绝缘子串电容检测.doc

高压交流系统绝缘子电容量的检测方法及绝缘子串电位分布的研究 1研究的背景及意义 近几年电网的污闪事故有不断增多的趋势，在2000年至2001年间，国内几大电网相继多次发生大面积污闪事故。电网污闪事故涉及范围大、停电时间长，严重威胁着输变电设备的安全运行，给国民经济带来重大的损失。绝缘子串线路的绝缘由于绝缘子绝缘性能劣化当绝缘电阻降低或为零时称为低值或零值绝缘子们对线路行检测技术可以对正在运行的设备进行非接触检测拍摄其温度场的分布、测量任何部位的温度值640×480。绝缘子串涂污阴干悬挂后施加正常运行电压64kV，持继30min后进行红外测温。 通过实验结果得出绝缘子污秽度大小、污秽分布及污秽绝缘子串的电位分布及环境温度对完好绝缘子串热效应影响规律，根据红外测温可直观得出绝缘子不同部分的发热情况。 电晕放电是指带电体表面在气体或液体介质中，出现许多局部的电离和激发过程，但电极之间并不击穿或导通而出现的自持放电现象。极不均匀电场中，在空气间隙完全击穿之前，大曲率电极附近会发生电晕放电。 高压设备在电晕放电时，会辐射出光波和声波，还有臭氧、紫外线等。紫外成像技术是利用特殊的传感装置接收电晕放电产生的紫外线信号，经处理后成像并与可见光图像叠加，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评价设备的运行情况提供依据。 3项目研究的初步实施方案 3.1 理论分析绝缘子电位分布及均压原理 只考虑绝缘子电容时简要理论分析，良好的悬式绝缘子串可按图1所示，由静电电容组合的等价回路表示。 图1 悬式绝缘子串等价回路图 如设悬式绝缘子本身电容为＝=…==…；对地电容为, ,……对导线电容为，，……；对m只绝缘子串施加的电压为，则任一悬式绝缘子适用基尔霍夫定律，如下式： （1-1） 式中…第n只悬式绝缘子的电位和分担的电压。 且有： （1-2） 由以上关系，式（1-1）可用下式表示： （1-3） 现在设的和与n无关，是定值，如有式（1-4）的假定，则解式（1-2），可得悬式绝缘子串的电位分布如式 （1-5）： （1-4） （1-5） 测量按图2马文(Marvin )的电路进行。取… ，…分别表示对绝缘子串施加正常输电对地电压时的各绝缘子的分担电压。把放电电压e的小形火花间隙g连接在第n只绝缘子的帽和脚间，对该绝缘子 图2马文电路 串施加电压，测量使火花间隙发生放电所需要的全电压。只要绝缘子串的电位分布不变化，施加电压和各绝缘子分担电压的比率就一定，因此，有以下关系式: …， (1-6) 因而，绝缘子的分担电压、可由下式表示： (1-7) 实测结果，各种绝缘子串均为导线侧绝缘子的负担电压最高，随着靠近接地侧而分担电压减小.在绝缘子连结只数的3/4附近达到最小值。以此为界，越靠近接地侧，分担电压反而升高，但是比高压端的电压要低很多，在高压端和低压端安装均压环可以大大改善电压分布。 绝缘子本身电容为，对地电容为，对导线电容为。由等值电路可以求出绝缘子串靠近导线的绝缘子压降最大，离导线远的绝缘子压降逐渐减小，靠近铁塔横担时，作用显著，电压降又有些升高。采用均压环增大了，在一定程度上补偿了的影响，从而使串的电压分布得以改善。因此绝缘子加装环状薄片，可以改善绝缘子串表面的电场分布，对抑制帽沿根部电晕的产生、防污和提高闪络电压也都是十分有效的。目前国内外主要是在进行均压环的形状、尺寸、以及不同的安装方式对绝缘子的电压分布的影响的研究。 3.2 绝缘子串电容的检测方法 目前研究绝缘子电位分布相关课题，主要是通过大量试验的方法总结出电位分布规律，即使有研究绝缘子的绝缘电阻分布也仅仅在离线的情况下，并未考虑绝缘子本身电容和杂散电容。为了更为准确的从定量的角度来分析绝缘子串的电位分布情况，本项目在理论分析缘子串的等效电容的基础上，通过设置对比试验得出绝缘子串电容分布规律。 1、理论初步 每一个绝缘子就相当于一个电容器，因此一个绝缘子串就相当于由许多电容器组成的链形回路。因为绝缘子的体积电阻和表面电阻较正常情况下（50HZ）的容抗大很多，所以一般将它看成串联的电容回路。如果不考虑其他因素影响，由于每个绝缘子的电容量相等，因而在绝缘子串中，每一片绝缘子分担的电压是相同的。但试验证明，绝缘子串中每个绝缘子所分担的电压并不相同，这主要是由于每个绝缘子的金属部分与杆塔（地）间与导线间均存在杂散电容（寄生电容）所造成的。 首先来说明绝缘子串中各个金属部分与杆塔之间杂散电容的影响。 设绝缘子本身的电容为