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文档简介
§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量1§8.1导线弧垂、限距和交叉跨越距离的测量
一、限距及其影响因素要求:运行中的各种限距必须符合设计要求。
运行中限距改变的原因:
(1)线路下方修建和改造了建筑物;
(2)检修中杆塔移位
塔的高度改变或绝缘子串长度改变;
(3)线路下方树竹疯长;
(4)杆塔地基发生下沉或其它原因使杆塔出现倾斜,导线伸长。
(5)导线因过负荷的不正常伸长;
(6)相邻两档内荷重不均匀,导线在悬垂线夹内滑动等
规程规定:新建线路投入运行一年后须测限距,弧垂和交叉跨越距离。
限距――导线间、导线对地、对周围物体及交叉跨越物的最小允许距离。2
(1)目测法――即巡线人员在巡视线路时,用眼睛观察各种限距,当发现限距变更时,查明原因,若怀疑限距不合格时,必须进行仪器测量。
(2)绝缘绳测量――将标有尺度标记的绝缘绳抛挂在导线上进行测量。若导线过高可用射绳枪将绝缘绳射到导线上测量。
(3)经纬仪测量――对导线弧垂、导线与其它建筑物或电力线路、通讯线路的交叉限距,一般用经纬仪不停电测量。
(4)测高仪测量--现较多采用国外引进的300E测高仪。其利用超声波测距(发射波与反射波的和时间测距),最多可测量三层6根导线的对地距离并自动换算为线间和跨越距离。方便快捷,但若现场导线层数多时,测量不易准确。上海超高压输电公司认为采用绝缘绳(杆)或经纬仪测比较可靠。二、架空线路限距的测量1、方法:3功能描述:直线距离测量;最大测距:575m
精度:50m:3cm,150m:5cm;分辨率:0.01m
有效量程:高架电缆/标杆:50m;电线杆/料堆:100m
树木/塔台:150m:岩石表面/建筑物:250m
IMPULSE100型激光测距仪4激光测距测高仪-TruPulse200型美国激光技术公司(LaserTechnology,Inc.)全新推出的图帕斯™200(TruPulse200型),专业激光测距仪。其具有紧凑轻便的外观和“测量瞄准一体化”的设计,使激光和视线处于同一直线上,极大减小了由于激光发射点与视线之间的误差,使测量的结果更加精确。主要功能:点到点距离测量+水平距离测量+高度测量+俯仰角度测量
光学放大倍数:7倍
;
标准环境下测距范围:0-1000m;
高反射条件:2000m
测距精度:+/-30cm;
倾斜度量程:±90deg
倾斜度精度:±0.25deg
单位:英尺,码,米,和度
公开售价:¥13500.005功能:1)跨距遥测
2)输电线/树高净空距离测量
3)下垂轮廓数据采集4)平分角测量定向5)输电线高度
a.普通高度:
b.输电线垂距(VD)+仪器高度:
c.输电线垂距+地面高度:
d.水平距离测定法:当输电线下的地面是起伏不平的情况下使用该法。
其它功能:
1)原始数据存储
2)软件功能:
可用数据传输功能将数据文件由数据采集器传送到PC机。数据文件可以独立保存,也可以与文本附加一起存储,再以文件类型加以分类,按键即可制造一个*.dxf文件,将数据存储并输出作进一步分析。
3)PC软件支持平台:Windows9x/2000
电网易输电线路激光测量系统67两种情况:(1)当架空线路下方的被跨越设施是通讯线路、广播线路、架空管道,或者虽是电力线路但其档距小、本身随气温变化时对地距离变化不大。――此种情况下只要测量上方导线的弧垂变化即可。(2)若架空线路下方的被跨越物是档距较大的电力线路、架空索道,随着气温的变化其对地距离也发生变化,此时应考虑在交叉点处上、下方弧垂都在变化的因素。2、测量数据的换算――必须将实测数据换算到导线处于最高温度或最高气温下的相应值。8
换算方法:(1)计算法:步骤:
①测出跨越档及被跨越档的弧垂②由公式求出最大弧垂fmax式中f、t—实测弧垂,m;气温,℃;
fmax、tx—需换算的相应弧垂、温度;
l—被测档档距;
lD—实测耐张段的代表档距;
—导线的热膨胀系数。③由以下公式算出最高温度下的交叉跨越距离。式中H-被测档实测交叉跨越距离;
Hmin-换算到最高气温下的交叉跨越距离。9式中x-交叉点至一侧杆塔间的水平距离;
l-交叉档的档距,
△f
x-被交叉跨越线路在交叉点的弧垂增量。
(2)图表法――作弧垂差值曲线(见图3-2)进行换算。10
弧垂差值曲线――以跨越点对靠近杆塔的水平距离为横坐标,温度每变化10℃引起的弧垂变化差值△f(mm/℃)纵坐标,所绘制的,对应于不同档距的曲线。见图3-2。实际应用时应知道线路当时的负荷及导线实际温度与气温的差值同电流的关系,见表3-1。11§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量121、测试要求
(1)合理选择观测档观测档的选择一般遵守以下原则:
①选取连续档中的最大或较大者。
②选择高差较小的平坦地带的档;
③当耐张段内杆塔较多时,一般按以下情况选择:
5档以内的耐张段:至少选择一靠近中间的大档距作为观测档;
6-12档的耐张段:至少选择两档且靠近两端的大档距作为观测档,但不宜选在耐张塔段内。
12档及以上的耐张段:在耐张段两端及中间至少各选择一较大的档距作为观测档。(主要是因为杆塔较多时,导线张力不均,而只选择中间一档无法顾及全段)。三、弧垂测量13
(2)合理确定观测角为保证观测精度,弧垂观测点(即观测视线与导线的切点)应尽量设法切在弧垂最大处或附近。而利用仪器观测时,切点的仰角或俯角不宜过大,以保证弧垂有微小改变时亦能引起仪器读数的变化。一般
≦10°且尽量接近高差角
。142、测量方法:(1)异长法――运行线路的弧垂测量常用此法。见图3-4。方法:自观测档的架空线悬挂点A处选一合适点使视线与导线相切,分别量取此点及视线在另一杆塔上的交点与导线两悬挂点的垂直距离,得AA0′=a和BB0′=b。然后由公式√a+√b=2√f得观测档弧垂f。其适用于观测档内两杆塔不等高,且弧垂最低点不低于两杆塔根部连线的情况。15(2)角度法:――用经纬仪测。原理:异长法。适用:用异长法无法测量的山区、沟壑地段。方法:按仪器设置的不同分为:档端角度法、档外角度法、平视法和档侧角度法。
