检测劣质绝缘子的新方法——敏感绝缘子法安玲¹,江秀臣¹,朱宇¹,韩振东¹,陈亚珠¹，程剑²(1.上海交通大学电力学院，上海200030;2.山东烟台电业局，山东烟台264001)摘要：提出了一种新的判断方法——敏感绝缘子检测方法。该方法是在电压分布法的基础上开拓出来的新方法，基本原理是劣质程度不同的绝缘子，在绝缘子串中处于不同位置时，不但其本身承受的分布电压会发生变化，还会影响其它绝缘子，其中存在对此影响反映比较敏感的绝缘子，称为敏感绝缘子。试验证明，当存在劣质绝缘子，特别是存在零值绝缘子时，不论劣质绝缘子处于什么位置，敏感绝缘子的分布电压变化从总体上都比较明显。因此，仅测量敏感绝缘子上的分布电压就可以判断该串是否存在劣质绝缘子。从而减轻了工作量，提高了工作效率，成为适应电力系统发展的新方法。
关键词：敏感绝缘子；相对差异值；在线检测；分布电压1引言
输电线路上的瓷质悬式绝缘子在运行过程中因长期经受机电负荷、日晒雨淋、冷热变化等作用，可能出现绝缘电阻降低、开裂甚至击穿等故障，给供电可靠性带来潜在的威胁，因此，劣化绝缘子的检测意义重大。
国内外研究人员一直在寻找有效的检测办法^[1,2]，至今已有以超声波检测法、激光多普勒振动法及红外热象仪法为代表的非电量测量法和以电压分布检测法、绝缘电阻法及脉冲电流法为典型的电量测量法。其中，电压分布检测法^[3,4]是目前电力系统采用的主要检测方法，其特点主要是直观、能基本准确地判断绝缘子性能的变化。但是，该方法的主要缺点是工作量巨大，效率低下。随着电力系统的不断发展，该方法急待更新。本文就是在此方法基础上开拓出的一种新的检测方法——敏感绝缘子法。
2敏感绝缘子法
2.1原理
一串绝缘子全部是好的绝缘子时，各个绝缘子的分布电压称为标准分布电压。当绝缘子串中存在劣质绝缘子时，由于劣质绝缘子自身承担的电压严重下降，引起该绝缘子串中的各个绝缘子的分布电压与标准分布电压之间产生差异，而且，劣质绝缘子在绝缘子串中的位置不同、劣化程度不同，该差异程度也不相同。这是因为总电压不变的情况下，本来由劣质绝缘子承担的电压转移到了其它绝缘子上，使得其它绝缘子承担的电压升高。
对于110kV线路和220kV线路，当绝缘子劣化到一定程度时，不管该劣质绝缘子位置如何，总存在一个或两个绝缘子，即其差异值虽然不总是最大，但都比较大，综合起来最敏感，称该绝缘子为敏感绝缘子。测量该敏感绝缘子的承受电压，并与其标准分布电压进行比较，就可以判断该串绝缘子中是否存在劣质绝缘子。当其它位置存在劣质绝缘子时，敏感绝缘子的分布电压升高；当敏感绝缘子本身为劣质绝缘子时，其分布电压降低。根据这一特性，可以完全区分开劣质绝缘子的位置。
在模拟试验中，试验条件相同，因此标准分布电压值是取多次测量值的平均值。在实际测量时，由于现场条件各不相同，比试验室内复杂，因此不能形成统一的标准分布电压值。但是实际线路中劣质绝缘子出现的概率很低，只有千分之三，一千个杆塔中只有三个杆塔上可能存在劣质绝缘子；同一杆塔三相的绝缘子，两串同时存在劣质绝缘子的概率更低；三相同时有劣质绝缘子的概率接近零。因此可以假定，三相中只有一相存在劣质绝缘子，该假定对于检出率影响不大。同一杆塔三相线路的三串绝缘子，其电气环境基本一致，正常情况下，不同串中相应位置的绝缘子承担的电压应相差不大，当其中一相存在劣质绝缘子时，该串的电压分布状况将与其它两相差别较大，这样，可以选择三相中测量值相近的两相的平均值作为该位置的标准分布电压值。
应用此方法，只有在绝缘子串上有劣质绝缘子时，才逐片检测，大大节省了检测工作量。为实现这样的目的，采用电压分布测量仪测量敏感绝缘子分布电压；三相测量完毕后，用分析软件给出是否有劣质绝缘子的结论。如果判断出某相有劣质绝缘子，则用自带的电压分布测量仪检测出此劣质绝缘子。
2.2实验室试验装置和方法
为了证实敏感绝缘子这一论点，试验室内进行了大量的模拟试验，分别模拟了110kV和220kV线路。实验示意图如图1所示。采用好的绝缘子并联不同阻值的电阻得到劣化程度不同的绝缘子。测量仪器选用上海交通大学电力学院研制的劣质绝缘子检测仪。
（1）试验1：模拟110kV线路
测量方法分三步：
首先，在试验室内，相同条件下，模拟110kV线路施加64kV电压，选择9个好的绝缘子（绝缘子编号9号为高压端，1号为接地端），测量其电压分布情况，取大量实验结果的平均值作为该实验条件下电压分布的标准值，记为（j=1,...9），s为标准值，j为绝缘子位置编号，由于标准值与劣质绝缘子无关，只与绝缘子位置有关，因此仅用下标j表示，即表示编号为j的绝缘子的标准值；然后，测量损坏程度不同的劣质绝缘子处于不同位置时的分布电压值，记为（i,j=1,...9），m为测量值，i为劣质绝缘子的位置，j为测量位置，即绝缘子的位置编号。测量的顺序一般是固定劣质绝缘子的位置，分别测量各个绝缘子的分布电压值；
（2）试验2：模拟220kV线路
测量方法和步骤同试验1，测量电压为128kV，绝缘子选14片。绝缘子编号14号为高压端，1号为接地端。
2.3试验结果
测量数据如图2~图5所示，横坐标为绝缘子编号，纵坐标为存在劣质绝缘子时各个绝缘子的相对差异值，当劣质绝缘子位于不同位置时，分别画出相对差异值的变化曲线，相同劣质程度的列为一组，并在同一个坐标中表示出来。图中(a)、(b)分别表示模拟110kV线路和模拟220kV线路的结果。图中，加符号的数字代表绝缘子串中劣质绝缘子的位置。
2.4现场结果
实测数据为某电业局一线03塔东和一线02塔东的110kV线路的三相绝缘子的分布电压情况，分别如表1、表2所示。[1][2]下一页