输电线路绝缘子在线检测与诊断ppt课件

1、第一章第一章输电线路绝缘子在线检测与输电线路绝缘子在线检测与诊断诊断1.绝缘子电压分布在线检测绝缘子电压分布在线检测检测电压分布的方法很多，早期大多采用短路叉、检测电压分布的方法很多，早期大多采用短路叉、火花间隙或小型静电电压表等方法。其中短路叉及火火花间隙或小型静电电压表等方法。其中短路叉及火花隙法较简单，而且由于两触头之间的电容小，对绝花隙法较简单，而且由于两触头之间的电容小，对绝缘子串原有的电压分布影响很小。但短路叉法是依托缘子串原有的电压分布影响很小。但短路叉法是依托该片绝缘子被短路时所发出的火花及放电声来检别，该片绝缘子被短路时所发出的火花及放电声来检别，当周围坏境噪声高时准确度低。

2、火花间隙法用一可调当周围坏境噪声高时准确度低。火花间隙法用一可调的放电间隙，可读出该片绝缘子所接受的电压数值，的放电间隙，可读出该片绝缘子所接受的电压数值，但读数的分散性相当大。如用绝缘杆将小型静电电压但读数的分散性相当大。如用绝缘杆将小型静电电压表放在接近被测绝缘子进展丈量，那么可测出每片上表放在接近被测绝缘子进展丈量，那么可测出每片上接受的电压值，但由于静电电压表的极间电容接受的电压值，但由于静电电压表的极间电容3050pF与绝缘子本身的电容与绝缘子本身的电容3560pF相近，并相近，并联时将影响该片绝缘子原来的电压分布值，而且表头联时将影响该片绝缘子原来的电压分布值，而且表头小，绝缘杆长

3、时更难以看清读数。如今多采用电阻杆小，绝缘杆长时更难以看清读数。如今多采用电阻杆或电容杆分压的方法，这样处于低电位的指示仪表易或电容杆分压的方法，这样处于低电位的指示仪表易读数。读数。近几年来，国内外不断探求检测电压分布和不良绝缘子近几年来，国内外不断探求检测电压分布和不良绝缘子的新方法，这些方法主要有以下几种。的新方法，这些方法主要有以下几种。1.自爬式不良绝缘子检测器自爬式不良绝缘子检测器当绝缘子串中片数很多，每片都要手持绝缘杆进展丈量，当绝缘子串中片数很多，每片都要手持绝缘杆进展丈量，不但劳动强度大，而且容易出错。自爬式不良绝缘子检测器不但劳动强度大，而且容易出错。自爬式不良绝缘子检测器

4、主要由自爬驱动机构和绝缘电阻丈量安装组成。在对垂直绝主要由自爬驱动机构和绝缘电阻丈量安装组成。在对垂直绝缘子串进展丈量时，先将检测器置于最高绝缘子两端，然后缘子串进展丈量时，先将检测器置于最高绝缘子两端，然后利用重力依次向下挪动。它在丈量时用电容器将被测绝缘子利用重力依次向下挪动。它在丈量时用电容器将被测绝缘子的交流电压分量旁路，并在带电形状下丈量绝缘子的绝缘电的交流电压分量旁路，并在带电形状下丈量绝缘子的绝缘电阻，根据直流绝缘电阻的大小判别绝缘子能否良好。如用于阻，根据直流绝缘电阻的大小判别绝缘子能否良好。如用于丈量耐张串，可靠内藏的小型电动机驱动，依次测到另一侧。丈量耐张串，可靠内藏的小型

5、电动机驱动，依次测到另一侧。图图1所示为用于所示为用于500kV超高压线路的自爬式不良绝缘子检测超高压线路的自爬式不良绝缘子检测器的检测系统框图。器的检测系统框图。图1. 自爬式不良绝缘子检测系统原理图 2. 2.电晕脉冲式检测器电晕脉冲式检测器 在输电线路运转中，绝缘子串的衔接金在输电线路运转中，绝缘子串的衔接金具处会产生电晕，并构成电晕脉冲电流经过铁塔流具处会产生电晕，并构成电晕脉冲电流经过铁塔流入地中。电晕电流与各相电压相对应，只在一定的入地中。电晕电流与各相电压相对应，只在一定的相位范围内产生。假设进一步把正负极性的电流分相位范围内产生。假设进一步把正负极性的电流分开，那么同极性各相的