①档端角度法――经纬仪仪镜中心置于一侧杆塔下方。见图3-5式中a-仪器中心至点A的垂直距离;
f-为观测气温下计算出的档距中点弧垂,m;
-仪器视线与导线相切的垂直角,即观测角;
l-为被测档档距,m;
h-两杆塔的高差,m。16②档外角度法――经纬仪仪镜中心置于一侧杆塔外侧。如图3-5(a)。式中l1-仪器距一侧杆塔的水平距离,m。其余符号同前。17③档内角度法――经纬仪仪镜中心置于导线或地线的正下方。如图3-6(b)。
注:档内、档外测量法用于观测档无法架设经续仪或档端观测值b太小的情况下。18④档侧角度法――经纬仪仪镜中心置于被测档外侧之任意点。
(3)平视法――用水平仪测或经纬仪测。
原理:导线最低点的切线呈水平状态。用水平仪可找到导线的最低点,进而可由公式算出此时的最大弧垂。(测量方法详见测量课程)19
※特高压线路导线的弧垂测量由于杆塔高,导、地线对地距离高,现有的弧垂测量方法虽说能用,但还存在一些缺陷。角度法在测量时需要使用经纬仪配合标尺或望远镜配合弧垂板通过角度测量、视距测距以及望远镜目估弧垂板读数来完成,其测量精度不仅受角度测量和目估读数的影响较大,而且测量过程烦琐,计算过程冗长;而等(异)长法虽然操作简便,但测量人员需登杆操作,由于特高压塔较高,登杆测量劳动强度较大。203、弧垂的调整和检查由实测弧垂值与规定值的差异进行适当的调整。方法:当f>f计
紧线;
f<f计
松线;步骤:(1)先求出△f=f-f计;(2)求出待调整的线长△L:式中:lD――代表档距;
f计――观测档要求的弧垂;
l――被测档的档距;
li――连续档中任一档档距。21
测量记录是外业观测成果的原始记载和内业数据处理的依据。在测量和记录数据时必须严肃认真,一丝不苟。
(1)记录观测数据之前,应将记录表头的仪器型号、日期、天气、测站、观测者及记录者姓名等填写齐全。
(2)测量数据直接填写在规定的表格中,不得先用另纸记录,再行转抄。
(3)所有记录和计算须用H或2H铅笔书写,不得用钢笔、圆珠笔或其它笔书写。书写字体应端正清晰,并书写在规定的格子内,格子上部应留出适当空隙,作错误更正之用。
(4)写错的数字用横线端正地划去,在其上方写出正确数字。严禁在原始数据上涂改或用橡皮擦试以及挖补。
(5)禁止连续更改数字,应将尊重原始、客观数据理解为职业道德来遵守。观测的尾数原则上不得更改,如角度的分秒值,水准和距离的厘数和毫米数等。
(6)记录的数字应齐全,如水准中的0.234或3.100,角度中的3°04′06″,数字“0”不得随意省略。四、测量数据的记录规则22(7)观测者要注意力集中,仔细认真,不要误读数据;记录者要及时、准确,记录者应将所记数字回报给观测者,以防听错记错。
(8)数据运算应根据所取位数,按“4舍6入,5前单进双舍”的规则进行凑整。例如:1.4244m,1.4236m,1.4235m,1.4245m这几个数据,若取至毫米位,则均应记为1.424m。
(9)记录应清洁整齐,所有应填写的项目都应填写齐全。
(10)每站观测结束后,必须在现场完成规定的计算和检验,确认无误后方可迁站。23§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量24§8.2导线、避雷线振动的测量掌握导、地线振动的规律,了解实际振动状况,为采用合理有效的防振措施,减轻振动对设备的破坏提供依据。即:(1)验证防振措施的防振效果;(2)了解线路导线的振动水平以确定是否采用防振措施。我国50年代开始对导、地线的振动现象进行试验研究,现场测振则是从1963年研制出424钟表型测振仪开始。一、测量目的25
按IEEE测振标准,国内外均开发一些现场测振仪器装置,如加拿大HILDA无线电遥测装置、美国的SCOLARIII测振仪、瑞士的VIBRECTI、澳大利亚的DULMISON、及加拿大ROCTES公司先后研制生产出TVM90型和TVM900型测振仪,在世界上已广泛使用。目前我国已使用过的测振仪器主要有:钟表式、LY90型电子机械式测振仪、无线电遥测式、超声波遥测式和微波遥测式5种。可观测的振动参数主要有:振动角
,微应变
,振幅
、振动频率f,振动持续时间
,振动次数n和振动波形等。二、测振仪器
以下简要介绍国产测振仪器的结构、特点及应用情况。261、424钟表型测振仪
――我国最早的测振仪,可装在带电或不带电线路上。由原电力部电力建设研究所与南京水电仪表厂1963年研制生产。是我国1963-1981年间使用的主要测振仪器。其主要可测量:振动的绝对振幅和振动的延续时间(波形、频率不可测)。
主要组成部分为位移传振机构和钟表驱动机构。此仪器的特点:结构简单,使用方便,不易损坏,价格低。但将0.6kg的物体直接挂在导线上,影响振动的实际情况,误差较大,且24小时要换一次记录纸、上发条等,操作较麻烦。272、LY-9型机械电子式测振仪
――由电力建设研究所、四川省电力设计院、成都继电器厂共同研制,1981年投入小批量生产。结构:外形为圆筒形铝材双重屏蔽(防水、防磁),一端为电池、微电机及电子控制回路;另一端为记录机构。
安装方式:由专用支架将测振仪安装在悬垂线夹上,传振杆接触导线的测振点(线夹出口89mm处),测振杆用专用夹具与导线连接。
工作原理:
特点:仪器不挂在导线上,不影响导线的实际振动情况;记录纸更换周期长。但传动机构的弹簧和划针易出问题,且修理困难。283、HJN-2型无线电遥测式测振仪:由华东电力设计院、南京供电局、上海金陵无线电厂共同研制,1968年经鉴定后生产。可测参数:振幅、频率、加速度和振动波形。在带电或不带电的情况下均可实现遥控测量。有效测距为5km,可连续15天自动测量。组成:测振头、发射机和接收器。安装方式:测振头直接固定在导线的测振点上,发射机固定在悬垂线夹上,两者之间通过双层屏蔽线连接,接收机放在地面上。294、DZHC20型导线振动监测仪由电力建设研究所新近研制的DZHC20型导线振动监测仪装置,它安装于悬垂线夹附近,采用倒装法测取弯曲振幅。安装时使仪器传感器探头中心线落在悬垂线夹出口与电线分离点处,用连接夹具夹紧被测电线,传感器探头中心距连接夹具89mm。当电线产生风振时,通过传感器自动记录弯曲振幅值等。30§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量311、测量地点的选择
基本原则:(1)若为了验证防振装置的防振效果,可选择开阔、远离树木和障碍物的地段。(2)若为了了解导线振动水平心确定是否需要采用防振装置,则开阔地段及有屏蔽的地段均应测量。具体选择时应注意以下情况应进行振动测量:(1)导、地线使用应力大、电压等级高、新建的线路;(2)风向与线路走向垂直的大跨越档及处于平原开阔的线路;(3)巡视中发现存在风振破坏的线路;三、测量方法32
测试季节以冬春季为最好,此时导线张力大,均匀微风出现的频率高,是易产生微风振动的季节。
(1)测振仪器的安装方式有正常安装法和“倒装法”两种。
正常安装法:仪器装置本体采用连接夹具固定在悬垂线夹下部,测振仪传感探头在距电线与线夹分离点89mm处与电线接触(或连接),定时抽样记录电线该点相对与悬垂线夹的相对振幅等数据,进行振动监测。如加拿大HILDA无线电遥测装置、美国的SCOLARIII测振仪、瑞士的VIBRECTI、澳大利亚的DUULMISON、我国的LY-90型测振仪等,这些测振仪都采用了正常安装法。
80年代初,加拿大魁北克水电研究院(IREQ)开发出所谓“倒装”测振仪器装置,该装置也符合IEEE测振标准。
“倒装法”:将测振仪直接安装于导线上,测振仪本体夹具距导线与悬垂线夹分离点89mm,测振传感探头与该分离点接触,自动记录相对振幅等数据。如加拿大ROCTES公司研制rTVM90型和TVM900型测振仪,均采用此安装模式。2、测试仪器的安装33(2)测振仪安装位置测振仪器的安装位置视具体的测试仪器类型而定,如:(a)当采用振动角
来判定振动程度时(如国产424钟表型测振仪),应安装在靠近线夹的第一个最大振幅处(即接近防振锤安装处)。(b)当采用微应变
标准来判定振动强度时,测振仪装在悬垂线夹上,测振头装在距线夹出口处89mm处。如一般电子机械式、HJN-2无线电遥测式测振仪均装于此处。注意:若该处有护线条,或大跨越采用滑轮线夹时,则仪器安装距离比89mm要大,此时所得结果要进行折算。(c)当校验防振措施的效果时,可采取在试验段内一根导线无防振装置而另一根导线有防振装置,在距线夹同一距离处安装测振仪,以进行效果验证。注意:大跨越、振动严重地段不采用此法。34
(3)测量要求:测振时需对同一地点进行多次测量,生效测量时间不少于20天,大跨越档一般测20-30天,并应测量该处的风向、风速、气温及线路的型号、档距、弧垂和杆高等。35
杭州龙盾科技有限公司研发的PAVICA型输电线路测振仪是一套独特、小巧、轻便的仪器,用于监测和分析架空输电线路的振动。
PAVICA测量采样周期内所有振动的频率和振幅,保存数据于高分辨率的矩阵存储器中,处理数据并获得结果,提供被测导线大致的估算寿命。这些测量和估算方法是基于电气与电子工程师协会IEEE的导线振动测量标准和国际大电网会议CIGRE的工作寿命估算规程。36§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量37§8.3导线连接器的测量一、概述1、连接器的概念
连接器—导(地)线接头,包括档距中导线的接头(直线连接管)、耐张塔上的引流线接头(耐张引流线连接管)和线路分歧点导线的接头(并沟线夹)等。
2、连接器的运行工况
串联在线路中,通过的总负荷电流与导线相同。正常运行时流过负荷电流,短路时流过短路电流,同时承受各种机械负荷及环境的作用。
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(1)施工存在问题:如导线上的防锈油未清除;压接不紧(如紧固件未固紧到位或紧固螺栓上未放置弹簧垫圈等);压紧时造成连接器及导线损伤;铝导线与铜接点连接部位未加铜铝过渡接头等
降低了其机械强度。(2)连接器设计不合理(如线夹结构不良,导线在线夹出口处受伤断股;线夹大小不匹配,导线连接点两种截面及导流能力不匹配等),材质低劣(电阻率高,发热严重)。(3)氧化腐蚀。在长期运行中,受日晒、雨淋、风尘、结露及化学活性气体的侵蚀,造成连接器内壁氧化及锈蚀,产生氧化膜、硫化物等
电气性能劣化(氧化层可使金属接触表面的电阻率增加几十倍甚至上百倍);(4)振动、风摆
疲劳、冲击破坏;(5)环境及自然气候的影响,如热胀冷缩、环境污染、腐蚀等
降低了机械强度。
3、连接器故障形式及原因
故障表现:过热、外观有鼓包、裂纹、烧伤、滑移或出口处断股,弯曲度不符合有关规程规定。
故障原因:39(1)连接器的温度不得高于所连接导线的温度(不得高于导线温度10℃);(2)连接器处的电阻(电压降)值应小于或等于同等长度导线的电阻(电压)。通常:当,正常;
当,不安全(劣化);
而当时,则意味着该连接器已经报废,需立即更换。(3)外观有鼓包、裂纹、烧伤、滑移或出口处断股,弯曲度不符合有关规程规定者,必须处理或更换。4、连接器的运行要求40§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量41测量参数:连接器的电阻R、连接器的温度t测量方法:二、测量方法测温度接触式测温触蜡试验贴试温蜡片点温计非接触式测温红外热像仪红外测温仪带电测量停电测量测电阻421)带电测量可测档距中的直线管和耐张档中的引流管。见图3-9和图3-10。工具:“T”形杆(两个金属钩、一个整流器、一个毫伏表和一根绝缘杆)。适用场合:此法适用于电压等级不高,导线呈水平状态或三角形排列的下层导线上的连接器的测量。方法:将“T”形杆直接挂在导线上,由毫伏表直接读取其上的电压值Ul,再将其挂在连接器两端,读取连接器的电压值Uj。由U=IR得:
