复合绝缘子运行检测方法分享

安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间的能够耐受电压和机械应力作用的器件。绝缘子种类繁多,形状各异。不同类型绝缘子的结构和外形虽有较大差别,但基本是由绝缘件和连接金具两大部分组成的。

绝缘子是一种特殊的绝缘控件, 能够在架空输电线路中起到重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆,慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体,它是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。绝缘子不会由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,这是绝缘子重大的作用体现之一。

绝缘子
复合绝缘子用常规绝缘子的操作、维护和检修

复合绝缘子因其重量轻、强度高、耐污闪能力强、制造和维护方便等优点,在电力系统中得到广泛应用,打破了陶瓷和玻璃绝缘子长期的主导地位。据不完全统计,我国电网合成绝缘子总量约200万支。就复合绝缘子的使用数量而言,中国已成为仅次于美国的第二大国家。但随着运行时间和次数的增加,复合绝缘子的故障信息逐渐增多。显然,在改进配方和制造工艺、提高复合绝缘子质量的同时,有针对性地研究复合绝缘子检测技术对保证电网安全运行具有重要意义。下面小课堂就来分享绝缘子的检测技术。当然,如果你想找到一款适合的实用绝缘子,下图中则是一个极佳选择。

优异的绝缘子
目前,运行中绝缘子的检测技术主要有:

1、直接观测法

目前对合成绝缘子的外部物理缺陷最常用的方法是直接观测法,即在塔下用望远镜观察,找出常见的表面缺陷,如裂纹、电蚀、粉化、漏电痕迹等如有现象,应立即更换绝缘。然而,地面观测的可靠性不够高,对树形通道等内部绝缘故障的检测也比较困难。具体观测内容如下:

1)在雨雾露水等天气条件下,观察合成绝缘子表面局部放电情况;

2)端部金具接头处附件有无明显的滑移和电蚀现象。

2、紫外成像法

小而稳定的表面局部放电会引起复合绝缘子的碳化通道或电蚀。当绝缘子表面形成碳化通道时,其使用寿命将大大降低,甚至在短时间内被破坏。电子紫外光学损伤控制仪可用于检测复合绝缘子因局部放电引起的碳化通道和表面电蚀。其原理是带电粒子在局部放电过程中会发出紫外光,而当绝缘子表面形成导电碳化通道时,局部放电会加剧。这种方法的缺点是需要在夜间和正温下工作;此外,还需要检测局部放电,这就要求检测应在高湿度甚至降雨的环境中进行。但是,检测结果容易受观测程度的影响,检测设备也很昂贵。

3、超声波法

某高校研究了利用超声波检测复合绝缘子芯棒裂纹的方法。超声波检测的实现是基于超声波在两种介质间的传输过程中,在两种介质的界面上发生反射、折射和模式变化的原理。超声波发生器将初始脉冲送入绝缘子介质中,根据缺陷波在绝缘子中的大小和位置,可以判断绝缘子的缺陷情况。超声检测复合绝缘子机械缺陷具有操作简单、安全可靠、抗干扰能力强等优点。但是,由于耦合、衰减和超声换能器性能等问题,目前在遥测方面没有重大突破,不适合现场检测,主要用于企业生产的在线检测和实验室鉴定。

4、红外成像法

红外成像法可用于检测泄漏电流流经绝缘材料时局部放电、介电损耗或电阻损耗引起的局部温升,并可用于线路检测。对局部有明显热点的绝缘子,从热点到高压端的硅橡胶表面明显发黑、粉化、脆化,疏水性基本丧失,部分有许多小裂纹甚至严重损坏;从热点到高压端,不能进行工频耐压试验或陡波冲击试验,可见热点是内绝缘局部放电发展的部位。仪器成本高,测量容易受阳光、风、湿度、环境温度等因素的影响,容易引起绝缘子表面温度的快速变化。这也影响了它的应用。

绝缘子电气、机械性能有哪些?

绝缘子是一种特殊的绝缘控件, 能够在架空输电线路中起到重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆,慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体,它是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。绝缘子不会由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,这是绝缘子重大的作用体现之一。

一、绝缘子的电气性能

1、爬电距离

两个导电部件之间沿绝缘子表面的最短距离。绝缘子绝缘表面两端配件之间的最短距离或最短距离之和。

水泥和任何其他非绝缘材料的表面不被视为爬电距离的一部分。如果绝缘子的某一部分被高阻层覆盖,则该部分应被视为有效绝缘表面,沿该部分的距离应包括在爬电距离中。

漏电比距:电力设备外绝缘爬电距离与设备额定电压的比值,单位为厘米/千伏。(1996年以前使用)

爬电比距:电力设备外绝缘爬电距离与设备最高电压的比,单位为厘米/千伏。(1997年至2006年使用)

统一爬电比距:爬电距离与电力设备外绝缘两端的最大工作电压之比(交流系统为UM/√3)通常以mm/kV表示。(2007年及以后使用)

