合成絕緣子內缺陷帶電檢測方法研究綜述

（1國網固原供電公司，寧夏 固原 756000;

2沈陽工程學院 電力學院，沈陽 110136）

摘 要：由于合成絕緣子內缺陷造成的故障越來越多，有必要對合成絕緣子進行內缺陷帶電檢測。本文詳細地綜述了國內外合成絕緣子內缺陷帶電檢測技術的研究現狀，闡述了幾種典型的合成絕緣子內缺陷帶電檢測方法及各方法的優缺點;對合成絕緣子內缺陷帶電檢測方法技術進行了展望與總結。

關鍵詞：合成絕緣子;內缺陷;帶電檢測;電場法

0 引言

合成絕緣子是指有機硅橡膠材料復合制成高電壓絕緣子。合成絕緣子具有體積小、重量輕、機械強度高、耐污性好等優點[1-3]。但是隨著合成絕緣子的應用數量越來越多，故障也會逐漸出現。目前國內對合成絕緣子的帶電檢測唯一普遍的手段是目測，并不能找到隱藏在硅橡膠下面的缺陷。近幾年隨著絕緣子數目及運行年限的增加，故障有所增加。一些電力公司曾發生過多次因合成絕緣子內絕緣缺陷所引起的閃絡事故和脆斷事故，許多運行中的合成絕緣子有異常發熱現象[4-7]。據統計，截止1999年初，全國合成絕緣子發生故障的總次數為231次，為掛網運行總數的5.3×10-4，按年故障率統計則不到1×10-4，其中內絕緣故障占6.9%[8-12]。為了發現合成絕緣子存在的早期缺陷，及時防止因缺陷的發展而造成的事故，對合成絕緣子進行運行中的帶電檢測具有很好的現實意義。

本文詳細地綜述了國內外合成絕緣子內缺陷帶電檢測技術的研究現狀，闡述了幾種典型的合成絕緣子內缺陷帶電檢測方法及各方法的優缺點;對合成絕緣子內缺陷帶電檢測方法技術進行了展望與總結。

1 國內外合成絕緣子內缺陷帶電檢測技術的研究現狀

國外針對帶電檢測合成絕緣子技術的研究起步相對較早，研究的絕緣子內缺陷帶電檢測方法也較多，比如早期的觀察法尤為主要，該方法主要是利用遠程望遠鏡來觀察絕緣子表面有無缺陷，有無腐蝕、裂痕等[13-15]。后來研究出了紫外成像法，該方法也是檢測絕緣子表面的局部放電，對絕緣子內部狀況不能進行全面檢查處理。隨著絕緣子技術的發展，一些國家開始采用紅外成像法進行檢測，該方法對絕緣子本身檢測的比較全面，比如可以用于接頭、套管、導線等發熱檢測和絕緣子的局部發熱檢測，但也不能夠對絕緣子內部進行全面的檢查處理[16]。后來隨著絕緣子檢測技術的推移，電場法逐漸盛行。該方法是根據合成絕緣子的電場分布情況，即通過分析絕緣子電場的曲線分布形狀的不同，判定合成絕緣子有無內部缺陷。該方法可以很好地對合成絕緣子的內部情況進行檢測，通過電場曲線分布的不同，可以找出合成絕緣子內部存在缺陷的部位，進行針對性的分析與檢測。

與國外相比，我國在合成絕緣子帶電檢測技術的研究方面起步較晚，雖然進行了一些研究，但沒有較成熟的技術。在我國針對合成絕緣子帶電檢測普遍采用的手段仍然是目測，即依靠巡線人員用高倍望遠鏡在地面查看;有些地區利用紅外成像法進行檢測，但該方法主要設備是紅外成像儀，價格昂貴，不能進行絕大部分地區的推廣[17]。而電場法可以通過合成絕緣子電場分布曲線的形狀找出內部缺陷，該方法簡單、實用，具有較好的應用價值和推廣價值。

2 合成絕緣子內缺陷帶電檢測的方法

合成絕緣子內缺陷帶電檢測技術具有兩方面的核心價值：一方面，帶電檢測合成絕緣子可以及早發現絕緣子的內部缺陷，有效避免絕緣子內缺陷而造成重大事故的發生;另一方面，帶電檢測合成絕緣子可以及早發現絕緣子的內部缺陷，從而增加爬電的安全距離，使電網公司提前安排檢修、調度計劃等[18-20]。