Uj=IRj,Ul=IRl∴Uj/Ul=Rj/Ri1、测电阻43导线内部实际上电流很小,电流集中在临近导线外表的一薄层。结果使它的电阻增加。导线电阻的增加,使它的损耗功率也增加。这一现象称为趋肤效应
44注意事项:(1)导线中必须有负荷电流,为使毫伏表中示值明显,最好在线路负荷最大时进行;(2)测导线的压降时应在距连接器处1m以外的地方测,以减少测量误差。
∵当接头劣化时,则电流在连接器附近将集中在外层导线上(集肤效应),
∴测出的Ul较大,而1m以外处的电流则较均匀,测得的压降较准确。(3)铜导线上的接头不宜采用此法。(4)属于带电作业,应遵守带电作业的规定,在恶劣气象及风速v>5m/s时不宜进行。优点:工具简单,操作方便。缺点:①测量精度不高(存在氧化层影响测量精度)。
②测量引流线接头时难以控制金属钩与杆塔上的空气间隙;
③导线高时难以测量,且读数困难,非水平排列的导线其上层导线难以测量。452)停电测量――在线路停电后,用蓄电池供电或变电所的直流电源供给直流电源来进行测量。见图3-12。适用于各种电压等级的线路。工具:“T”形杆(带接触钩的测杆)方法:(详见教材)
注意事项:一般不落地测量。只有当无法测量时(如跨越山谷、河流等)才将导线落地测量。462、测温度(1)红外测温仪――通过测定物体辐射的红外线的多少来测量物体的温度。此法在变电设备上用的比较多。线路上因为距离远,目标小,使用效果欠佳,所以逐渐较少使用。47输电线路红外测温仪测量范围
0℃-300℃
辐射率0.6-1.0
距离系数1000:1技术参数:型号HCW-VA测量范围0℃-300℃测量精度≤5%辐射率0.6-1.0瞄准方式12.5倍光学瞄准工作距离5m-75m距离系数1000:1分辨率1°使用环境温度0℃-40℃电源5#电池6节测量角度方位角360°俯角30°仰角90°外型尺寸230mm×135mm×175mm重量2700g48(2)红外热像仪
――利用光学、精密机械的适当运动完成对目标的二维扫描并摄取目标红外辐射而成像的装置。――光机后期扫描式开外热像仪。热像仪在电力系统中的主要检测目标是发电机组装置、输电线路接头、绝缘部件、变电所设备、变压器绕组及油冷系统、高压线路的保险丝电路、闸刀开关、断路开关、转换开关和终端装置、电路分配调度中心、控制台及照明配电盘等。
定期用机载或车载热像仪检测输变电网,能早期发现隐患或迅速诊断出事地点,可大大减少经济损失。西安热工所和河南电科所曾在直升飞机上用热像仪分别对220kV、330kV和500kV的输电导线接头和引流线夹的热致故障进行巡查,结果表明,热像仪可以监测温升仅有2℃的不良接头,并可用于劣质绝缘子检测。49①贴试温蜡片――用不同熔点的蜡片贴在连接器上,巡视中发现已熔化,则表明温度超过允许值;
②触蜡试验(采用间接带电作业的方法)
――将市售蜡烛绑在绝缘上,接触接头后,看其熔化与否及熔化程度进行判断。通常:60-65℃开始熔化,
70-75℃一触即化
90℃立即汽化。
③点温计测量――用带电作业的方法,将点温计或普通的棒式点温计缠以铝包带或用胶布绑在被测件上,用望远镜观察其温度。(3)其它:50§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量51
4、复合绝缘子的劣化过程:分为早期、中期和晚期三个阶段,不同阶段绝缘子的特征如下表所示。判别指标早期老化特征中期老化特征晚期老化特征表面憎水性局部伞裙上表面憎水性下降,迁移速度下降,变慢伞表面憎水性显著降低,局部(如全部上表面)憎水性永久丧失以及局部表面出现漏电起痕和蚀损伞表面永久性丧失憎水性(雾雨天气时表面呈现拉弧),或局部表面电蚀损严重硬化伞裙变形,伞裙与护套变硬伞裙硬度在对折中开裂触摸伞裙掉块,甚至运行中伞裙脱落抗撕裂强度抗撕裂强度下降,但手工不能撕裂手工可把伞裙撕裂手工轻易把伞裙撕裂复合绝缘子伞裙护套的老化特征52(1)检测项目从劣化绝缘子的特征、劣化原因的分析可知,其在电气性能、局部放电、温度分布等多个方面与良好绝缘子有着明显的差异。5、瓷质绝缘子的检测项目及检测规定(2)运行中绝缘子的检测规定对于35KV以上的输电线路:每2~4年测分布电压一次(正常运行状态下):若被测绝缘子分布电压低于标准值的50%;或被测绝缘子分布电压高于50%但明显同时低于相邻两侧合格绝缘子的分布电压时
判为低、零值绝缘子。每2~4年测绝缘子绝缘电阻一次(停电测量):若500KV线路中,被测绝缘子的R<500M;500KV以下线路中绝缘子的绝缘电阻<300M时
判为低值或零值绝缘子。每2~4年作交流耐压试验一次(停电测试):对机械破坏负荷为60~300KN级的绝缘子,施加工频交流耐电压60KV,1min,未能耐受者
低值或零值绝缘子。因此,可检测的项目主要有:分布电压、绝缘子的绝缘电阻、绝缘子的温度等。531、绝缘子检测方法的分类:(1)按检测的原理:可分为测量绝缘子的电气参数和测量物理参数两种。测量电气参数的方法有:用摇表测量绝缘电阻或测量绝缘子两端(铁帽与钢脚)的电位差(用短路叉、火花间隙杆、光电测杆、静电电压表等)。测量物理参数的方法:用红外测温仪、超声波仪等。
(2)按检测方法分:接触型和非接触型两种。
(3)按是否停电分:带电测量和停电测量。以下分别简要介绍各种检测方法。三、瓷质绝缘子的检测方法及注意事项542、绝缘电阻的测量:
方法有二:高阻杆测和绝缘摇表测量。
(1)原理:良好的绝缘子:R在数千兆欧以上;而劣化的绝缘子其R则较低(0~5M
,10~300M以内)。所用仪表:绝缘电阻表:2.5kV或5kV,可读取的最大R值分别为1×104M和2×105M。缺点:大量检测时工作量太大,难以进行。属接触式测量,带电作业时必须遵守相关规定:应在空气相对湿度低于80%的良好天气且绝缘子表面无凝露的条件下进行,否则易误判断。优点:准确性好。(2)测量方法:带电测量或停电测量。