2、50%全波冲击闪络电压(峰值)

50%全波冲击闪络电压(峰值)也叫冲击放电电压。一般情况下,被试绝缘子承受反复的压力,一半的数据会导致绝缘子闪络。最后采用加权法得到最终数据,主要反映绝缘子耐冲击电压的能力。它与绝缘子、法兰、裙座的放电距离、空气密度和湿度有关。但是,由于冲击电压作用时间短,冲击闪络电压绝缘子发生了冲击干放电。

3、工频干(湿)放电电压

工频湿放电电压是指在降雨量为3mm/min,水电阻率为9500-10500Ω·m,水温为20℃的雨水作用下,沿绝缘子表面产生火花放电的最小工频电压。绝缘子工频湿放电电压与绝缘子形状、绝缘子放电距离和降雨时间有关。

工频干放电电压是在标准大气条件下,沿干燥、洁净的绝缘子表面发生火花放电时的最小工频电压。干放电电压与绝缘子形状和大气条件关系不大,但主要取决于放电距离(指绕过裙板的两个电极之间的最小距离)。

悬式绝缘子的湿闪络电压一般为干闪络电压的45%;复合绝缘子的湿闪络电压一般为干闪络电压的95%。复合绝缘子具有较强的抗污闪电压能力。

4、工频击穿电压

工频击穿电压是指引起绝缘子两极间本体绝缘击穿的最小工频电压。击穿电压一般为干放电电压的1.2~1.5倍,主要与绝缘子的绝缘强度有关。

5、污秽闪络

固体、液体或气体导电物质附着在电气设备的绝缘表面上。在雾、露、小雨或融冰(雪)等气象条件下,绝缘表面的污染层受湿气影响,导致导电率和泄漏电流增大,在工作电压下产生局部电弧,发展为表面闪络放电现象。

6、等值附盐密度

等值附盐密度相当于绝缘子表面导电材料的含量,按绝缘子表面每平方厘米的Mg-NaCl(氯化钠)数表示。目前,对污染区域进行分类是一项重要的技术指标。单位:(mg/cm2)。

7、闪络

绝缘子的闪络现象取决于绝缘子表面的破坏性放电状态。电网绝缘事故多为闪络事故。

8、击穿

击穿是绝缘子内部的一种破坏性放电现象。

二、绝缘子的机械性能

机电破坏负荷

即绝缘子能承受的最大机械负荷。在这种负荷下,绝缘层不会断裂,棒芯会拉丝。读数方法如下:对于悬式绝缘子,u70blp:70为机电破坏载荷70kN。对于复合绝缘子:fxbw4-110/100:110为110kV的适用电压等级,100为100kN的机电破坏负荷。

复合绝缘子使用注意事项

复合绝缘子按照一定的方式使用,防止出现一些不必要的故障,影响正常的使用性能和价值。出现故障时,要作好记录以便分析改进。具体内容包括:电压等级;装置地点;故障日期;故障原因(污闪、雷击、不明)、故障性质(闪络、击穿、机械故障)、损坏部位(均压环放电极、伞裙、伞盘、芯棒端部介面、端部金属件等)。 

      输电线路调爬或改造过程中,使用加长型复合绝缘子,应注意校核导线弧垂、风偏等技术参数。目前局部厂家生产的胶装式整体注射成型复合绝缘子,金具接头较短,对于相同结构高度,可令其干弧距离足够长,这是解决普通型复合绝缘子的雷击闪络问题的较好途径。输电线路全线采用复合绝缘子后,其耐雷水平趋于稳定,而雷电波沿输电线路入侵变电站母线的概率相应增大。 

     110kV复合绝缘子在高压端配一个均压环,其 50% 雷电冲击闪络电压比不带均压环的下降了 1.5%~3% 左右。但采中长型复合绝缘子后,伞裙电压分布又得到改善,高压端芯棒与金具连接处的场强有所降低,既起到伞裙和端部金具不易严重烧伤的作用,又有利于均压环的运行维护。 

      如运行中的复合绝缘子因遭雷击发生沿面闪络,但线路重合成功,经运行部门登杆检查,未发现伞套外表严重烧伤或电蚀粉化,伞盘破损或严重变形等缺陷。复合绝缘子的电气性能、憎水性能一般不会受损,可继续投入使用,但运行部门必需做好故障检查记录。 110 kV开关断口的额定雷电冲击耐受电压(峰值)为450kV或550kV,雷雨季节,变电所进线隔离开关或断路器可能经常断路运行,而线路侧又带电,因此必需在进线端加装避雷器。有条件时,可选择输电线路雷击跳闸率较高的易击段,装设线路型氧化锌避雷器,也是输电线路防雷对策的一种积极尝试。