6、脉冲电流相位范围的宽度小开，那么同极性各相的脉冲电流相位范围的宽度小于各相电压间的相位差，采用适当的相位选择方法于各相电压间的相位差，采用适当的相位选择方法便可以分别观测各相脉冲电流。利用该原理开发出便可以分别观测各相脉冲电流。利用该原理开发出一种专门在地面上运用的检测器，如图一种专门在地面上运用的检测器，如图2 2所示。检所示。检测系统由四部分组成：电晕脉冲信号检测回路、周测系统由四部分组成：电晕脉冲信号检测回路、周期信号发生回路、各相电晕脉冲计数回路和显示回期信号发生回路、各相电晕脉冲计数回路和显示回路、丈量控制回路。这种检测器具有分量轻、体积路、丈量控制回路。这种检测器具有分量轻、体积小

7、、不用登杆、检测效率较高等特点。小、不用登杆、检测效率较高等特点。图2. 电晕脉冲式检测仪原理图 丈量时对各相电晕脉冲分别进展计数，并选出最大最小的计数值，取两者的比值最大/最小作为判别根据。当同一杆塔的三相绝缘子串无不良绝缘子时，各相电晕脉冲处于平衡形状，此时比值接近于1；当有不良绝缘子时，那么各相电晕脉冲处于不平衡形状，该比值将大于1。可以先以铁塔为单元粗测，假设断定该铁塔有不良绝缘子时，再逐个绝缘子细测。3.电子光学探测器电子光学探测器由于架空输电线路绝缘子串中每片绝缘由于架空输电线路绝缘子串中每片绝缘子串和电压分布是不均匀的，离导线最近的子串和电压分布是不均匀的，离导线最近的几片绝缘子

8、上的电压降最大。当出现零值绝几片绝缘子上的电压降最大。当出现零值绝缘子时，沿绝缘子串的电压将重新分布，离缘子时，沿绝缘子串的电压将重新分布，离导线最近的几片绝缘子上的电压将急剧升高，导线最近的几片绝缘子上的电压将急剧升高，会引起外表部分放电或者添加外表部分放电会引起外表部分放电或者添加外表部分放电的强度。而根据外表部分放电时产生光辐射的强度。而根据外表部分放电时产生光辐射的强度，就可知道绝缘子串的绝缘性能。图的强度，就可知道绝缘子串的绝缘性能。图3给出了一种电子光学探测器的构造表示图。给出了一种电子光学探测器的构造表示图。实践检测中，有缺陷的绝缘子串中外表实践检测中，有缺陷的绝缘子串中外表部分

9、放电的光辐射超越平均光辐射强度。但部分放电的光辐射超越平均光辐射强度。但是，电子光学探测器仅能判别出绝缘子串中是，电子光学探测器仅能判别出绝缘子串中能否存在零值绝缘子，不能确定究竟有几片能否存在零值绝缘子，不能确定究竟有几片零值绝缘子以及它们的位置。零值绝缘子以及它们的位置。图3. 悬式绝缘子串用的电子光学探测器任务原理图G被测绝缘子；J照相胶卷；H物镜光圈；O1、O2输入、输出物镜；R可调电阻；4.红外热像仪检测法红外热像仪检测法不良绝缘子与良好绝缘子的外表温度存在差别，不良绝缘子与良好绝缘子的外表温度存在差别，虽然这种差别很小，但运用红外热像仪可以将绝缘子虽然这种差别很小，但运用红外热像仪