工具:高阻杆+绝缘电阻表。方法:用高阻杆直接接触带电绝缘子上,测量绝缘电阻的绝缘电阻表上读取绝缘子的对地电位,从测得的绝缘电阻中减去高阻杆的电阻值
绝缘电阻。553、测分布电压:原理:良好的绝缘子串上每片的分布电压呈图示分布:导线侧最高,中间最低,近横担侧较高。呈马鞍形。当串中有劣化绝缘子时,劣化绝缘子上的分布电压大多在常值的50%以下,且劣化的绝缘子还有一个显著的特点:▽U明显低于两侧良好绝缘子的电位差。∴采用分布电压法来判定劣化绝缘子的标准有二:▽U低于标准规定值的50%;②▽U高于标准规定值的50%,但明显同时低于相邻两侧良好绝缘子的电压值。564、测温度――非接触式测温。用红外测温仪或红外热像仪。
原理:当绝缘子劣化时,将流过较大的短路电流,从而使绝缘温度高于正常绝缘子温度1~2℃。
目前国外已广泛使用红外热像仪检测绝缘子。我国使用的红外测温仪主要有:瑞典AGA782型红外热像仪及其美国休斯公司3100红外热像仪等。此法简单方便,速度快,效率高,可普查每串绝缘子,还可结合检测进行巡线,是高压、超高压输电线路不良绝缘子检测的发展方向。5758§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量59§8.4劣化绝缘子的检测――及时发现绝缘严重降低或完全失去绝缘性能的绝缘子(零值绝缘子或低值绝缘子),以确保线路有足够的绝缘水平。一、绝缘子测试的目的60
劣化瓷质绝缘子的特征:
(1)电气特征:
①绝缘电阻:低值绝缘子:R=10~300M
零值绝缘子:R=0~5M②分布电压:(a)△U低于标准规定值的50%;
(b)△U高于标准规定值的50%,但明显同时低于相邻两侧良好绝缘子的电压值。
(2)表面特征:瓷盘脱落、裂纹及表面烧伤(悬式绝缘子)二、劣化绝缘子及危害
1、劣化绝缘子――绝缘击穿及绝缘电阻降低的绝缘子。又称为“零值”绝缘子或低值绝缘子。61
危害:
①减少了整串绝缘子的爬电距离
增加了污染绝缘子串的闪络放电概率(相当于部分绝缘子被短接);
②有零值绝缘子的绝缘子串污闪时
内部流过很大的工频短路
电流强大的热效应
悬式绝缘子钢帽炸裂或脱开
断串、导线落地。图3-1某220kV线路钢化玻璃绝缘子零值自爆现象62劣化复合绝缘子的特征:复合绝缘子运行中的主要问题是:硅橡胶老化、芯棒脆断、憎水性丧失、鸟害、雷击闪络等。具体表现:憎水性降低,伞裙弹性下降,变硬、变脆。表面粘手,起泡,易掰裂(手折90°裂开),端部易开胶,金具内有锈迹。复合绝缘子劣化的判据:
机电性能下降(包括憎水性暂时减弱与恢复时间延长、憎水性迁移能力下降)、硬度增加和抗撕裂强度变差三个方面。63图3-3事故塔
图3-2事故绝缘子图3-2~3-5为山西某500kV线路合成绝缘子脆断事故图片。64图3-4损坏的防振锤图3-5损坏的导线65§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量66瓷质绝缘子大多由绝缘材料(瓷)、金具及水泥等组合而成。钢脚嵌入瓷头内部,用特种水泥胶接在一起。
(1)制造缺陷:包括材料、配方、工艺流程、结构及设计等的缺陷。如:配方不合理,工艺流程中原料混合不均匀、焙烧时火力不足等
吸湿性气孔;结构不合理或成型时失误、受力不均匀
内部产生应力
裂纹、气隙
劣化。
2、绝缘子劣化的原因1)瓷质绝缘子67
(2)运行环境的影响:P160①水泥(胶合剂)受潮时
吸收水份和CO2体积变大,当气温变化时
会发生反复冻结、融解
瓷体劣化。此外,水泥在干燥、凝结时产生吸湿性气孔和裂纹。②瓷质绝缘子:∵瓷、水泥、金具三种材料的线膨胀系数和导热系数不同,钢的热膨胀系数是瓷的两倍,热胀冷缩时,使瓷件产生较大的压应力和剪应力,瓷件易开裂劣化如烈日下突降暴雨瓷件开裂(体积大,结构复杂的绝缘子更为严重)。经验表明,质量不好的绝缘子其夏季的劣化率比冬季高数倍。68(3)运行工况的影响:
①承受长期运行电压作用和短时过电压的作用
有电晕或局部电弧(在潮湿污秽地区)
局部发热
龟裂以致击穿;
②承受长期的机械负荷作用:经验表明:同一吨位的绝缘子,承受的机械负荷越高
劣化率就越高。一般来说,分布电压高、承受的拉力较大的耐张串绝缘子的的劣化率明显高于直线串;V形串的劣化率也大于直线串。瓷质疏松和瓷质成分不良的绝缘子劣化较快。瓷质绝缘子在投入运行20-30年就要普遍劣化。(4)施工中的破坏:
如在运输、施工中,没有妥善的保护措施而受到外力冲击、碰撞等。69由于钢化玻璃与可煅铸铁、水泥的热膨胀系数较接近,故在受到冷热的变化后,水泥结合处不致发生较大的裂缝,而且不易像瓷质绝缘子那样在气隙中产生微小局部放电,使气隙逐年扩大。此外,钢化玻璃表面有8Kg/mm2的压应力,也使其有微小缺陷时不易扩展。所以钢化玻璃绝缘子的寿命长,国外称其为“不老化”绝缘子。但目前我国制造钢化玻璃绝缘子的工艺装备和技术水平还很薄弱,使得其自爆率较高(1%左右),深棱型的钟罩型玻璃绝缘子易积污,不易自洁,难以用于重污区。2)钢化玻璃绝缘子703)复合绝缘子
复合绝缘子目前存在的问题是:机械拉伸破坏负荷的分散性大,伞套的憎水性易丧失,端头的包封失效等。产生的原因:(1)芯棒与金具的压接工艺和质量不好。(2)硅橡胶配方中的氢氧化铝(其作用是:提高复合绝缘子的耐漏电起痕能力)的含量过高,使得其憎水性能变差了。(3)早期的复合绝缘子端头采用室温胶的密封,存在一定的缺陷。目前改用先压接再注射包封成型的工艺,已经基本解决了此问题。71根据输电线路中出现零值绝缘子的情况统计和抽样试验,绝缘子的劣化是遵循以下三个规律,即浴盆状规律、随机性规律、性能劣化速度呈差异性规律。
(1)浴盆规律――绝缘子的劣化分为三个阶段:即早期、偶然期和损耗期。
早期故障阶段:一般发生在工程投运后的1-2年内,有时也会延伸到第3年。此时出现的零值绝缘子较多。
