基于高頻放電信號(hào)的絕緣子運(yùn)行工況探討

肖春偉 郭曉飛 孫君錄

摘 要：隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷提高，輸電線路帶電檢測(cè)技術(shù)顯得尤為重要。瓷質(zhì)或復(fù)合絕緣子的檢測(cè)結(jié)果是判斷輸電線路運(yùn)行工況的重要依據(jù)，本文從絕緣子帶電檢測(cè)的現(xiàn)狀，基于高頻放電信號(hào)檢測(cè)絕緣子的原理及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等方面闡述了瓷質(zhì)、復(fù)合絕緣子運(yùn)行工況的判別。

關(guān)鍵詞：輸電線路;帶電檢測(cè);瓷質(zhì)絕緣子;復(fù)合絕緣子;運(yùn)行工況

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.154

1 引言

隨著電網(wǎng)技術(shù)以及電力裝備制造水平的不斷發(fā)展，架空輸電線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及絕緣配置也與時(shí)俱進(jìn)。設(shè)計(jì)及投運(yùn)年限較久的輸電線路，其絕緣配置一般為瓷質(zhì)絕緣子，而瓷絕緣子在復(fù)雜高壓電磁環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)低值或零值等現(xiàn)象，這嚴(yán)重影響了輸電線路的絕緣要求和安全運(yùn)行。近年來(lái)，輸電線路設(shè)備不斷增加，我公司所轄區(qū)域絕緣子總數(shù)45637支，其中復(fù)合絕緣子35025支，占比76.7%。輸電運(yùn)檢室負(fù)責(zé)輸電線路檢測(cè)有一個(gè)班，負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)所有絕緣子檢測(cè)任務(wù)，現(xiàn)有檢測(cè)手段單一，勞動(dòng)量大，并且復(fù)合絕緣子檢測(cè)缺少可靠的檢測(cè)手段。

2 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

（1）傳統(tǒng)檢測(cè)方法。傳統(tǒng)的瓷質(zhì)絕緣子檢測(cè)儀是使用火花間隙方式，靠操作人員聽(tīng)放電聲、看火花來(lái)判斷絕緣子是否異常，這類檢測(cè)大多依據(jù)人員經(jīng)驗(yàn)判斷，對(duì)人員經(jīng)驗(yàn)水平要求高、檢測(cè)精確度低，目前基本不再采用該方法;JXD35-500絕緣子檢測(cè)儀，解決了傳統(tǒng)絕緣子檢測(cè)儀需要靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷的方式，測(cè)試儀有數(shù)字讀數(shù)，且判斷準(zhǔn)確，但需要人員登桿，單片檢測(cè);復(fù)合絕緣子目前沒(méi)有有效的帶電檢測(cè)手段，只能通過(guò)憎水性實(shí)驗(yàn)及外觀檢查法來(lái)判斷老化程度，且當(dāng)前條件下只能依靠抽測(cè)，并不能達(dá)到100%覆蓋。

（2）現(xiàn)場(chǎng)需求。針對(duì)當(dāng)前輸電線路瓷質(zhì)絕緣子運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、復(fù)合絕緣子使用量大、檢測(cè)班組少的情況，急需一種能夠快速、準(zhǔn)確檢測(cè)瓷質(zhì)與復(fù)合絕緣子異常的設(shè)備和方法。

3 基于高頻放電信號(hào)檢測(cè)絕緣原理方法探討

（1）絕緣子檢測(cè)理論依據(jù)。當(dāng)絕緣子內(nèi)部介質(zhì)發(fā)生局部放電或不完全擊穿的現(xiàn)象時(shí)，通過(guò)支承鐵塔的接地回路中會(huì)出現(xiàn)由此形成的放電脈沖電流，若檢測(cè)這個(gè)放電脈沖電流，即可發(fā)現(xiàn)絕緣子發(fā)生故障的狀況。在高速脈沖信號(hào)采集電路基礎(chǔ)上，分析工頻周期內(nèi)的漏電電流波形，找出有故障絕緣子時(shí)電流脈沖波形與無(wú)故障絕緣子時(shí)電流脈沖波形之間的差異，即可確定故障絕緣子產(chǎn)生的特征頻譜。

（2）檢測(cè)方法的原理應(yīng)用。通過(guò)收集到的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出瓷質(zhì)和異常復(fù)合絕緣子故障絕緣子特征頻譜，快速判斷桿塔存在的判斷零值絕緣子和復(fù)合絕緣子運(yùn)行狀況。通過(guò)對(duì)復(fù)合絕緣子頻譜特征分析判斷絕緣子運(yùn)行年限范圍，判斷絕緣子老化程度為制定檢修策略提供依據(jù)。

該檢測(cè)方法適用于110—220kV輸電線路絕緣子檢測(cè)，無(wú)需線路停電且不用登桿在地面即可完成運(yùn)行中的絕緣子檢測(cè)，每次檢測(cè)會(huì)自動(dòng)采集20組頻譜數(shù)據(jù)，可以對(duì)整基桿塔上瓷質(zhì)絕緣子和復(fù)合絕緣子進(jìn)行運(yùn)行工況進(jìn)行判別。

（3）瓷質(zhì)絕緣子運(yùn)行工況判別。

有故障絕緣子存在，3M～5M處明顯出現(xiàn)特征頻譜。

無(wú)故障絕緣子存在，無(wú)明顯特征譜出現(xiàn)。

（4）復(fù)合絕緣子運(yùn)行工況判別。

脈沖信號(hào)中沒(méi)有1.5V以上脈沖信號(hào)，可判定絕緣子運(yùn)行年限相當(dāng)于Ⅲ級(jí)污穢區(qū)運(yùn)行5年及以下復(fù)合絕緣子，復(fù)合絕緣子狀態(tài)較好可長(zhǎng)期運(yùn)行。

脈沖信號(hào)中包含2V根據(jù)脈沖信號(hào)出現(xiàn)數(shù)量可判定復(fù)合絕緣子污穢程度，當(dāng)同一相位角頻繁出現(xiàn)大于10個(gè)2V脈沖信號(hào)長(zhǎng)期運(yùn)行，可能會(huì)出現(xiàn)污閃跳閘故障。

4 應(yīng)用效果

該分析方法通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)找出了瓷質(zhì)故障絕緣子特征頻譜和異常復(fù)合絕緣子特征頻譜，通過(guò)對(duì)復(fù)合絕緣子頻譜特征分析判斷絕緣子運(yùn)行年限范圍，為絕緣子的檢測(cè)提供了新途徑，絕緣子檢測(cè)覆蓋率可達(dá)到100%，適于在輸電線路推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉克武，孫義忠，張新紅.懸式絕緣子結(jié)構(gòu)高度分散性控制方法[J].電磁避雷器，2001（01）.