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【摘要】本文通过简述线路复合绝缘子运行缺陷诊断技术，通过实例，诊断杆塔上复合绝缘子电气性能缺陷情况，用红外热成像法，结合标准图谱，确定故障类型，并在电网线路运中得到应用。
【关键词】复合绝缘子；电气性能缺陷；地面带电检测；红外热成像检测
1、概述
复合绝缘子作为输电网线路中的重要组件之一，起着在确保高压导线与杆塔间的绝缘距离和机械支撑的作用。输电线路中的复合绝缘子在长期的运行中，因长期经受机电负荷、自然外力等作用，其性能会出现劣化，严重时，会引起线路闪络，发生跳闸停电事故，而且发生跳闸后的重合成功率很低，极易造成大面积停电事故。因此，复合绝缘子串运行缺陷诊断，已成为电力运行部门极为关注的问题。
2、复合绝缘子常见电气缺陷
2.1复合绝缘子常见电气故障主要有：
①闪络后的复合绝缘子其表面有明显的胶化痕迹，材料出现变硬，导致伞群憎水性下降；②复合绝缘子的伞裙护套和芯棒粘接层出现漏胶，导致绝缘性能和机械性能下降；③端部金具碗头螺扣出现松动，导致机械性能下降等等。
2.2运行中因外界因素引起的运行故障主要有：
①雷击和线路过电压闪络；②污秽闪络；③鸟害闪络；④外力导致机械性能下降所引起伞裙受损、芯棒被折断等的故障。
2.3复合绝缘子的隐形缺陷
1）绝缘子的内部缺陷导致脆断、内绝缘击穿等恶性事故、完全采用有机材料制造的复合绝缘子在运行中出现脆断、内绝缘击穿等由绝缘子内部缺陷（隐蔽性缺陷）引发的恶性事故，一定程度上构成了电网安全稳定运行的隐患。[1]
2）内绝缘击穿也是符合绝缘子的恶性故障形式之一。关于内绝缘击穿的机理，比较一致的看法是复合绝缘子内部存在隐蔽性缺陷，因缺陷处的局部场强较大，导致局部放电形成碳化通道并逐步发展为贯穿性击穿；也不排除护套或端部密封破坏，水分沿界面或芯棒处的缺陷进入绝缘子内部导致击穿的可能。缺乏有效的隐蔽性缺陷检测手段。构成电网安全运行的隐患。[1]
3、国内外检测方法
3.1国标规定的检测方法：
其一是，在人工巡线中进行外观检查。
其二是，依据GB/T775《绝缘子试验方法》进行各性能的检测。主要检测项目有：憎水性试验、湿工频耐受电压试验、水煮试验、陡坡冲击耐受电压试验、密封性能试验、机械破坏负荷试验等。检测取样方式，是以抽样在实验室进行试验为主。
其三是，依据DL/T664《带电设备红外诊断技术应用导则》内容、检测要求等进行，依据给出图谱进行判定。此类方法对环境提交要求较严格，测量时需在日落2小时后，或夜间进行，对于巡视线路工作有一定的困难。
3.2其它运行状态检测方法
方法1：紫外成像法
局部放电过程中带电粒子复合会放出紫外线，当绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电加剧，当绝缘子表面形成碳化通道时，其使用寿命会大大降低，进行状态评估。该方法的不足之处是要求在夜间、正温度环境下操作，但检测结果容易受到观察角度的影响。
方法2：电场分布法
当绝缘子存在导通性缺陷时，该处电位变为一常数，故其电场强度将突然降低，电场分布曲线也不再光滑，而是在相应的位置上有畸变，中间下陷，两端上升。但试验人员需上杆塔带电进行作业，有一定的安全隐患。
方法3：憎水性检测方法
该方法将复合绝缘子表面的憎水性分为7级，即HC-1到HC-7，并给出分级判据的标准图片，判断是将所照试品的图片与标准图片比较进行憎水性等级的判定，但该在线检测装置的维护量较大。
方法4：泄漏电流测量法
在绝缘子接地侧通过引流卡或电流传感器，采用一段时间内泄漏电流的统计值，对绝缘子的积污状况作出评估和预测，但由于其其憎水性及憎水迁移性、沿面泄漏电流与有效污秽度有关，同时与憎水性也有关系、等因素所致。该方法目前还在试验阶段。
方法5：高频电流法
用测量杆塔地线上的特殊频段的电流值，用其大小和变化率来诊断被测杆塔上是否存在缺陷绝缘子。此方法可对运行中复合绝缘子缺陷用地面在线测量的方式进行普查和确定。将抽样在实验室进行试验方式，过渡到不上杆塔的定期在地面上，通过检测杆塔各地线漏电流之和的大小和变化率，诊断被测杆塔上是否有电气性能下降的复合绝缘子存在、若发现复合绝缘子缺陷，对其有针对性的用红外热成像检测确定故障类型。
3、线路复合绝缘子运行状态评估
3.1线路复合绝缘子运行
