李撼天

【摘 要】 經(jīng)濟、準確地檢測絕緣子的方法對于保證輸電線路的安全運行具有重要的意義。通過對絕緣子故障原因的分析介紹了目前我廠檢測絕緣子幾種常用檢測方法，綜合評價了觀察法、火花叉檢測法、紅外測溫法等優(yōu)缺點。隨著對輸電線路安全的日益重視，研究更為準確、有效的絕緣子檢測技術(shù)為更好的解決因絕緣子故障引起的線路跳閘，做好事故預(yù)警，是很具有必要性的。

【關(guān)鍵詞】 絕緣子故障；檢測

引言：

近幾年來，隨著油田經(jīng)濟的發(fā)展，油田電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也在逐步的擴大。就長慶水電廠而言，目前它擔(dān)負著隴東、安塞、靖邊等油區(qū)的電力供應(yīng)任務(wù)，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)橫跨陜、甘、寧三省區(qū)。截至2014年底，已擁有35-110kV電壓等級線路143條，總長2349.44公里，這些線路分布在不同的地理環(huán)境，氣候條件和污穢等級地區(qū)。在長期的運行中，絕緣子常常會受到雷擊、污穢、鳥害、冰雪、高濕、溫差等環(huán)境因素的影響。絕緣子常常會發(fā)生散裙開裂、閃烙、擊穿，炸裂、絕緣性能下降等缺陷，往往會引發(fā)線路接地、跳閘等故障，嚴重的影響著線路的安全運行。詳細研究絕緣子故障產(chǎn)生的原因及故障檢測方法做到提前預(yù)防絕緣子故障對于確保線路的平穩(wěn)運行是至關(guān)重要的。

一、近年來絕緣子故障統(tǒng)計

（一）因雷擊導(dǎo)致絕緣子故障統(tǒng)計

2012年發(fā)生絕緣子擊穿故障跳閘2起，分別為2012年7月3日安白35kV線路#40桿B相瓷瓶串被全部擊穿；2012年7月8日安白35kV線路#41桿距大號側(cè)C相瓷瓶串被全部擊穿。2013年發(fā)生絕緣子擊穿故障跳閘3起，2013年6月6日新武35kV線路#18桿A相、#19桿B、C相馬棒瓷瓶擊穿；2013年6月27日，安白線#40桿A相瓷瓶炸裂；2013年7月4日南紫35kV線路#9桿B相絕緣子串整串被擊穿。

（二）由于其它原因?qū)е陆^緣子故障

當(dāng)絕緣子被整串擊穿后由于會引發(fā)線路跳閘，并且由于擊穿后故障點明顯，所以便于線路故障原因查找，而對于絕緣子由于鳥害、劣化等引發(fā)的不明原因的線路故障跳閘往往導(dǎo)致我們在查找線路故障時無從下手。

二、絕緣子故障原因分析

（一）雷擊閃絡(luò)

從上述統(tǒng)計數(shù)據(jù)中可以看出，由于雷擊導(dǎo)致絕緣子故障約占絕緣子故障總數(shù)的60%以上，雷擊故障次數(shù)與雷電活動次數(shù)成正比，主要發(fā)生在雷電活動頻繁的地區(qū)，目前陜北區(qū)塊的安白線、侯高線、杏?xùn)|線、杏虎線、馬華區(qū)塊的南紫線等由于地處雷電頻繁區(qū)域，雷擊跳閘的頻率較高。

（二）鳥害閃絡(luò)

絕緣子閃絡(luò)事故中，有相當(dāng)一部分是鳥害引起。我隊所管轄輸電線路的鳥害具有周期長、分布范圍廣、鳥類筑巢時間短、危險性高的特點，每年5月至8月期間喜鵲、烏鴉和鷹等鳥類喜歡在輸電線路桿塔上絕緣子串懸掛點上方、跳線上方的斜材交叉處等危險部位筑巢壘窩，據(jù)統(tǒng)計在2012年坡馬線發(fā)現(xiàn)鳥窩57處，馬大線發(fā)現(xiàn)鳥窩50處，鳥害引起的絕緣子閃絡(luò)事故多發(fā)生在110kV輸電線路上。

