瓷絕緣子低零值的危害及其檢測(cè)技術(shù)

瓷絕緣子低零值的危害及其檢測(cè)技術(shù).............................................一、瓷絕緣子低零值產(chǎn)生的原因當(dāng)絕緣子工頻擊穿電壓低于干閃電壓時(shí)，該絕緣子就屬于劣質(zhì)絕緣子。絕緣已經(jīng)被擊穿的絕緣子，稱(chēng)為零值絕緣子。按DL/T626-2015《劣化盤(pán)形懸式絕緣子檢測(cè)規(guī)程》的規(guī)定：①電壓等級(jí)500千伏及以上,絕緣子絕緣電阻低于500MΩ，判為劣化絕緣子。②電壓等級(jí)500千伏以下，絕緣子絕緣電阻低于300MΩ，判為劣化絕緣子。絕緣電阻在10MΩ以上的劣化絕緣子一般稱(chēng)為低值絕緣子，絕緣電阻在10MΩ以下的劣化絕緣子稱(chēng)為零值絕緣子。造成絕緣子串低零值的原因主要有兩個(gè)：一方面，部分批次絕緣子劣化率較高，在投運(yùn)初期沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)，導(dǎo)致殘次品“帶病運(yùn)行”；另一方面，瓷絕緣子在運(yùn)行過(guò)程中因長(zhǎng)期經(jīng)受機(jī)電負(fù)荷、日曬雨淋、冷熱變化等作用，也可能出現(xiàn)絕緣電阻降低、開(kāi)裂甚至擊穿等故障。當(dāng)絕緣子串內(nèi)有零值絕緣子時(shí)，其污閃概率以及在過(guò)電壓作用下的閃絡(luò)概率都很高，甚至正常運(yùn)行電壓下也會(huì)閃絡(luò)。在絕緣子串閃絡(luò)時(shí)，短路電流將會(huì)通過(guò)零值絕緣子的內(nèi)部間隙，大電流的熱效應(yīng)可能造成瓷件與頭部斷裂開(kāi)、鑄鐵帽炸裂、鋼腳脫落、瓷件頭部燒成玻璃體等，從而出現(xiàn)絕緣子掉串和導(dǎo)線掉線等一系列嚴(yán)重事故。.............................................二、瓷絕緣子低零值檢測(cè)方法零值絕緣子在電氣性能、局部放電、溫度分布等多個(gè)方面與良好絕緣子相比，存在著差異。依據(jù)這些特征和差異，可用相應(yīng)的儀器或裝置，采用不同的測(cè)量方法進(jìn)行檢測(cè)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)零值瓷絕緣子的檢測(cè)方法主要有電壓分布法（火花叉法）、泄漏電流測(cè)量法、紅外熱像法、絕緣電阻測(cè)量法等。分布電壓測(cè)定法（火花叉法）：當(dāng)絕緣子串中有零值絕緣子，將明顯影響絕緣子串的電壓分布?；鸹ú鏅z測(cè)桿端部裝上一個(gè)金屬絲做成的叉子，把火花叉的一端與被測(cè)絕緣子下面絕緣子的鋼帽接觸，當(dāng)另一端靠近被測(cè)絕緣子鋼帽時(shí)，鋼帽間的空氣間隙會(huì)產(chǎn)生火花。被測(cè)絕緣子承受的分布電壓愈高，出現(xiàn)火花愈早，而且火花的聲音也愈大，因此根據(jù)放電情況可以判斷被測(cè)絕緣子承受電壓的情況。如果被測(cè)絕緣子是零值的，就不承受電壓，因而就沒(méi)有火花。.............................................圖1火花叉法檢測(cè)低零值絕緣子.............................................泄漏電流測(cè)量法：正常時(shí)，絕緣子串泄漏電流為毫安級(jí)，當(dāng)有零值或低值絕緣子時(shí)，其對(duì)地泄漏電流的值將產(chǎn)生較大的變化。