偶然故障期:绝缘子相对稳定,出现零值绝缘子的数量较少。如我国的瓷质绝缘子(X-4.5或XP-7型)经过一段时间的运行之后,一般都相当稳定。据电力科学研究院1986年调查统计,我国的瓷质绝缘子的劣化率一般在0.1%-0.3%之间。这一阶段出现的零值绝缘子是偶然的,这个偶然故障期是很长的,长达30年,甚至更长。
损耗故障期:这一时期绝缘子的零值会显著增多。在运行中目前尚未看到这一情况。这是因为:①至今尚未知道第二阶段的时间到底有多长,这一确切时间无法回答;②这一时期的出现可能与平时对线路的维护检修有关。3、悬式瓷质绝缘子的劣化规律72(2)随机性规律
――绝缘子在串中的劣化是随机的。也就是说,零值绝缘子的出现与它在串中所在的位置无关,即靠近导线的绝缘子损坏率与串中其它位置绝缘子的损坏率是相同的。
――这是电力科学研究院和东北电力设计院在1986年对输电线路零值绝缘子沿串分布的情况进行了一次联合调查,总结北京地区220kV、湖北500kV、西北220kV、330kV和绍兴地区220KV的350万片.年绝缘子的运行情况后得出的结论。73(3)各种性能劣化速率呈现差异性规律。瓷质悬式绝缘子的电气性能、机械承载能力以及热机性能随时间增长而衰减的速度是不同的。这是通过对运行中的110KV、220KV和库存多年的瓷质悬式绝缘子分别抽样61、96个和17个进行工频火花、热机试验、1h机电负荷、机电破坏和油中击穿试验后得出的。
试验表明:瓷质绝缘子的热机性能最稳定,它经过10-20年的运行后,衰减较慢,仍能承受由于温差变化而引起的应力,能够满足工程需要;电气性能下降次之,尤以油中工频击穿电压下降较慢;1h机电负荷和机电破坏负荷下降较快。74§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量75
(1)工程投产后的1~2年,应全线检测。以后,再根据规程规定的周期每2年进行一次,或根据绝缘子劣化程度,适当延长或缩短周期。
∵绝缘子处于早期故障期,零值较多。五、现场检测瓷质绝缘子的注意事项
(2)耐张串中的绝缘子较直线串中的绝缘子多检测一些。
∵运行经验表明,绝缘子的劣化与它的受力大小有关,耐张串中出现零值的概率为直线串的数倍。
(3)在检测周期确定方面应考虑线路的电压等级及线路所处地区的特点。调查统计表明,电压等级不同,绝缘子的劣化率也不同,如220kV线路绝缘子的劣化率为0.1%,而330kV~500kV线路绝缘子的劣化率在0.01%以下。1、确定绝缘子抽检数量及测量周期的几点原则:
山区线路较平原地区检测数量即检测周期要增加一些。∵山区线路的运行条件较差,其劣化率较高。76(4)应合理确定绝缘子的检测周期在偶然故障期,可用公式近似计算绝缘子的检测周期。公式:T.P≤A式中T-检测周期,年;
P-绝缘子年均劣化率。根据我国目前运行的实际情况,在正常情况下220kV及以下的线路取P=0.1%,330~500kV线路P=0.01-0.05%;
A-根据运行单位要求的年均劣化率来确定的常数.运行规程要求每2年检测一次,因此220kV及以下的线路取A=0.2%,330~500kV线路A=0.02~0.1%。注意,此法不能用于年均劣化率较高(P≥0.4%)的情况下。
例:某220kV线路,在第N次测得的绝缘子年均劣化率为0.07%,则下次(N+1)的检测时间为:
T×0.07%≤0.2%T≤0.2%/0.07%≈3(年)即,可过3年左右再进行检测。77
目前,采用火花间隙法进行带电测试时的检测顺序有两种截然不同的观点:
(a)从地电位侧绝缘子开始逐片测量;
(b)从导线侧绝缘子开始逐片测量。检测时应根据现场的具体情况进行分析后进行。2、检测绝缘子顺序:78
现场经验表明,直线杆塔上靠近导线第一、二片绝缘子污秽往往最严重。原因如下:
①夹杂着灰尘的气流上升时,首先遇到靠近导线的首片绝缘子瓷裙,并会在线夹迎风面形成一个气旋,气旋使得灰尘容易在瓷裙形成积聚。
②靠近导线的首片绝缘子电场强度较高,附近的灰尘、杂质被电离后,一部分在电场力作用下被吸附在绝缘子瓷裙内面。悬式绝缘子瓷裙内面又不能被自然降雨冲洗到,所以随着时间的推移,灰尘、杂质会较多积附在靠近导线的首片绝缘子瓷裙内面,使绝缘子的闪络电压降低。
③直线杆塔上的绝缘子串靠近地电位侧因上方空间落下的污浊物(如:灰尘、鸟粪等),虽然有雨水可以不定期冲刷,但在降低绝缘子本身的绝缘特性期间,将使绝缘子的闪络电压降低而引发事故。
结论:
(i)在同等电气运行条件下,靠近导线侧的绝缘子与靠近地电位侧的绝缘子与其它位置的绝缘子相比易首先产生绝缘特性老化。
(ii)在同等自然环境作用下,直线杆(塔)导线侧的绝缘子与靠近地电位侧的首片绝缘子,由于其空间位置的特殊性,较其它位置的绝缘子易首先产生绝缘特性老化。79亦即,如果绝缘子串中有低、零值绝缘子,则最先检测的目标绝缘子就是它们。因此,首先发现绝缘子串中存在的低、零值绝缘子是确保检测工作安全的前提。否则,若已存在的低、零值绝缘子使绝缘子串的电压降至线路运行电压临界值时,进行绝缘子检测的工作人员若将一片良好的绝缘子做检测短接,将不可避免造成接地短路及人身伤亡事故。最先发现低、零值绝缘子火花间隙法带电测试时的检测顺序应遵循的原则是:80
根据最先发现低、零值绝缘子的原则,有人(河南新乡市电业局周庆山)建议:在使用火花间隙进行带电检测低、零值绝缘子时,正确的操作顺序应当为:
(1)测量前对绝缘子串先进行目测,尽可能发现有裂纹、掉瓷现象的绝缘子,并首先对其进行测试;
(2)从导线侧开始逐片进行部分测试(110kV测量3片;220kV测量4片;330kV测量8片);
(3)再从地电位侧开始对剩余的绝缘子逐片进行测量。当发现同一串中的低、零值绝缘子片数达到表1所限制的片数时应立即停止检测。812)绝缘子检测工作是在带电情况下进行的,必须遵守带电作业的规定。在雨、雾、潮湿天气或大风时,禁止进行绝缘子电压分布的测量。
1)测量结果要及时记录在专用卡片上。在测量过程中,对那些分布电压小的绝缘子,要特别仔细谨慎,以免发生误判断。3、其他:82