（三）絕緣子的劣化

玻璃和瓷質(zhì)絕緣子的老化壽命為50年左右，復(fù)合絕緣子的老化壽命不超過25年。我廠現(xiàn)在運行的35-110kV線路，有1/6都是70-80年代投入運行的線路，運行時間均在20年以上。由于線路運行時間長，加上各種侵蝕、污染，絕緣子絕緣性能普遍下降，其機械強度會呈現(xiàn)逐漸降低趨勢[1]，尤其是隴東區(qū)塊的阜慶、阜悅、阜南、悅?cè)A、悅22區(qū)等35kV線路平均運行時間超過25年，絕緣子老化比較嚴重。由于絕緣子使用年代較長，結(jié)垢污染嚴重，很難清掃大大降低了絕緣子的絕緣性能，很易引起污閃造成的線路跳閘。

三、目前我廠絕緣子故障檢測技術(shù)

（一）觀察法

觀察法是利用高倍望遠鏡就近直接觀察絕緣子，這是最為原始的方法。用這種方法可以發(fā)現(xiàn)較明顯的絕緣子表面缺陷，包括絕緣子傘裙受侵蝕變粗糙、外覆層侵蝕的溝槽和痕跡、絕緣子傘裙閃絡(luò)、傘裙或外覆層開裂，外覆層破碎、芯棒外露等。觀測法觀測方便，但費事、費力，檢測結(jié)果也不可靠，難以發(fā)現(xiàn)絕緣子內(nèi)部缺陷。

（二）火花叉檢測法

絕緣子正常時，等效為電容串，在運行狀態(tài)下短路其中一片絕緣子，可以看到電容放電的火花和聽到放電的聲響，根據(jù)放電火花的間隙和放電聲音的大小可以判斷絕緣子的狀況[2]?；鸹ú娣ㄊ悄壳拔覐S集中檢測、更換零值絕緣子最直接和準確的方法，缺點是這種檢測方法只能檢測出“零值”絕緣子，對于“低值”絕緣子無法檢出，另外這種檢測方法需經(jīng)常調(diào)整“放電”間隙，否則就會出現(xiàn)誤判的現(xiàn)象。并且?guī)щ姍z測由于是在短時間范圍內(nèi)人工集中登桿進行檢測，工作量大、高空作業(yè)有一定的危險性。

（三）紅外線檢測方法

隨著檢測絕緣子先進設(shè)備的研制，我廠也積極投入到研究檢測絕緣子新技術(shù)上。紅外線熱成像儀它利用紅外探測器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大處理轉(zhuǎn)換成標準視頻信號通過電視屏或監(jiān)測器顯示紅外熱像圖，根據(jù)這個熱像圖，很容易找出熱場中的最高溫度點，這個最高溫度點就是熱故障點。在今年1月份我們在馬華線#8桿、#41鐵塔的絕緣子試用了浙江大立科技股份有限公司提供的帶長焦鏡頭紅外熱像儀，通過測溫能迅速把選定區(qū)域絕緣子的最高、最低溫度顯示出來，從而及時準確地判斷出絕緣子熱故障所在位置及嚴重程度，從而達到提前發(fā)現(xiàn)隱患，避免發(fā)生停電事故。

四、對我廠絕緣子故障檢測的建議

（一）我廠35-110kV線路絕緣子整體使用情況

目前，我廠35-110kV線路采用的絕緣子主要以瓷質(zhì)盤形絕緣子為主，其型號為XP-7的瓷質(zhì)絕緣子使用范圍占總絕緣子使用面積的57.3%；復(fù)合式絕緣子是從2003年開始引進，目前共有10條35kV線路使用復(fù)合式絕緣子，復(fù)合式絕緣子使用面積占總絕緣子使用面積的6.9%；玻璃鋼絕緣子是2008年開始引進使用，目前共有51條線路采用玻璃鋼絕緣子，玻璃鋼絕緣子使用面積占總絕緣子使用面積的35.8%。