目前研制出的用于測(cè)量泄漏電流的電流傳感器在測(cè)量準(zhǔn)確度方面并無(wú)問(wèn)題，但由于泄漏電流值在正常情況下也會(huì)隨時(shí)間、環(huán)境的變化而改變，所以仍存在如何確立判斷標(biāo)準(zhǔn)〔判據(jù)）的問(wèn)題。紅外熱像法：紅外熱像法檢測(cè)劣化絕緣子的原理是根據(jù)劣化絕緣子的熱像特征與良好絕緣子相比呈亮色調(diào)（低值）或暗色調(diào)（零值），檢測(cè)時(shí)如發(fā)現(xiàn)絕緣子串中溫度分布不連續(xù)且有亮色調(diào)（或暗色調(diào)）的熱像者，則判為低值（或零值）絕緣子。圖2

紅外熱像法檢測(cè)低零值絕緣子絕緣電阻測(cè)量法：絕緣電阻表主要包括絕緣搖表和電子式絕緣電阻測(cè)試儀，利用絕緣電阻表直接測(cè)量絕緣子的絕緣電阻可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零值絕緣子的檢測(cè)。利用絕緣電阻表檢測(cè)零值或低值絕緣子有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性，但由于單次測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，每片瓷絕緣子電阻值檢測(cè)時(shí)間至少1min，所以該方法不適于大量絕緣子的普測(cè)工作。此外，其檢測(cè)電壓較低，難以發(fā)現(xiàn)大噸位絕緣子中的缺陷。三、現(xiàn)有絕緣子零值檢測(cè)方法的局限性根據(jù)國(guó)家公司十八項(xiàng)反措要求，所有盤(pán)形懸式瓷絕緣子在現(xiàn)場(chǎng)安裝前應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行零值檢測(cè)。然而，現(xiàn)有的檢測(cè)方法都有局限性。分布電壓測(cè)定法（火花叉法）可不停電測(cè)量絕緣子低零值，但由于不能準(zhǔn)確知曉絕緣子電阻的數(shù)值，在某些特殊環(huán)境下易造成試驗(yàn)人員誤判。泄漏電流測(cè)量法存在判據(jù)取值難以確定的問(wèn)題。紅外熱像法適用于瓷絕緣子投運(yùn)后的不停電測(cè)量，對(duì)拍攝對(duì)象的背景要求較高。絕緣電阻測(cè)量法檢測(cè)瓷絕緣子電阻時(shí)間長(zhǎng)，效率低，難以滿足數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的瓷絕緣子電阻值檢測(cè)要求，亦導(dǎo)致瓷絕緣子安裝前現(xiàn)場(chǎng)逐個(gè)零值檢測(cè)的反措要求難以落實(shí)。另外，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于兆歐表測(cè)試電壓過(guò)低，不能有效發(fā)現(xiàn)特高壓低值絕緣子。四、便攜式瓷絕緣子零值檢測(cè)儀的特點(diǎn)xx電科院自主研發(fā)了一套基于脈沖電流法的便攜式瓷絕緣子零值檢測(cè)儀，其原理是將直流低壓進(jìn)行升壓逆變和倍壓整流實(shí)現(xiàn)直流脈沖高壓輸出，利用脈沖高壓測(cè)量瓷絕緣子電阻值，記錄絕緣子兩端測(cè)量電壓波形，綜合電阻值和電壓波形診斷劣化瓷絕緣子。該裝置輸出電壓幅值達(dá)60千伏，重量小于3kg，電源單次充電連續(xù)使用次數(shù)達(dá)5000次，可在未拆木條箱的條件下對(duì)絕緣子逐個(gè)檢測(cè)，實(shí)際電氣測(cè)量時(shí)間為100ms/次，快速高效，能夠滿足瓷絕緣子安裝前逐片檢測(cè)的工程應(yīng)用要求。產(chǎn)品樣機(jī)于2020年在xx特高壓換流