直流电场法和谐波电场法检测绝缘子内缺陷的分析研究

杨 哲,钟宏宇,高 阳,贺瑞斌

（1.国网固原供电公司,宁夏 固原 756000；2.沈阳工程学院,沈阳 110136）

0 引言

在电力系统中由于绝缘子故障造成的事故愈演愈重。绝缘子由于受到各种气象灾害和年限的影响，隐藏在合成绝缘子内部的缺陷却不容易发现。就目前而言，电场法对检测绝缘子内缺陷给出了合理的答案，所以本文在此基础上，又深入讨论了电场法的两个分支：直流电场法和谐波电场法，并通过实验方式，确立了结论。

1 电场法检测绝缘子内缺陷原理

电场法可以检测到隐蔽的内部缺陷和外绝缘水平下降的故障，可以判断缺陷的严重程度、便于开展合成绝缘子的状态检修。有文献[1-2]表明，无论是交流或是直流，沿良好洁净的绝缘子串的轴向分布电场的曲线都是光滑的，呈现出一种规律：靠近高压金具端的场强最高，接地端场强最小，而在接地金具端又有所提高；当绝缘子串中有内缺陷时，在瞬间，该处的电场强度将明显减小，而且会有一个非常明显的尖点下陷出现在整体的电场分布曲线中。绝缘子串的电场分布曲线如图1所示。

图1 良好绝缘子与故障绝缘子电场分布曲线图

当合成绝缘子串中出现内部缺陷时，无论是直流电场还是谐波电场都会在缺陷处有明显的下陷。所示，从分析理论上说，测量合成绝缘子的直流电场分布曲线或谐波电场分布曲线可以对合成绝缘子的内缺陷进行带电检测[3-5]。

2 直流电场法带电检测绝缘子内缺陷实验分析

实验一：本试验选择xP-7型瓷绝缘子，共9片，良好绝缘子8片，零值绝缘子1片。每次测量8片绝缘子，经过实验测量，发现瓷绝缘子串的直流电场分布曲线与理论分布曲线并不吻合，而且有内缺陷绝缘子串的电场分布曲线与正常的绝缘子串相比，并没有显现出太大的差异性。所以通过观察电场分布曲线并不能作为判断瓷绝缘子好坏的依据。

实验二：本实验对选用的2个绝缘子试品为110kV合成绝缘子，并编号为“1号”和“2号”。选择的1号绝缘子，其高压侧有缺陷；选择的2号绝缘子为正常绝缘子，从外观上看没有太大差异。通过实验分析发现，1号绝缘子的电场分布曲线在缺陷处产生了清晰的尖点下陷，而2号绝缘子与理论分布曲线比较吻合。所以，通过观察电场分布曲线可以作为判断合成绝缘子好坏的依据。

3 谐波电场法带电检测绝缘子内缺陷实验分析

实验一：本实验选用了4个合成绝缘子串，分别编号为“3号”“4号”“5号”“6号”。通过实验分析，3号和4号绝缘子的电场分布曲线在高压侧都有明显的尖点下陷，因此，可以断定3号和4号绝缘子都存在高压侧短路内缺陷；5号和6号绝缘子的电场分布曲线都比较光滑，无明显突变，但5号绝缘子对应的曲线在第16、17伞裙处与4号绝缘子相比表现出了微妙的下陷，可以断定5号绝缘子中部有缺陷，4号绝缘子良好。实验结果表明，谐波电场法可以作为判断直流合成绝缘子好坏的依据，并且可以有效地给出绝缘子内缺陷故障信息。

4 结论

通过直流电场法对瓷绝缘子和合成绝缘子的对比分析，可知直流电场法无法根据电场分布曲线判断瓷绝缘子的好坏，而对合成绝缘子的内缺陷检测则显现出了略佳的依据。通过谐波电场法对合成绝缘子的分析可知，谐波电场法可以作为判断直流合成绝缘子好坏的依据，并且可以有效地给出绝缘子内缺陷故障信息。

[1]马世伟,张鑫,范兴明,凌斯.电力绝缘子检测方法及其应用现状[J].桂林电子科技大学学报,2013,33(06):456-458.

[2]邓科,涂明,万文杰,张秋实.特高压绝缘子带电检测方法应用探讨[J].电气制造,2014(11):70-74.

[3]陈庆国,高源,池明赫,林林,魏新劳.直流电场下典型油纸绝缘结构油流带电特性 [J].高电压技术,2014,40(04):995-998.

[4]葛永超.瓷绝缘子状态检测方法的研究[D].华北电力大学,2013.

[5]沈小军,江秀臣,曾奕,程养春.谐波电场法带电检测直流绝缘子[J].电力系统自动化,2005,29(15):63-65.