由上图可知，每一个绝缘子就相当于一个在两金属端头为电极，以绝缘复合材料介质的电容器，因此一个复合绝缘子串就相当于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的容抗大很多，所以一般将它看成串联的电容回路，可通过检测杆塔地线电流值的大小和变化率，判定复合绝缘子运行状态。[2]
3.2线路杆塔地线漏电流测量
依据上述复合绝缘子运行电路图，使用高频钳形电流表，通过测量检测杆塔地线漏电流的大小和变化率，可定性诊断出杆塔上复合绝缘子串运行电气性能状态，区分被测杆塔上是否存在电气性能下降的复合绝缘子，从而确定复查测点。
3.3用红外热成像法对故障点复查
依据DL/T664《带电设备红外诊断技术应用导则》内容、检测要求，用本文中3.2中的方法，性诊断出杆塔上有运行电气性能下降的复合绝缘子串，对有缺陷的测点，有的放矢依据国标DL/T664内容、方法进行复查检测，并结合国标DL/T664给出图谱进行缺陷判定。
4、测量实例
某供电局分别于2013年6-10月，使用西安佳源技术公司生产的JFZG便携式复合绝缘子缺陷地面在线检测仪，分别对局属6条110KV线路的35基杆塔，对各杆塔地线电流情况进行了在线檢测，发现缺陷点1处。并使用红外热成像方法进行比对，依据DL/T664《带电设备红外诊断技术应用导则》给出故障标准图谱确定了故障。
现场测试：
部分测值如下：
红外热成像图像比较：
从上图比较，图2、图3相比图1，其棒芯发热较严重，再结合DL/-T664-08《带电设备红外诊断技术应用导则》中故障标准图J37比较，初步判定为棒芯整体受潮发热。劣化的缺陷点为大号侧左相和大号侧中相。后及时进行了消缺。
5、结束语
①用复合绝缘子电气性能通过杆塔地线漏电流检测的方法，使得及时掌握运行线路绝缘子情况更简单了，可解决运行可靠性评价中的难题，节约了大量的人力，物力。
②通过杆塔地线漏电流检测测值，确定复合绝缘子电气性能状态，发现缺陷点，用红外热成像方法进行复查，并结合故障标准图谱确定故障。根据绝缘子的绝缘性能，对劣质绝缘子及时更换，可大大的降低闪络事故的发生，确保电网安全运行。
参考文献
[1]复合绝缘子隐蔽性缺陷检测方法.电网技术，2006年第6期
[2]陈化钢编著.《电气设备预防性试验方法》.水利电力出版社
【关键词】复合绝缘子；电气性能缺陷；地面带电检测；红外热成像检测
1、概述
复合绝缘子作为输电网线路中的重要组件之一，起着在确保高压导线与杆塔间的绝缘距离和机械支撑的作用。输电线路中的复合绝缘子在长期的运行中，因长期经受机电负荷、自然外力等作用，其性能会出现劣化，严重时，会引起线路闪络，发生跳闸停电事故，而且发生跳闸后的重合成功率很低，极易造成大面积停电事故。因此，复合绝缘子串运行缺陷诊断，已成为电力运行部门极为关注的问题。
2、复合绝缘子常见电气缺陷
2.1复合绝缘子常见电气故障主要有：
①闪络后的复合绝缘子其表面有明显的胶化痕迹，材料出现变硬，导致伞群憎水性下降；②复合绝缘子的伞裙护套和芯棒粘接层出现漏胶，导致绝缘性能和机械性能下降；③端部金具碗头螺扣出现松动，导致机械性能下降等等。
2.2运行中因外界因素引起的运行故障主要有：
①雷击和线路过电压闪络；②污秽闪络；③鸟害闪络；④外力导致机械性能下降所引起伞裙受损、芯棒被折断等的故障。
2.3复合绝缘子的隐形缺陷
1）绝缘子的内部缺陷导致脆断、内绝缘击穿等恶性事故、完全采用有机材料制造的复合绝缘子在运行中出现脆断、内绝缘击穿等由绝缘子内部缺陷（隐蔽性缺陷）引发的恶性事故，一定程度上构成了电网安全稳定运行的隐患。[1]
2）内绝缘击穿也是符合绝缘子的恶性故障形式之一。关于内绝缘击穿的机理，比较一致的看法是复合绝缘子内部存在隐蔽性缺陷，因缺陷处的局部场强较大，导致局部放电形成碳化通道并逐步发展为贯穿性击穿；也不排除护套或端部密封破坏，水分沿界面或芯棒处的缺陷进入绝缘子内部导致击穿的可能。缺乏有效的隐蔽性缺陷检测手段。构成电网安全运行的隐患。[1]
3、国内外检测方法
3.1国标规定的检测方法：
其一是，在人工巡线中进行外观检查。
其二是，依据GB/T775《绝缘子试验方法》进行各性能的检测。主要检测项目有：憎水性试验、湿工频耐受电压试验、水煮试验、陡坡冲击耐受电压试验、密封性能试验、机械破坏负荷试验等。检测取样方式，是以抽样在实验室进行试验为主。