（二）不同電介質(zhì)材料絕緣子故障檢測建議

由于瓷、玻璃鋼、復(fù)合式絕緣子的電介質(zhì)材料不同它們的性能也存在很大的區(qū)別，在故障檢測方面也有所區(qū)別。

1、玻璃鋼絕緣子的故障檢測

玻璃絕緣子有缺陷時傘裙會自爆，只要堅持周期性巡檢，就能及時發(fā)現(xiàn)并更換，建議除跨越城鎮(zhèn)、道路的線路仍采用瓷質(zhì)絕緣子外，其余更換零值絕緣子時均采用玻璃鋼絕緣子以減輕帶電檢測的工作量。

2、瓷質(zhì)絕緣子的故障檢測

對于瓷質(zhì)絕緣子目前我我們火花叉法進行檢測時，只能檢測出“零值”絕緣子，對于“低值”絕緣子無法檢出，但隨著先進檢測設(shè)備的研制，絕緣子的檢測也趨向于更為方便、準確度高的測試法。紅外熱像儀在檢測阻值在5MΩ以下的低值瓷瓶時，整個瓷瓶串熱像上呈現(xiàn)暗色調(diào)。檢測污穢瓷瓶時，由于污穢造成瓷盤表面泄漏電流加大，熱像呈現(xiàn)出多數(shù)瓷瓶片發(fā)亮，所以紅外熱像儀對于檢測低值和污穢絕緣子方面都有可行性建議在對線路周期性巡檢時應(yīng)用紅外熱像儀對絕緣子進行日常故障排查，及時發(fā)現(xiàn)故障絕緣子達到提前預(yù)防事故發(fā)生，及早處理故障的目的，以此減輕帶電檢測的工作量。另外對于目前在大慶油田應(yīng)用的絕緣子故障遠距離激光定位偵測儀我們應(yīng)該加以調(diào)研，絕緣子故障遠距離激光定位偵測儀的原理是輸電線路中的絕緣子因劣化而發(fā)生閃絡(luò)故障時，會發(fā)生一種高頻超聲，這種高頻超聲人耳聽不到，而用絕緣子故障檢測儀將這一聲音接收放大轉(zhuǎn)換為音頻信號，讓使用者通過耳機聽到這些聲音，并在液晶顯示器上看到該聲音的強度指示，判斷出此絕緣子的劣化程度。絕緣子故障檢測儀和紅外熱像儀一樣具有不登桿、檢測方法簡單、設(shè)備輕便、檢測準確度高等特點，實際應(yīng)用時檢測人員可以通過對噪音顯示過大的絕緣子及時進行更換，從而把集中性線路檢修向日常預(yù)防性檢修進行轉(zhuǎn)換。

3、復(fù)合絕緣子的故障檢測

復(fù)合絕緣子我廠是從2003年開始引進使用，目前在35kV線路共有10條線路安裝復(fù)合式絕緣子。復(fù)合絕緣子的檢測目前還缺乏適當(dāng)?shù)臋z測裝置及辦法，絕緣一旦失效，對線路的影響將大于由多個絕緣子組成的絕緣子串。并且從近幾年的運行情況看，復(fù)合絕緣子的老化程度比較嚴重，建議停止使用復(fù)合式絕緣子，對于已經(jīng)安裝在線路上的復(fù)合式絕緣子，要加強巡視、及時跟蹤。

參考文獻：

[1]胡世征.劣化絕緣子的發(fā)熱及熱像特征，電網(wǎng)技術(shù)，1997.21（10）：44-46

[2]聶一雄，尹項根.絕緣子在線檢測方法的探討，2002（2）：3-8