2023交流输电线路绝缘子串分布电场带电检测装置

交流输电线路绝缘子串分布电场带电检测装置目 次前言 II1范围 12规范引文件 13术语定义 14构成 25技术求 36试验法 67检验则 108包装运和存 11附录A规性子劣识方法 13附录B规性子串面准场 15附录C规性子劣程分方法 18附录D规性工况 19I交流输电线路绝缘子串分布电场带电检测装置范围110～500kV下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1001.1标称电压高于1000V的架空线路绝缘子第1部分交流系统用瓷或玻璃绝缘子元件——定义、试验方法和判定准则GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.42Db（12h+12hGB/T2900.55GB13398带电作业用空心绝缘管，泡沫填充绝缘管和实心绝缘棒GB/T14286带电作业工具设备术语GB/T16927高电压试验技术GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频磁场抗扰度试验GB26859电力安全工作规程（电力线路部分）DL/T626劣化盘形悬式绝缘子检测规程DL/T878带电作业用绝缘工具试验导则DL/T2211直流验电器GB/T1001.1、GB/T2900.55、GB/T14286、DL/T626确立的以及下列术语和定义适用于本标准。下列术语和定义适用于本标准。3.1电场检测单元electricfielddetectionunit用于采集运行工况下绝缘子串表面一定位置分布电场并将检测数据发送至劣化分析终端的单元。3.2劣化分析终端deteriorationanalysisunit1用于接收电场检测单元采集的绝缘子表面分布电场数据，并对绝缘子串是否出现劣化进行分析判定的单元。3.3（e(i)）normalizedvalueofdistributedelectricfield绝缘子串在系统运行电压和一定工况下，每片绝缘子伞裙表面一定空间范围内的轴向电场分布的归一值。3.4劣化系数（K(i)）deteriorationfactor利用绝缘子表面分布电场变化来评价其绝缘性能下降程度，表征绝缘子的绝缘状态及其对分压能力影响的一个指标。3.5响应时间responsetime在规定条件下，从检测单元启动电场检测到分析终端显示测点电场值的时间。3.6检出率detectionrate绝缘子串中劣化且被正确识别出来的绝缘子片数（或长度）与实际劣化的片数（或长度）之比。3.7误检率falsedetectionrate绝缘子串中绝缘状态正常但被判定为劣化的片数（或长度）与实际正常的片数（或长度）之比。构成（测距传感器