其三是，依据DL/T664《带电设备红外诊断技术应用导则》内容、检测要求等进行，依据给出图谱进行判定。此类方法对环境提交要求较严格，测量时需在日落2小时后，或夜间进行，对于巡视线路工作有一定的困难。
3.2其它运行状态检测方法
方法1：紫外成像法
局部放电过程中带电粒子复合会放出紫外线，当绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电加剧，当绝缘子表面形成碳化通道时，其使用寿命会大大降低，进行状态评估。该方法的不足之处是要求在夜间、正温度环境下操作，但检测结果容易受到观察角度的影响。
方法2：电场分布法
当绝缘子存在导通性缺陷时，该处电位变为一常数，故其电场强度将突然降低，电场分布曲线也不再光滑，而是在相应的位置上有畸变，中间下陷，两端上升。但试验人员需上杆塔带电进行作业，有一定的安全隐患。
方法3：憎水性检测方法
该方法将复合绝缘子表面的憎水性分为7级，即HC-1到HC-7，并给出分级判据的标准图片，判断是将所照试品的图片与标准图片比较进行憎水性等级的判定，但该在线检测装置的维护量较大。
方法4：泄漏电流测量法
在绝缘子接地侧通过引流卡或电流传感器，采用一段时间内泄漏电流的统计值，对绝缘子的积污状况作出评估和预测，但由于其其憎水性及憎水迁移性、沿面泄漏电流与有效污秽度有关，同时与憎水性也有关系、等因素所致。该方法目前还在试验阶段。
方法5：高频电流法
用测量杆塔地线上的特殊频段的电流值，用其大小和变化率来诊断被测杆塔上是否存在缺陷绝缘子。此方法可对运行中复合绝缘子缺陷用地面在线测量的方式进行普查和确定。将抽样在实验室进行试验方式，过渡到不上杆塔的定期在地面上，通过检测杆塔各地线漏电流之和的大小和变化率，诊断被测杆塔上是否有电气性能下降的复合绝缘子存在、若发现复合绝缘子缺陷，对其有针对性的用红外热成像检测确定故障类型。
3、线路复合绝缘子运行状态评估
3.1线路复合绝缘子运行
由上图可知，每一个绝缘子就相当于一个在两金属端头为电极，以绝缘复合材料介质的电容器，因此一个复合绝缘子串就相当于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的容抗大很多，所以一般将它看成串联的电容回路，可通过检测杆塔地线电流值的大小和变化率，判定复合绝缘子运行状态。[2]
3.2线路杆塔地线漏电流测量
依据上述复合绝缘子运行电路图，使用高频钳形电流表，通过测量检测杆塔地线漏电流的大小和变化率，可定性诊断出杆塔上复合绝缘子串运行电气性能状态，区分被测杆塔上是否存在电气性能下降的复合绝缘子，从而确定复查测点。
3.3用红外热成像法对故障点复查
依据DL/T664《带电设备红外诊断技术应用导则》内容、检测要求，用本文中3.2中的方法，性诊断出杆塔上有运行电气性能下降的复合绝缘子串，对有缺陷的测点，有的放矢依据国标DL/T664内容、方法进行复查检测，并结合国标DL/T664给出图谱进行缺陷判定。
4、测量实例
某供电局分别于2013年6-10月，使用西安佳源技术公司生产的JFZG便携式复合绝缘子缺陷地面在线检测仪，分别对局属6条110KV线路的35基杆塔，对各杆塔地线电流情况进行了在线檢测，发现缺陷点1处。并使用红外热成像方法进行比对，依据DL/T664《带电设备红外诊断技术应用导则》给出故障标准图谱确定了故障。
现场测试：
部分测值如下：
红外热成像图像比较：
从上图比较，图2、图3相比图1，其棒芯发热较严重，再结合DL/-T664-08《带电设备红外诊断技术应用导则》中故障标准图J37比较，初步判定为棒芯整体受潮发热。劣化的缺陷点为大号侧左相和大号侧中相。后及时进行了消缺。
5、结束语
①用复合绝缘子电气性能通过杆塔地线漏电流检测的方法，使得及时掌握运行线路绝缘子情况更简单了，可解决运行可靠性评价中的难题，节约了大量的人力，物力。
②通过杆塔地线漏电流检测测值，确定复合绝缘子电气性能状态，发现缺陷点，用红外热成像方法进行复查，并结合故障标准图谱确定故障。根据绝缘子的绝缘性能，对劣质绝缘子及时更换，可大大的降低闪络事故的发生，确保电网安全运行。
参考文献
[1]复合绝缘子隐蔽性缺陷检测方法.电网技术，2006年第6期
[2]陈化钢编著.《电气设备预防性试验方法》.水利电力出版社