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电场分布法带电检测复合绝缘子的研究

作者：杨华蒋波张春程石萍芳

来源：《中国科技纵横》2013年第21期

【摘要】作为架空线路主要防污闪产品的复合绝缘子已经大量应用于电网中，但是现有

检测方法很难真正有效地检测出复合绝缘子中存在的缺陷，尤其是内绝缘缺陷。从某种程度上

来说，是埋下了电网安全运行的隐患。笔者从大量的理论分析和实际运行经验中发现用电场分

布法在线带电检测复合绝缘子缺陷有很大的可行性。为了确保电网安全运行，可以大力推广这

一检测方法。

【关键词】复合绝缘子内绝缘缺陷电场分布法复合绝缘子带电检测仪

研究项目确1立的必要性

复合绝缘子1.1优势明显，应用广泛

复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子相比，除了耐污闪能力强以外，质量轻、强度高、无零

值、制造工艺简单、运行维护方便等优点也是十分突出的。

近年来，复合绝缘子已经大量应用于电网中。据统计，美国新生产的绝缘子有60%-70%

为复合绝缘子。我国电力系统于20世纪80年代中后期引入了硅橡胶有机复合绝缘子在35kV-

500kV交流输电线上运行。在吸取国内外经验教训的基础上，电力系统从一开始就瞄准了高温

硫化硅橡胶复合绝缘子的开发与研制。80年代末，先后完成了硅橡胶复合绝缘子的开发、成

果转让与产品化工作。90年代初，为遏制我国华东、华北、东北等污闪多发地区的大面积污

闪事故发生，复合绝缘子被大量引入电网，到1994年底，挂网运行5万支。从此，我国电网

使用复合绝缘子数量迅猛增加：1995年为10万支，1996年为20万支，1998年为46万支，

1999年为84万支，到2001年已达160万支（约290万支年）。新建线路，包括交、直流

500kV线路都开始大批量使用复合绝缘子。短短几年，主要复合绝缘子生产厂已先后完成芯棒

与护套界面的连续挤压、整体注塑的改进；端部金具与芯棒连接工艺逐渐采用压接式；

±500kV直流线路和500kV交流线路相继使用了耐应力腐蚀芯棒[1]。

复合绝缘子的1.2使用现状以及其局限性

复合绝缘子存在着多种界面。目前认为，因复合绝缘子的密封不良或护套性能不良，从而

引起潮气进入内部，导致芯棒与护套的界面或在芯棒中发生局部放电，在界面或芯棒中产生炭

化通道。这些炭化通道不但将芯棒和护套分离开来，而且逐渐沿芯棒发展，使总的绝缘长度减

少。有时这些放电还严重地腐蚀芯棒，致使芯棒断裂。目前国外已发生数例复合绝缘子内绝缘

故障，国内也出现了一些问题[3]。

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由于复合绝缘子外绝缘使用的是有机复合材料，随着在网运行复合绝缘子年限的增加和硅

橡胶表面性能出现一些变化，用户对其可靠性和剩余使用寿命仍有疑虑，如何评估复合绝缘子

目前的运行状态以及如何判定更换时间成为确保电网安全运行工作中非常值得关注的问题。

现有检测方法存在不足之处1.3

在过去的工作中，我局主要采取的复合绝缘子检测方法有直接观测法、红外测温法、紫外

成像法三种方法。

1.3.1直接观测法

直接观测法就是用高倍望远镜就近直接观察绝缘子，可发现较明显的绝缘子表面缺陷，包

括绝缘子伞裙受侵蚀变粗糙、外覆层侵蚀的沟槽和痕迹、绝缘伞裙闪络、伞裙或外覆层开裂、

外覆层破碎、芯棒外露等。虽然直接观测法可操作性强、但费时费力，检测结果也不完全可

靠，难以发现绝缘子内部缺陷。缘子串正常时等效为电容串，再运行状态下短路其中一片绝缘

子，可以看到电容放电的火花和听到放电的声响，根据声响的大小可以判断绝缘子的情况。将

绝缘子用一个相对较大的电容器旁路后测量其绝缘电阻，可以直观的检测绝缘子的特性，是检

测绝缘子最直接和准确的方法。

1.3.2红外测温法

红外测温法是一种实用、方便的现场检测方法，它通过检测局放、泄漏电流引起的局部温

度升高，较为直观发现早期缺陷现象。在我局组织的一次复合绝缘子普查工作中，发现正在运

行绝缘子存在过热性缺陷，最严重者热点超过70℃。

对这批绝缘子检查发现：凡红外检测有明显局部过热点的绝缘子，其硅胶表面均显著发

黑、粉化及变脆、硬，有些地方有许多细小裂纹，憎水性基本丧失，甚至有的护套有明显的破

损点；而红外线检测正常的绝缘子硅橡胶白痴原来的鲜艳