目前合成絕緣子內缺陷帶電檢測的方法可分為如下表1所示。

由表1可知合成絕緣子內缺陷帶電檢測的各種方法概述，下面對表1中的幾種經典的方法進行詳細闡述：

在合成絕緣子內缺陷帶電檢測傳統方法中，觀察法是指操作人員利用望遠鏡等先進設備對合成絕緣子表面進行全面檢測，可以觀察到外覆層裂縫、侵蝕和痕跡，絕緣傘裙閃絡等。優點是該方法簡單易取，缺點是該方法只能觀察到合成絕緣子表面的情況，對合成絕緣子有無內缺陷無法探測。并且利用該方法來檢測必須找準不同角度才能看到，這不僅要從地面觀測，還必須登塔等多個角度地點觀察;紫外成像法是檢測合成絕緣子的局部放電，由于合成絕緣子的緩慢局部放電會使其腐蝕老化，放電現象能夠由該方法檢測出來。該方法利用紫外成像儀來觀測，其原理是當合成絕緣子在局部放電時，空氣中的電子不斷獲得和釋放能量，而當電子釋放能量時，便會放出紫外線。即觀測到有紫外線光的地方合成絕緣子就存在缺陷。該方法優點是易從發光部位探測缺陷，缺點是利用該方法的設備價格昂貴，不能得到普遍推廣，并且對合成絕緣子內部某些情況檢測不到;紅外成像法是檢測合成絕緣子的局部發熱情況，合成絕緣子溫度的升高必然是因為絕緣子存在缺陷，局部放電、電流故障等形成的合成絕緣子介質損耗都使得絕緣子溫度升高，該方法通過紅外攝像儀等設備觀察合成絕緣子發熱熱點釋放的紅外線可以探測絕緣子的缺陷部位。紅外攝像儀吸收或反射可見光和紫外線，并利用紅外濾光鏡將紅外光通過。該方法優點是通過絕緣子局部發熱能夠檢測出部位缺陷，缺點是該方法的使用設備受到限制。目前一部分設備只可用于地面監測，并且很容易受到陽光、環境溫度等的影響，另一部分設備設計輕巧、方便攜帶，可以登塔檢測，不易受到條件因素的影響，但是價格較昂貴，不能進行普遍推廣應用。

目前，對于合成絕緣子內缺陷帶電檢測比較成熟先進的方法有電場法、微波法和激光誘 導熒光法等。電場法是根據合成絕緣子的縱向電場分布曲線的形狀變化判定絕緣子有無內缺陷。該方法主要利用帶電檢測儀等設備在合成絕緣子表面掃過，就可將絕緣子相關電場分布數據存儲在帶電檢測儀中，然后將數據上傳到電腦中，可以觀察到檢測的合成絕緣子內部電場分布的相關波形曲線，若部分曲線存在畸變或不穩定，可以確定檢測的絕緣子此處存在內缺陷。該方法優點是操作簡單，攜帶方便，能很好的檢測合成絕緣子內缺陷故障。缺點是對于有些絕緣子表面缺陷難以檢測，需要與其他方法結合效果更佳;激光誘導熒光法利用激光檢測絕緣子缺陷，向絕緣子表面發射激光后，誘導絕緣子表面向外發射光波，絕緣子表面的信息反映了光的波長信號。該方法可以檢測合成絕緣子表面的真菌等微生物，對合成絕緣子內部的檢測意義不大;微波法是利用微波來檢測絕緣子有無缺陷。該方法可以檢測到絕緣子里的微小氣泡等，當發出波形的反射波有變化時，表明該合成絕緣子存在缺陷。該方法優點是可以用于非接觸檢測，這方面優于其他方法，缺點是該方法不能穿透金屬進行故障檢測。

3 合成絕緣子內缺陷帶電檢測技術的研究展望

隨著合成絕緣子的應用越來越多，合成絕緣子內缺陷造成的故障也逐漸增多，因此有必要對合成絕緣子內缺陷進行帶電檢測。本文通過了解國內外合成絕緣子內缺陷帶電檢測技術的研究現狀，闡述了典型的合成絕緣子內缺陷帶電檢測方法，分析了各方法的優缺點及適用條件，本文對合成絕緣子內缺陷帶電檢測技術的研究可得出以下結論：

（1）合成絕緣子帶電檢測的方法很多，但是適用性不同，目前對于絕緣子內缺陷檢測最好的方法是電場法，即根據絕緣子電場曲線的變化情況來判定有無內缺陷。為了更加全面的對絕緣子進行檢測，電場法可以和觀察法結合使用檢測效果更加明顯。

（2）合成絕緣子在使用中不可避免地會存在局部放電、發熱等缺陷，采用紫外成像法、紅外成像法可以及時發現這種狀況，確保帶電設備安全運行。

（3） 對于新型的檢測技術的微波法，利用發射微波的反射波的變化來判斷絕緣子有無內缺陷，它不僅可以檢測到絕緣子連接處附著的小氣泡，還有望對絕緣子內部進行探測。

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作者簡介：楊哲（1980-），男，學士，工程師，主要從事：電氣設備運維管理。