数据处理模块电源模块数据处理模块电源模块电场传感器电场检测单元 劣化分析终端图1分布电场带电检测装置示意图2（（分布电场带电检测装置应能在以下条件下正常工作：——环境温度：-25℃～+50℃；——相对湿度：20～85%。——元件的焊接、装配符合产品样图要求。——结构设计应紧凑，安装维护方便；——内部元器件、部件固定应牢固；——外壳应采用抗老化和耐腐蚀材料；——电场检测单元质量应小于1kg；——电场检测单元中电场传感器沿绝缘子串轴向的宽度应小于50mm；——电场检测单元整体长度应与绝缘子规格匹配，导向控制模块能够与两片绝缘子或复合绝缘子的大伞裙同时接触，保证电场检测单元在检测过程中的稳定性，如图2所示。电场检测模块电场检测模块导向控制罩装置移动方向测量点n瓷质绝缘子串图2绝缘子表面电场检测示意图3——自动测量模式中通过测距传感器测量检测单元与瓷质、玻璃绝缘子伞裙或者复合绝缘子串大伞裙的距离，根据设定的阈值自动触发电场采集功能；——手动测量模式中根据操作人员从分析终端输入的测量信号触发电场采集功能。检测单元电场采集功能应满足以下要求：——电场测量数据与标准电场值的偏差应小于5%；——能够有效地测量绝缘子表面一定区域的电场值，测量精度应不低于0.1kV/m；——在自动测量模式下对每串绝缘子进行电场测量时，电场检测单元在每个测点相对绝缘子伞裙A.1——在手动测量模式下可以实现对空间任意点电场的测量；——在单次电场测量完成时应有明确的信号提示；——应具有状态指示灯，提示是否正常工作；——可在现场便捷地更换电场采集模块。检测单元应能够对测量过程进行导向控制：50mm；GB13398检测单元应满足带电操作的要求：13398检测单元供电电源应满足以下要求：——应保证检测单元连续正常工作的时间不低于5h，待机时间不低于8h。——应具备低电量报警功能，直到内置电源耗尽；或者在电源耗尽时自动关机。4——具备测量模式设置功能，在测量前能够选择自动或手动测量方式；——具备算法设置功能，可对绝缘子劣化判定方法中相关参数进行设定；——具备数据库设置功能，可根据不同工况、电压等级等信息选择相应的基准场数据。分析终端的数据显示与劣化分析功能应满足以下要求：A6.2.7B；——结果显示功能：应能够直观显示绝缘子状态、劣化系数和分布电压等分析结果。分析终端应具备以下数据存储与管理功能：——能够记录电场采集数据和劣化分析结果等信息；——具备大容量存储器，且在电源断电时依旧可以保存数据；——具备数据查询与编辑功能，可通过关键词搜索查询相关数据，可编辑原始采集数据。分析终端应能对电场检测和数据传输功能进行自检，并对自检结果给出明显指示。分析终端供电电源应满足以下要求：——应保证分析终端连续正常工作的时间不低于5h，待机时间不低于8h。——应具备低电量报警功能，直到内置电源耗尽；或者在电源耗尽时自动关机。检测装置的数据传输功能应满足以下要求：——分析终端与检测单元应能够通过无线传输方式进行数据通信，分析终端能够将控制命令实时110～500kV50m——劣化分析终端应具有数据通信接口，支持wifi或蓝牙等无线传输方式以及USB有线传输，能5够向外部发送检测数据、判定结果、设备状态等信息。分布电场检测仪的电场检测单元在工作条件下应具有满足6.3.1要求的抗振性。分布电场检测仪的电场检测单元在工作条件下应具有满足6.3.2要求的抗跌落性。分布电场检测仪的电场检测单元应能承受满足6.3.3要求的机械冲击。分布电场检测仪的电场检测单元壳体和配备的绝缘操作杆应满足以下电气性能要求：——制作电场检测单元壳体和绝缘操作杆的材料应满足GB13398的规定；——绝缘操作杆的最小有效绝缘长度、工频耐压和泄漏电流应满足DL/T878的规定。GB/T17626.24求，试验结果评价应达到aGB/T17626.33求，试验结果评价应达到a5.1.2110kV～500kV3DGB/T169276航吊航吊吊挂用绝缘子自动升降装置低压端劣化分析终端高压端模拟导线1#AC电场检测单元安全区域图3试验布置图分布电场检测装置的功能试验按照以下程序进行：31#32#操作人员通过自动升降装置控制电场检测单元对绝缘子串表面电场值进行逐片测量，每个1#50m（5.2.1.275.2.1.2按照DL/T221125%，0.1kV/m；——两组测量数据的偏差小于5%；——可便捷地更换电场采集模块。在上述每次试验中若均满足下述要求则认为导向控制功能测试通过：——两组测量数据的偏差小于5%，表明导向控制有效，能够保证各次测得电场数据的空间一致性；——在绝缘子串全部正常工况下测得的电场曲线平滑，在非端点区域无明显的极值点。若满足下述要求则认为带电操作功能测试通过：——在上述每次试验中检测单元均能够有效测得电场数据并发送至劣化分析终端显示；110kV220kV15%。6080153s，81min2min5h8hDL/T22115.5.2DL/T22115.5.3DL/T22115.5.4GB13398DL/T8785.4GB/T2423.12hminGB/T2423.22h5minGB/T2423.45.1.29正常自检，则认为试验通过。GB/T17626.24GB/T17626.33子串表面电场进行测量的过程中，另一名操作人员利用带电作业用火花间隙检测装置短接其他某片绝3检测装置的检验分为型式试验、验收试验和预防性试验，各类试验项目见表4。表4试验项目序号试验项目条文型式试验验收试验预防性试验1外观与结构检查6.1√√√2功能试验设置功能测试6.2.3√√√电场采集功能测试6.2.4√√√导向控制功能测试6.2.5√√√带电操作功能测试6.2.6√√√数据显示功能测试6.2.7.1√√√劣化分析功能测试6.2.7.2√——数据存储与管理功能测试6.2.8√√√数据传输功能测试6.2.9√√√自检功能测试6.2.10√√√电源功能测试6.2.11√√√3机械性能试验抗振性6.3.1√——抗跌落6.3.2√——抗冲击6.3.3√——4电气性能试验工频耐压6.4√—√泄漏电流6.4√——5环境适应性试验低温性能试验6.5.1√——高温性能试验6.5.2√——10表4试验项目（续）5环境适应性试验交变湿热试验6.5.3√——6电磁兼容试验静电放电抗扰度试验6.6.1√——工频磁场抗扰度试验6.6.2√——工频放电抗扰度试验6.6.3√——注：√表示应开展的试验项目。属于下列情况之一的分布电场带电检测装置应进行型式试验：a）新产品鉴定投产前；预防性试验周期为12个月。标识b）c）d）e）制造厂名称及商标。包装a）b）c）×宽×11运输海运贮存分布电场带电检测装置应贮存在干燥、通风、避免阳光直晒和无腐蚀、无有害物质的场所。12附录A（规范性）绝缘子劣化识别方法利用绝缘子串表面电场测量数据，对各个测量点对应区域是否出现劣化进行分析，以识别出瓷质、玻璃绝缘子串中劣化的绝缘子或复合绝缘子串中的劣化区段，具体步骤是：（不包括被绝缘子串两侧均压环、招弧角等金具罩住的伞裙）A.1根据绝缘子表面轴向电场的实测值计算基本特征量：归一场e(ia(i)d(iA.2：A.3。测点n测点21测点n测点21测点21图A.1测点示意图niE(ie(i)为：e(i)=E(i)

