特高压输电线路绝缘子检测技术与方法

孔德营+张忠涛+肖东坡

摘 要：1000kV特高压输电线路由于其电压等级高，所经地区大多为b级、c级、d级污区，部分地区甚至是e级污区，由于绝缘子整串长度长、尺寸大、吨位重，所承受的机电負荷复杂，使得绝缘子在运行中的检测问题更加突出，所以了解绝缘子的运行状况、检测线路绝缘子的方法和手段就显得至关重要了。

关键词：特高压；污秽绝缘；检测技术

特高压输电线线路里程长、跨度大、杆塔多，绝缘子使用数量多、种类多，要了解绝缘子的优劣情况，主要从两个方面来分析。一方面是绝缘子的防污闪能力，依据电网污闪经验可知，绝缘子运行中积污严重会导致其绝缘能力下降，发生污闪的几率增大，运行人员要了解运行中绝缘子的积污情况，就要对其进行适时检测和监控。

一、绝缘子检测原因分析

（一）污秽的种类、成分

1、自然污秽。主要来源于海洋、沼泽、土壤等自然环境，我们内陆地区主要有农田尘土污秽、盐碱污秽、鸟类污秽等。2、工业污秽。主要指工业生产过程中烟囱排出的气、液、固等污秽物质。主要分布在工业集中的地区，包括发电厂、化工厂、水泥厂、冶炼厂、矿场等工业厂排出的烟尘和水雾。3、污秽成分。大气环境中存在的污秽按形状可以划分为颗粒性污秽和气体性污秽两大类；颗粒污秽包括灰尘、烟尘、金属粉尘、液滴、雨滴；气体性污秽呈气态弥漫在空气中，具有很强的覆盖性能，其成分因污染源、工业原料和主要工艺而不同，目前常见的主要有硫氢化物、氮氧话物、碳氧化物、碳氢化合物等。

此外，绝缘子表面的污秽，取决于当地环境的污秽水平，也受大气条件的影响，对绝缘子自身形状、尺寸、安装方式，表面光泽度也有着密切关系：从500kV线路长期的运行经验表明，绝缘子表面的污秽程度直接影响绝缘子设备的耐压水平，因此防止线路污闪就必须掌握绝缘子自身的污秽严重程度。

二、污秽绝缘子检测项目方法

（一）瓷质、玻璃脏污绝缘子的检测项目

1、污层电导率法。污层电导率的定义为绝缘子单位表面污层的电导值，它是污层上的电流与电压之比与绝缘子形状系数的乘积，污层电导率能综合反映污层的污秽及潮湿程度，应在污层饱和和受潮条件下进行，在绝缘子上加适当的工频电压，测其泄露电流，测量时还需将测得的电导率换算成标准温度20℃下的值。2、泄露电流法。是指污秽受潮时在运行电压下测得的流过绝缘子表面污层的电流，泄露电流的变化特征能够反应污层脏污程度和湿润程度，多用于瓷绝缘子串及玻璃绝缘子串，如检测合成绝缘子须加一片瓷绝缘子来截取泄漏电流。3、等值盐密法。测量等值严密法时，应将绝缘子从线路上拆下来，用毛刷把污物从绝缘子表面清洗下来，溶于一定容积的蒸馏水中，测量其电导率。

（二）硅胶复合绝缘子检测项目

1、外观检测法。可发现常见的表面缺陷，如绝缘伞裙侵蚀、变粗糙、外覆层侵蚀的沟槽和痕迹、伞裙或外覆层开裂、芯棒外漏等。2、憎水性试验法。向绝缘子表面均匀喷水后，观察水珠或水膜的状态，由于水珠的重力、伞群表面污秽老化程度不同，水珠下滑的方向，所呈的角度也有较大差异，可根据表面水珠的前倾角、后退角的大小来分析合成绝缘子的脏污老化程度。3、声波检测法。主要用于检测绝缘子芯棒裂纹。但其存在干扰、衰减及超声换能器性能问题，实测时高压端金具发生电晕，产生的背景噪音会淹没绝缘子缺陷所发出的声波，较使用于绝缘子的出场检测。

（三）治理脏污绝缘子采取的方法

1、定期清扫。结合绝缘子盐密测量数值和运行经验，合理安排清扫周期，清扫周期可根据本地区的气候特点、积污情况、污秽程度来制定。2、喷涂防污涂料。从瓷质、玻璃绝缘子的制造材料分析，瓷质绝缘子和玻璃绝缘子都具有亲水性能，如果在瓷质或玻璃绝缘子表面涂抹一层憎水材料，由于材料的憎水性迁移作用以及对污秽物的吞噬作用，可使亲水性的瓷或玻璃绝缘子表面具有一定的憎水性，从而达到一定的抗污能力。

三、劣质绝缘子检测项目及方法

（一）离线检测法

基于在线检测方式的各种制约因素，此方法主要针对合成绝缘子检测，即将合成绝缘子从运行线路上替换下来，送到实验室进行各项试验，依据得出的各项测试数据，推测挂网运行合成绝缘子的运行状况。离线检测工作量较大、费时、费工，操作比较繁琐，送往实验室的合成绝缘子难以保持自然环境下带电运行的本来面目，真实性较差，并且经过试验的合成绝缘子不能再次使用，浪费较大；离线检测局限于抽查，试品数量有限。

（二）火花间隙检测法

火花间隙检测装置是早期绝缘子检测的主要仪器，其工作原理是根据火花间隙放电情况确定不良绝缘子，火花间隙测试原理简单，操作方便，缺点是准确度偏低。

（三）绝缘电阻检测法

使用兆欧表逐片对绝缘子进行电阻测量，通过测量绝缘子两端的绝缘电阻，来分析判断不良绝缘子。

（四）红外成像检测

当不良绝缘子的绝缘件有微小裂纹时，会形成一定区域的低阻抗区，泄露电流流过低阻抗区，该区电流密度加大，表面温度升高；通过使用红外成像仪器的测量可以得到该物件的热像图，通过对热像图的分析，可以判断绝缘子各个部位实际温度的分布情况，从而识别出不良绝缘子。

四、结语

适用于特高压线路的不良绝缘子检测的工具和方法应在安全性、可操作性、准确性和作业强度等方面均应满足要求，由于各类绝缘子检测装置使用条件、方式受限，要同时满足以上要求往往比较困难，因此在实际检测中应综合各检测方式的优势，从提高作业效率和作业安全性及降低作业人员劳动强度等方面考虑。

参考文献：

[1]罗真海.合成绝缘子、玻璃绝缘子、瓷绝缘子的综合技术经济比较[J].广东电力，1996（3）：41-44.