10、可以将绝缘子外表的温度分布以直观、笼统的热像图显示出来。外表的温度分布以直观、笼统的热像图显示出来。正常运转中，不良绝缘子由于电压低于正常绝缘正常运转中，不良绝缘子由于电压低于正常绝缘子，导致该不良绝缘子的外表温度低于正常绝缘子，子，导致该不良绝缘子的外表温度低于正常绝缘子，利用红外热像仪可以丈量出这种温度的差别。对于涂利用红外热像仪可以丈量出这种温度的差别。对于涂有半导体釉的防污绝缘子的遥测相当顺利，由于外表有半导体釉的防污绝缘子的遥测相当顺利，由于外表电流较大、温升较高，一出现零值绝缘子，该片的温电流较大、温升较高，一出现零值绝缘子，该片的温度将比其他正常绝缘子低几摄氏度，易于用红外热像度

11、将比其他正常绝缘子低几摄氏度，易于用红外热像仪识别；而对于玻璃绝缘子或普通釉的瓷绝缘子，正仪识别；而对于玻璃绝缘子或普通釉的瓷绝缘子，正常时温升就很小，当出现不良绝缘子，其温度比其他常时温升就很小，当出现不良绝缘子，其温度比其他正常者只低约正常者只低约1左右，在现场运用时，难度有所增左右，在现场运用时，难度有所增大。大。利用红外热像法来检测不良绝缘子，简一方便、利用红外热像法来检测不良绝缘子，简一方便、速度快、效率高，甚至可普查每串绝缘子，还可结合速度快、效率高，甚至可普查每串绝缘子，还可结合检测进展巡线，是高压、超高压及特高压输电线路不检测进展巡线，是高压、超高压及特高压输电线路不良绝缘子的

12、检测方向。良绝缘子的检测方向。5.激光掁动检测法激光掁动检测法近年来国外已开场将激光技术用于对已开裂绝近年来国外已开场将激光技术用于对已开裂绝缘子的遥测，如英国缘子的遥测，如英国CERL研讨过用激光多普勒掁研讨过用激光多普勒掁动仪的方法来丈量绝缘子外表的微小掁动。日本研动仪的方法来丈量绝缘子外表的微小掁动。日本研制出一种用超声源引起绝缘子的掁动，然后再用激制出一种用超声源引起绝缘子的掁动，然后再用激光来丈量的方法。光来丈量的方法。由于从掁动的频谱来看，已开裂的绝缘子的中由于从掁动的频谱来看，已开裂的绝缘子的中心频率与正常时不同。如将超声发生器所产生的超心频率与正常时不同。如将超声发生器所产生的

13、超声波用抛物型反射镜对准被测绝缘子激起微小掁动，声波用抛物型反射镜对准被测绝缘子激起微小掁动，然后将激光对准此被测绝缘子，根据反射回来的信然后将激光对准此被测绝缘子，根据反射回来的信号的频谱分析，即可断定该绝缘子能否已开裂。图号的频谱分析，即可断定该绝缘子能否已开裂。图4为反射回的信号的频谱分析，已开裂的绝缘子的为反射回的信号的频谱分析，已开裂的绝缘子的频谱已产生了明显变化。目前已有能够在现场用此频谱已产生了明显变化。目前已有能够在现场用此法对法对50m以内的绝缘子实现遥测。以内的绝缘子实现遥测。图4. 已开裂和良好绝缘子的频谱图二、瓷质劣质绝缘子诊断二、瓷质劣质绝缘子诊断分布电压法分布电压法

14、瓷质劣质绝缘子的丈量分两步进展。第瓷质劣质绝缘子的丈量分两步进展。第1步粗步粗测以判别三相中能否存在以及哪一相存在劣质绝缘测以判别三相中能否存在以及哪一相存在劣质绝缘子。第子。第2步详细丈量劣质绝缘子存在相的分布电压，步详细丈量劣质绝缘子存在相的分布电压，并与该电压等级下的规范电压进展比较，可以得出并与该电压等级下的规范电压进展比较，可以得出劣质绝缘子确实切位置。第劣质绝缘子确实切位置。第1步在现场利用公用丈步在现场利用公用丈量仪器就可完成，但丈量的数据作为查询和统计的量仪器就可完成，但丈量的数据作为查询和统计的记录，依然要存储在数据库中。第记录，依然要存储在数据库中。第2步在现场完成。步在现