一看--即外观检查。内容包括:在雨、雾、露、雪及晴天气条件下绝缘子表面的放电及憎水性能的变化情况;伞裙护套表面是否有腐蚀和破损、漏电起痕、树枝状放电或电弧烧伤;伞裙与护套之间是否有脱胶现象;端部金具是否有锈蚀现象,锁紧销是否缺少。
二照--即红外测温。充分利用各单位现有的红外成像技术,检测跟踪发热异常的绝缘子。在日常检测中,此项工作应制度化,对于运行5年以上的复合绝缘子要根据运行情况按每年至少5%的比例进行红外测温。
三掰--即掰伞裙。将被测量的绝缘子用手向垂直于伞裙表面的方向上下掰动各3次,观察伞裙是否有破损,表面是否有裂纹,判断伞裙的老化状态,是否有硬化、脆化、粉化、开裂等现象。若出现以上情况,即可判定其出现了老化或产品质量问题。
四喷--即测量憎水性。结果的判定不以一次检测结果为依据,应综合多次测量结果进行判定。运行绝缘子的憎水性HC级规定为绝缘子伞裙上表面测量值。若绝缘子伞裙下表面等值附盐密度大于0.6mg/cm2时,应进行清扫、水冲洗。水冲洗后放置96h后重新测量,若恢复至HC5级以上分级水平,则可以继续运行,否则应退出运行。六、复合绝缘子现场检测方法推荐:“现场检测四步法”“一看”,“二照”,“三掰”,“四喷”
抽检的周期:一般1-2年,重要线路和重载线路的检测周期可适当缩短。83§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量84(1)电晕脉冲式检测仪
--一种专门在地面上使用的检测仪,其既可以用于检测平原地区的线路,也可用于山区线路。
测量原理:运行中绝缘子串的连接金具处会发生电晕,并形成电晕脉冲电流通过杆塔流入大地中,当同一塔上三相绝缘子串中无不良绝缘子时,各相电晕脉冲处于平衡状态,当有不良绝缘子时,则各相电晕脉冲处于不平衡状态。通过对各相电晕脉冲分别计数,并选出最大、最小计数值,取两者的比值(最大/最小)作为判别依据:比值接近于1表明该基塔上绝缘子串中无不良绝缘子,与1有较大差别时,则认为有不良绝缘子。检测不良绝缘子的新方法:85
(2)电子光学探测器
——应用电子和离子在电磁场中的运动与光学介质中传播的相似性的概念和原理(即带电粒子在电磁场中可聚焦、成像与偏转)制造的一种仪器。测量原理:架空线路绝缘子串中每片绝缘子的分布电压是不均匀的,离导线最近的几片绝缘子上电压降最大。当出现零值绝缘子时,沿绝缘子串的电压将重新分布,离导线最近的几片绝缘子上的电压将急剧升高,会引起表面局部放电或者增加局部放电的强度。由此测量局部放电时产生的光辐射的强度,即可知道绝缘子串中是否有不良绝缘子。
特点:检测效率高,但仅能判断出串中是否存在零值绝缘子,而不能确定有几片零值绝缘子以及它们的位置。86一、装置构成电场测量探头,分析软件,探头托架,掌上电脑、数据传输线。二、检测原理根据绝缘子周围电场沿绝缘子轴向分布情况判断绝缘子是否有缺陷。效率高,成本低。三、主要技术指标
可连续检测15000个伞裙后再将数据传入计算机。电池供电,可连续运行8小时,探头中的数据可保存10年。电场探头的运行温度范围6℃~60℃。电场探头的重量约0.5Kg,尺寸约13.2cm×6.2cm×2.8cm四、功能适用于带电检测110kV及以上各电压等级输电线路上复合绝缘子的绝缘状况。便携式检测,装置小而轻,操作简单,速度快,便于野外作业。绝缘子缺陷的具体位置在电场分布曲线上一目了然。绝缘性能好,适于各种电压等级、各种形式的绝缘子。在潮湿天气或污秽环境下仍然能够正常使用。高压输电线路绝缘子带电检测仪8788四、复合绝缘子现场检测方法简介目前国内外对复合绝缘子均没有有效的在线监测手段,现场检测方法主要有以下几种:
(1)目测--最普遍采用的方法。由于缺陷尺寸小,通常需要借助于高倍望远镜,在确保安全的前提下尽可能接近绝缘子进行观察。其主要检查伞裙护套有无破损、裂纹及电击穿,芯棒有无裸露,是否从金具中滑移。--主要检出表面较大的损坏。
(2)测电场分布--用于充分濡湿的复合绝缘子。
原理:由于复合绝缘子的内部缺陷的存在,使得缺陷部位的电场会或多或少地发生突变。
方法:用特制探头沿绝缘子表面测量电场,并通过计算机把电场曲线显示出来。据相关研究表明,此法只对于充分濡湿的复合绝缘子有效,在干燥状态下,这种方法不明显。同时,其检测的费用较高。89(3)现场进行憎水性分级--即在保证安全的的前提下,对复合绝缘子进行人工淋湿,在线观测,确定复合绝缘子的憎水性等级。此法可真实地反映复合绝缘子的憎水性,但对测量人员的技术要求较高,并在安全保证上要求高,投入多。(4)紫外成像法--利用电子紫外光学探伤仪进行测量。
原理:复合绝缘子在局部放电过程中带电离子会放出紫外线,当绝缘子表面形成导电性碳化通道时,局部放电加剧。此法的不足之处是:①要求在夜间、正温度环境下进行;②要求检测时复合绝缘子正在发生局部放电。这就要求检测应在高湿度甚至有降雨的环境中进行。③检测结果容易受到观察角度的影响。④检测设备较昂贵。90(5)红外成像技术--利用电子红外热像仪进行测量。适用于复合绝缘子的跟踪观测。
原理:复合绝缘子在电场作用下引起的损坏,由于局部放电的作用,都伴有热效应。因此,无论在实验室或者在现场,利用红外成像技术都可以很好地检测到复合绝缘子的缺陷。此法的不足之处是:只有当复合绝缘子的局部放电水平较显著时,故障绝缘子的热故障图像才比较明显。(6)其它如定向无线电发射诊断技术、超光谱成像技术、光谱无线电测量技术等在一定层面上也取得了一定的成果。目前,不管哪一种方法都不能取得很好的效果,现场中需要多种方法和手段的综合利用才能更好地检测出复合绝缘子的真实运行状态。91§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量92§8.5绝缘子等值附盐密度测量一、绝缘子污秽测量目的和污秽度的表示:目的:了解绝缘子的污秽程度,为划分线路的污秽等级、选择绝缘子及确定绝缘子串的清扫周期提供依据。P165
