基于高頻放電信號的絕緣子運行工況探討

肖春偉 郭曉飛 孫君錄

摘 要：隨著電網技術的不斷提高，輸電線路帶電檢測技術顯得尤為重要。瓷質或復合絕緣子的檢測結果是判斷輸電線路運行工況的重要依據，本文從絕緣子帶電檢測的現狀，基于高頻放電信號檢測絕緣子的原理及現場應用等方面闡述了瓷質、復合絕緣子運行工況的判別。

關鍵詞：輸電線路;帶電檢測;瓷質絕緣子;復合絕緣子;運行工況

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.154

1 引言

隨著電網技術以及電力裝備制造水平的不斷發展，架空輸電線路的結構設計及絕緣配置也與時俱進。設計及投運年限較久的輸電線路，其絕緣配置一般為瓷質絕緣子，而瓷絕緣子在復雜高壓電磁環境下會出現低值或零值等現象，這嚴重影響了輸電線路的絕緣要求和安全運行。近年來，輸電線路設備不斷增加，我公司所轄區域絕緣子總數45637支，其中復合絕緣子35025支，占比76.7%。輸電運檢室負責輸電線路檢測有一個班，負責轄區內所有絕緣子檢測任務，現有檢測手段單一，勞動量大，并且復合絕緣子檢測缺少可靠的檢測手段。

2 現狀及存在問題

（1）傳統檢測方法。傳統的瓷質絕緣子檢測儀是使用火花間隙方式，靠操作人員聽放電聲、看火花來判斷絕緣子是否異常，這類檢測大多依據人員經驗判斷，對人員經驗水平要求高、檢測精確度低，目前基本不再采用該方法;JXD35-500絕緣子檢測儀，解決了傳統絕緣子檢測儀需要靠經驗來判斷的方式，測試儀有數字讀數，且判斷準確，但需要人員登桿，單片檢測;復合絕緣子目前沒有有效的帶電檢測手段，只能通過憎水性實驗及外觀檢查法來判斷老化程度，且當前條件下只能依靠抽測，并不能達到100%覆蓋。

（2）現場需求。針對當前輸電線路瓷質絕緣子運行時間長、復合絕緣子使用量大、檢測班組少的情況，急需一種能夠快速、準確檢測瓷質與復合絕緣子異常的設備和方法。

3 基于高頻放電信號檢測絕緣原理方法探討

（1）絕緣子檢測理論依據。當絕緣子內部介質發生局部放電或不完全擊穿的現象時，通過支承鐵塔的接地回路中會出現由此形成的放電脈沖電流，若檢測這個放電脈沖電流，即可發現絕緣子發生故障的狀況。在高速脈沖信號采集電路基礎上，分析工頻周期內的漏電電流波形，找出有故障絕緣子時電流脈沖波形與無故障絕緣子時電流脈沖波形之間的差異，即可確定故障絕緣子產生的特征頻譜。

（2）檢測方法的原理應用。通過收集到的頻譜數據進行分析，找出瓷質和異常復合絕緣子故障絕緣子特征頻譜，快速判斷桿塔存在的判斷零值絕緣子和復合絕緣子運行狀況。通過對復合絕緣子頻譜特征分析判斷絕緣子運行年限范圍，判斷絕緣子老化程度為制定檢修策略提供依據。

該檢測方法適用于110—220kV輸電線路絕緣子檢測，無需線路停電且不用登桿在地面即可完成運行中的絕緣子檢測，每次檢測會自動采集20組頻譜數據，可以對整基桿塔上瓷質絕緣子和復合絕緣子進行運行工況進行判別。

（3）瓷質絕緣子運行工況判別。

有故障絕緣子存在，3M～5M處明顯出現特征頻譜。

無故障絕緣子存在，無明顯特征譜出現。

（4）復合絕緣子運行工況判別。

脈沖信號中沒有1.5V以上脈沖信號，可判定絕緣子運行年限相當于Ⅲ級污穢區運行5年及以下復合絕緣子，復合絕緣子狀態較好可長期運行。

脈沖信號中包含2V根據脈沖信號出現數量可判定復合絕緣子污穢程度，當同一相位角頻繁出現大于10個2V脈沖信號長期運行，可能會出現污閃跳閘故障。

4 應用效果

該分析方法通過現場試驗找出了瓷質故障絕緣子特征頻譜和異常復合絕緣子特征頻譜，通過對復合絕緣子頻譜特征分析判斷絕緣子運行年限范圍，為絕緣子的檢測提供了新途徑，絕緣子檢測覆蓋率可達到100%，適于在輸電線路推廣使用。

參考文獻：

[1]劉克武，孫義忠，張新紅.懸式絕緣子結構高度分散性控制方法[J].電磁避雷器，2001（01）.