璃绝缘子和瓷绝缘子。其中，复合绝缘子单串长度10m左右，玻璃绝缘子及瓷绝缘子采用300、420、550kN级，单串片数为44~74片，单串长度13m左右。以上三类绝缘子在国内均为首次采用，其运行经验较少。鉴于以上原因，运行维护单位应高度重视绝缘子的检测工作。    特高线路绝缘子检测主要是对绝缘子绝缘性能及机械性能进行检测，而绝缘性能的检测又可分为非接触式检测和接触式检测，机械性能的检测主要依靠实验室进行相关实验进行抽测。    1．非接触式检测装置    非接触式检测装置能够在检测设备与绝缘子不接触的情况下检测出输电线路中的不良绝缘子。目前有多种装置用于不良绝缘子的非接触式检测，主要包括无线电检测仪、超声波检测装置、红外成像检测装置、激光多普勒振动检测装置、电晕摄像装置、声波检测装置等。目前非接触式检测装置在我国还处于起步阶段，大多数检测装置都对某一种或某几种类型的故障检测效果明显，但对其他类型的故障难以检测出，且设备造价昂贵。虽多数方法可不登杆登塔，但需到现场逐片进行检测。    2．接触式检测装置    常用的测量装置包括分布电压检测仪、光电检测杆、蜂鸣试验检测装置、脉冲绝缘子检测装置、绝缘子绝缘电阻测量装置。    (1)分布电压检测仪。分布电压检测仪是通过检测每片绝缘子的分布电压值，再对整串绝缘子的分布电压进行定量分析，根据各片电压分布情况来确定不良绝缘子。    (2)光电检测杆。光电检测杆是随着光纤技术的发展而产生的，其主要原理是将高压探头上的感应电压经光电转换变成光信号，通过绝缘杆内部的光纤传到低压侧，经处理后将绝缘子串的分布电压数字形式显示出来。不足之处是测量误差较大。    (3)蜂鸣试验检测装置。蜂鸣试验检测装置的原理为：用带有操纵杆的金属蜂鸣器接触绝缘子顶部会产生蜂鸣的声音，其强度随绝缘子的电压分布而改变。当有不良绝缘子时，其蜂鸣的声音将发生变化（该声音不同于正常的蜂鸣声）。根据蜂鸣声的状况可以判断有无不良绝缘子。这种装置原理简单，但检测的准确性受到检测人员鉴别声音强度的能力限制，且易受到外界声音的干扰。    上述几种装置都是通过测量输电线路绝缘子串的分布电压来判定是否存在不良的绝缘子。DL/T 626-2005《劣化盘形悬式绝缘子检测规程》中规定了通过测量分布电压来判断是否存在不良绝缘子的判断标准，但是由于特高压采用绝缘子片数多且标准中仅给出了500kV输电线路绝缘子分布电压标准值，所以特高压绝缘子采用此类测量方法的具体标准尚需研究确定。    (4)脉冲绝缘子检测装置。脉冲绝缘子检测装置是通过向带电运行的绝缘子串上的单片绝缘子注入脉冲电压来测泄漏电流，具体方法是用软件方法提取电压过零点，并在过零点时启动高压脉电压与脉冲电流的有效值来计算绝缘子的绝缘电阻值。该方法的优点是能定量检测绝缘子的绝缘电阻值，并能在线路运行带电的情况下进行检测。    (5)绝缘子绝缘电阻测量装置。绝缘子绝缘电阻测量装置是使用手动或自动测量工具，逐片对绝缘子绝缘电阻进行测量；此类装置已广泛应用于超高压线路及特高压线路的绝缘子检测工作中，且型号较多。目前较为先进的为日本使用的自走式不良绝缘子检测装置，其主要原理是采用自动行走的机械装置将检测部件放到绝缘子串上，让其自动爬行，逐片测量绝缘子两端的绝缘电阻，通过绝缘电阻的分析，判断不良绝缘子。    对于以上所述检测方法，需要说明的是：对于1000kV交流输电线路，测量绝缘子分布电压并与标准值进行比较是理论上较为准确的检测方法，但由于绝缘子处于交流电场当中，其电压分布主要受到其相对介电常数的影响，且其测量需要带电进行，风险及测量难度较大，所以通常情况下，运行维护单位采用脉冲绝缘子检测装置或其他绝缘子绝缘电阻检测装置检测绝缘电阻值，一般认为单片绝缘子绝缘电阻值即可反映单片绝缘子的绝缘情况，而不用进行绝缘子的电容及其他参数的测量。