污秽度的表示:按国际大电网会议第33届委员会推荐,污秽度有以下5种表示方法,即:等值盐密法(ESDD-equivalentSaltDepositDensity),积分电导率法、脉冲计数法,最大泄漏电流法和绝缘子污闪电压梯度法。目前我国常用的表示方法为等值盐密法。
即:盐密、电导、电压梯度和泄漏电流是4个表征污秽度的参量。
93由前可知,污闪的全过程包括:积污、潮湿、干带和局部电弧发展四个阶段。在以上4个参量中:
等值盐密只反映积污的一个阶段;
表面电导率可反映了污闪过程中的积污和潮湿两个阶段;
泄漏电流脉冲计数法、最大泄漏电流法和绝缘子污闪电压梯度法都能反映了污闪的全过程,并可在污闪发生之前测定出污秽严重程度并给予报警。
因此,采用泄漏电流最大幅值和泄漏电流脉冲计数这两个泄漏电流特征量来表征绝缘子污秽度是较为理想的,其不仅易接近绝缘子污秽的实际情况,而且可实现在线检测和报警。几个参量的综合评价:941、现场巡视。一般在恶劣天气条件下夜间巡视,用人眼观察绝缘子串有无跳火花现象。虽很粗糙,但最为直观,对于有经验的人员来说很有效果。
2、测量等值盐密法等值盐密法主要是测量外绝缘的单位表面积上等值附盐量,是对可电离物质所具有的电导性能加以定量测量。
以每平方厘米多少毫克NaCl来等值于绝缘子表面上的实际污密。等值盐量的测量是在实际运行的绝缘子上进行的。其可以测得绝缘子表面的污物分布。但只测量了污物有效分量的等值量,而没有考虑湿润、电弧发展过程等影响。
――此法简单易行,对测量的技术要求不高,在我国电力系统中已应用多年,是目前最通用的测量方法。二、污秽度测量方法及比较此等值NaCl溶于一定量蒸馏水中产生的电导值与实际污物溶于相同量和相同温度的蒸馏水中产生的电导率相同。因此此NaCl量称为等值盐量。将等值盐量除以绝缘子的瓷表面积,即得到其等值附盐密度(等值盐密)。95定义:用一定量的蒸馏水清洗绝缘子表面的污物,测取污液的电导值;以相同水量产生相同电导值所加的Nacl量作为等值盐量W,将W除以绝缘子的瓷表面积A所得的值,即为等值附盐密度,符号为W0。即:W0=W/A(mg/cm2)三、等值附盐密度的测量方法1、等值附盐密度的概念和物理意义式中:W-Nacl量,称为等值盐量,mg.A-绝缘子的瓷表面积,cm2
物理意义:即将绝缘子表面污物的密度转化为相当于平方厘米含有多少毫克的盐(Nacl)。96
(1)取样对象运行中普通悬式绝缘子串中的上、中、下三片或整串绝缘子,逐片测出其等值盐密,取其算术平均值。一般:110KV线路中,取一串中的上、中、下三片绝缘子;
220~500KV线路:取一串中上2片、中1片、下2片共5片绝缘子。(2)取样时间选择
以当地污闪季节来临之前,绝缘子表面可能达到的最大积污量为原则。测量步骤选择取样点取样清洗测量97(3)清洗和污秽收集方法:
所需器具:托盘、杯子――接收污物的器具。泡沫塑料、毛刷、小刀等――洗擦污物;量筒(100ml、500ml)、蒸馏水(或去离子水)
用水量:标准规定,对于XP-70,X-4.5、XP-160绝缘子,每片绝缘子的瓷表面积约为1500cm2,所用水量Q=300ml;对于防污绝缘子:XWP2和XHP:用水量按下式计算:
清洗方法:用300ml分2-3次清洗整个绝缘子表面(钢脚周围不易清扫的最里一小圈绝缘子表面除外)。将清洗下的污液全部收集在干净的容器内待测。Q=300A/1500ml98§12架空输电线路运行中的测试主要内容§8.1架空线路限距和弧垂的测量§8.2导、地线的振动测量§8.3导线连接器的测量§8.4劣化绝缘子的检测§8.5绝缘子等值附盐密度(污秽度)测量993、积分电导率法
污层的电导率K—指绝缘子单位表面污层的电导值,其值等于污层上的电流与电压之比与绝缘子形状系数f的乘积,能综合反映污层的污秽及潮湿程度。积分电导率法实际上是把绝缘子表面的污层看成具有电阻率
或电导率K的导电膜。绝缘子表面的总电阻R或总电导G可分别表示为:式中令则电导率K=G.f式中x――弧长;
L――泄漏距离;
D(x)――绝缘子上弧长为x处的直径。--形状系数,其可根据绝缘子的形状求得。100(1)由积分电导率法求得的电导率,只是个等值电导率。∵上式中把
或K看成常数,认为污层是均匀分布的,实际上污层不是均匀分布的,它是由不同电导带串、并联形成的。尤其是不同电导带的串联电导决定于最小电导带。
(2)用绝缘子表面整体上的电导率代表污秽度,可与污闪电压直接联系起来。综上,绝缘子电导是决定绝缘子性能的表面综合状态(污层的污秽量和湿润程度等)参量,其可反映污闪过程中积污和潮湿两个阶段,所以此法被认为是确定污秽度的合适方法。注意
101①使污层湿润处于饱和受潮的条件下;②在绝缘子两极上施加适当高的工频交流电压U(不低于30kV/m,施加时间不超过2~5个周期,保证能测量到足够小的电导值并不至于烘干污层);③测量其泄漏电流I。④由公式求出表面电导G:⑤再由事先求出的f
值,根据公式K=f.G求出绝缘子污层电导率K。G=I/U测量方法:102
优点:其直接与污闪电压有关系,测电导率时的湿污层不仅包括积污还包括湿润,较接近于实际情况。
缺点:测量仪器设备和操作技术要求较高,在现场对大试品进行湿润也有困难,测量结果受形状影响较大,稍有不慎,常得出不合理的结果。欧洲有些国家采用此法,我国还没有正式采用。另外此法必须在恶劣天气下进行,有一定困难,尚未到成熟推广阶段。特点103
原理:在运行电压下的潮湿天气中,染污绝缘子上会出现局部电弧和较大的泄漏电流脉冲。绝缘子表面污秽越严重,出现泄漏电流的脉冲频度越高,幅值越大。因此记录某处在一定周期内超过某一幅值泄漏电流脉冲数,即可代表此处的污秽度。。4、泄漏电流脉冲读数法缺点:不适合于干旱少雨地区。
一般可用泄漏电流的以下几个特征量表示污秽度
1)运行电压下泄漏电流的最大脉冲幅值Ih;2)超过一定幅值的泄漏电流脉冲数;
3)临闪前最大
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