(A.1)∑𝑛∑𝑖=1

E(i)电场分布曲线的等效曲率a(i)表征第i个测点相对两侧电场的变化程度，计算公式为：e(i+1)+e(i-1)-e(i),i=2:n-1d(i)

a(i)=

20,i=1,n

(A.2)d(i)=

e(i)-e(i-1),i=2:n

(A.3){ 0,i=113绝缘子串中非端点区域的绝缘子劣化时表面轴向电场降低、电场曲线的曲率增大，当某测点（i=2:n-1）电场归一值e(i)低于阈值γ(i)时劣化。不同电压等级下阈值的计算公式为：110kV：γ(i)=3a(i)+0.08（A.4）220kV：γ(i)=5a(i)+0.01（A.5）500kV：γ(i)=7a(i)（A.6）i当复合绝缘子串的第i个测点值低于上述阈值时，该测点对应伞裙疑似出现导通性缺陷，复合绝缘子串中各段连续导通性缺陷的长度𝑙𝑑为：l=ndl（A.5）dn0式中，l0为复合绝缘子串的长度，nd为各段连续劣化测点的数量。复合绝缘子串的长度l0导通性缺陷的长度复合绝缘子串的长度l0图A.2复合绝缘子缺陷示意图注：330kV的阈值因现有数据不足尚未确定，有待进一步研究。γ(1)γ(n)A.1表A.1两端点劣化阈值表分类110kV220kV330kV500kV高压侧端点阈值γ(1)0.130.02（ ）n0.380.028（ ）n-2.080.076（ ）n低压侧端点阈值γ(n)0.70.1（ ）n0.220.016（ ）n-0.60.022（ ）n注：“-”因现有数据不足尚未确定，有待进一步研究。为了反映绝缘子劣化识别结果的准确性，定义绝缘子串各测点判定为劣化的可信度p，判定为正常的可信度为1-p。p值的计算公式为：1+exp3(