15、场完成。专家判据采用电力系统运转阅历中规定的劣质专家判据采用电力系统运转阅历中规定的劣质绝缘子判别规范：绝缘子的分布电压小于正常值的绝缘子判别规范：绝缘子的分布电压小于正常值的50%，判为劣质；绝缘子的分布电压小于相邻绝缘，判为劣质；绝缘子的分布电压小于相邻绝缘子电压、且比相邻绝缘子电压的小者还小子电压、且比相邻绝缘子电压的小者还小70%时，时，可判为劣质。其中，不同电压等级、不同片数绝缘可判为劣质。其中，不同电压等级、不同片数绝缘子串的分布电压规范值都存储在专家库中。数据输子串的分布电压规范值都存储在专家库中。数据输入人员只需求将丈量的数据输入，就可以得到专家入人员只需求将丈量的数据输入，就

16、可以得到专家判别结果，不需求操作人员查运转手册、计算、判判别结果，不需求操作人员查运转手册、计算、判别，这些任务全部由计算机完成，而且输入的数据别，这些任务全部由计算机完成，而且输入的数据可以由计算机完好地保管下来，以供对比、统计之可以由计算机完好地保管下来，以供对比、统计之用。用。三、瓷质劣质绝缘子诊断三、瓷质劣质绝缘子诊断电流法电流法电流检测是经过丈量绝缘子串的容性电流进展电流检测是经过丈量绝缘子串的容性电流进展的。当绝缘子内部有部分放电时，丈量的波形中会的。当绝缘子内部有部分放电时，丈量的波形中会出现放电脉冲，但同时也伴有大量噪声。有时噪声出现放电脉冲，但同时也伴有大量噪声。有时噪声能够

17、会淹没放电脉冲。经过小波消去噪声后，给出能够会淹没放电脉冲。经过小波消去噪声后，给出干净的脉冲电流波形，然后再进展判别。干净的脉冲电流波形，然后再进展判别。四、绝缘子模糊诊断模型四、绝缘子模糊诊断模型在以往的在线监测系统中在以往的在线监测系统中,普通都采用恒值报警普通都采用恒值报警模型。所谓恒值报警模型。所谓恒值报警,是指系统设定一个走漏电流限是指系统设定一个走漏电流限值，假设现场测得的走漏电流值超越该限值，系统值，假设现场测得的走漏电流值超越该限值，系统发出污秽报警。可在实践中发出污秽报警。可在实践中,走漏电流的大小除了与走漏电流的大小除了与污秽程度有关外污秽程度有关外,同时还遭到其它要素的

18、影响。为了同时还遭到其它要素的影响。为了防止漏报防止漏报,恒值报警中只能将监测系统报警门限电流恒值报警中只能将监测系统报警门限电流值定义得较低值定义得较低,采用较低的报警门限值导致了系统频采用较低的报警门限值导致了系统频繁误报警繁误报警,降低了系统的可靠性。降低了系统的可靠性。 由上面分析可知,恒值报警无法提高报警的可靠性,究其缘由是恒值报警采用了线性报警模型,而实践的量并非线性关系,因此要想可靠报警,必需研讨电参数(电晕脉冲电流和走漏电流)、环境温度、环境湿度与污秽度之间的非线性关系,进展报警。假设我们能找到一种恰当的方式,来描画污秽程度与电参数之间的非线性关系,并经过这种关系实现系统的报警输出,即提出一种非线性的报警模型,那么系统报警的可靠性将得到有效地改善。 利用由现有专家阅历以及根据实验数据得出的推理规那么建立的规那么库,来描画非线性关系。模糊逻辑方法具有多要素综合分析的特点,因此适宜于对受多种要素影响的具有不确定性结论的事物或景象做出总的评价。反映高电压下运转的绝缘子污秽情况的参数如走漏电流、电晕电流脉冲量等都是带有极大模糊特征的量,运用模糊逻辑