)e(i)当p值大于0.5时认为测点劣化，p值越大，测点劣化的可能性越大，0<p<1。14附录B（规范性）绝缘子串表面基准场110kV~500kVB.1B.1表B.1110kV~500kV交流输电线路悬式绝缘子串的电场基准值绝缘子序号N（高→地）绝缘子串分布电场值EikV/m110kV线路220kV线路500kV线路6片7片8片12片13片14片26片27片28片29片10.0680.0510.0370.1780.1730.1760.1100.1090.1070.10720.1520.1100.0850.1300.1310.1380.0920.0920.0900.09230.1890.1520.1220.1100.1000.1060.0750.0750.0730.07840.2090.1770.1470.0910.0800.0810.0640.0640.0630.06650.2090.1850.1610.0770.0690.0630.0550.0550.0540.05960.1730.1760.1630.0670.0600.0480.0480.0480.0470.04970.1500.1530.0570.0540.0380.0410.0410.0410.04580.1330.0530.0510.0310.0360.0360.0350.03990.0520.0490.0280.0320.0320.0310.034100.0530.0490.0290.0280.0280.0280.030110.0610.0530.0360.0250.0250.0250.026120.0690.0620.0500.0230.0230.0220.025130.0700.0710.0210.0210.0200.023140.1040.0200.0190.0190.021150.0190.0180.0180.019160.0180.0170.0170.017170.0180.0170.0170.016180.0180.0170.0170.015190.0190.0170.0170.014200.0200.0180.0180.013210.0230.0200.0190.013220.0260.0220.0200.014230.0300.0250.0210.014240.0360.0290.0250.016250.0450.0350.0290.018260.0570.0430.0340.022270.0550.0410.027280.0530.037290.05115基准场分布110kV220kV基准场分布110kV220kV500kV0.2000.1800.1600.1400.1200.1000.0800.0600.0400.0200.0000.080.150.230.310.380.460.540.620.690.770.850.921.00测点相对位置i/n电场归一值e(i)16根据绝缘子串表面电场实测值估算该工况下基准场的步骤为：a）选择样本点，：33个时，优先选择中间的3个点；33式中：

|a(i)|≤Va+Sa2

(B.1)Va为绝缘子串非端点区域等效曲率值a(i)的均值；Sa为绝缘子串非端点区域等效曲率值a(i)的标准差。E0(i)：E0(i)=ai2+bi+c (B.2)例如，当取3个点连续样本点时，a、b、c的计算公式为：̂=ai)̂=d()ai)（i-1）̂=ei-̂i2-̂×i式中：e(i)、a(i)、d(i)为第2个样本点的特征量。

(B.3)E0(ie0(i)。17附录C（规范性）绝缘子劣化程度分析方法C.1劣化系数的计算方法定义相对电场c(i)表征绝缘子串绝缘性能变化对其表面分布电场的影响，为一定工况下绝缘子串表面分布电场实测值与绝缘子串在全部完好时电场值之比，即：c(i)=e(i)（C.1）e0(i)定义cmin(i)为第i片绝缘子的最小相对电场强度，反映绝缘子实际运行工况对其表面电场分布的影响，与绝缘子本身绝缘劣化情况无关。计算公式为：cmin

(i)=emin(i)（C.2）e0(i)icmi(i0.5.8]10V20k50kV0..6、0.75进行估算。定义绝缘子分布电场的变化量f(i)为：f(i)=e(i)-emin(i)=c(i)-cmin(i)（C.3）e0(i)-emin(i) 1-cmin(i)绝缘子劣化