棒形悬式复合绝缘子基础知识

概述

棒形悬式复合绝缘子由芯棒、伞裙护套(粘接层)、联接金具几部分组成。芯棒和金属端头有很强的抗张和抗弯强度,用有机材料制作的伞盘具有良好的憎水性和抗污闪能力。适用于高压输电线路,尤其适用于污秽地区,能有效地防止污闪事故。在线路电压和破坏负荷相同时,棒形复合绝缘子的重量只有悬式绝缘子串的1/6~1/10,安装和更换都比较容易。这些优点使之成为目前广泛使用的瓷绝缘子的换代产品。棒形复合绝缘子比强度(拉伸强度与质量之比)高,具有优良的耐污闪特性,但存在界面内击穿和芯棒脆断的可能,而且有机复合材料的使用寿命和端部连接区的长期可靠性尚未取得共识。

芯棒是由树脂粘接上百万根玻璃纤维沿轴线平行排列而形成的玻璃钢棒,抗拉强度高于600MPa,是高强度瓷的3~5倍,相当于优质炭素钢,具有良好的抗挠和抗疲劳性,承受合成绝缘子的机械负荷,是内绝缘的主要部分,选用蠕变小的增强纤维和树脂,确保芯棒有良好的机械和电气性能。

某厂生产的棒形悬式复合绝缘子结构图

芯棒受潮将发生水解反应,降低合成绝缘子的机械强度,引发掉串事故,因此确保芯棒不受潮是合成绝缘子安全运行的基本条件。

伞裙护套是以硅橡胶为基体,添加偶联剂、阻燃剂、抗老化剂等填充料经高温加压硫化而成,是合成绝缘子良好的外绝缘。硅橡胶伞裙护套具有良好的憎水性,使水份在其表面形成水珠状而难形成连续水膜,其憎水性迁移加强了合成绝缘子的防污能力。由于硅橡胶分子作用,伞裙护套上的污秽层表面也具有憎水性,而且其憎水性在局部电弧等因素下短时失效后很快又能恢复,大大提高了合成绝缘子的污闪电压,相同泄漏距离及污秽程度下的污闪电压是瓷绝缘子串的2倍以上,这一优良的抗污特性使合成绝缘子广泛应用于线路的防污调爬中。同时硅橡胶伞裙护套具有优良的耐老化性、阻燃性、耐漏电起痕及电蚀损性,抗撕裂,并保护芯棒不受外部环境的侵蚀。

因制造工艺不同,有的产品的芯棒与护套、伞裙与护套之间存在粘接层,如挤包护套穿伞工艺,粘接层和电场同方向,是绝缘的薄弱环节,因粘接材料和粘接工艺的的原因曾造成绝缘内界面受潮发生局部放电刺穿整支丧失绝缘的情况,应加以注意。伞裙护套整体真空注射的工艺,减少了内绝缘界面,有益于改善合成绝缘子的内绝缘。

联接金具作为合成绝缘子的一部分,与芯棒连在一起,通过别的金具连接于挂线点和导线。芯棒与联接金具的结构可分为粘接式、压接式和楔接式三类,承受和传递全部机械负荷。粘接式由于粘接剂有老化问题和低温变脆等不足已较少采用。压接式因压接机械和工艺提高,采用较多,但需注意金具和芯棒的热膨胀系数差别会降低承载力。楔接式分为内楔和外楔,内楔会破坏芯棒的完整,但连接强度稳定、工艺简单,应用较多。外楔因连接强度不稳定及工艺复杂,已较少采用。

一般220kV及以上电压等级的合成绝缘子装配1~2只均压环,使电场分布均匀,防止高压电场加速复合绝缘子端部老化,并在过电压时有引弧作用,缩短放电时间,确保伞裙表面不被电弧灼伤,因而对均压环的安装须要求严格操作。

复合绝缘子爬电比距的选择,国内外均有2种意见:一是考虑表面材质憎水性的劣化,取1∶1;二是综合当前各国运行经验,比距可适当减少,如复合绝缘子可取瓷绝缘子的2/3或3/4。为规范复合绝缘子的外形尺寸,JB/T8460行业标准和国调中心“复合绝缘子使用指导性意见”统一要求:0-II级污秽地区,比距为20 mm/kV;III-IV级污秽地区,比距为25 mm/kV。实际上,这一规定,对于清洁区和一般污秽地区,高于GB/T16434的要求;对于重污区,就是瓷绝缘子的3/4。一般取值是在轻、中污区复合绝缘子的爬电距离不宜小于盘型绝缘子;在重污区其爬电距离不应小于盘型绝缘子最小要求值的3/4且比距不应小于2.8cm/kV; 110kV及以上电压等级输电线路的复合绝缘子均采用均压环以改善复合绝缘子电场分布。110kV级复合绝缘子高压端配一个均压环;220 kV复合绝缘子配两个均压环,均压环外径 250~300mm、管径30~40mm,抬头距离 25~30mm;220kV以上复合绝缘子两端都应加均压环,其有效绝缘长度需满足雷电过电压的要求。均压环采用开口环加放电极,便于折卸更换。

生产工艺和质量问题或硅橡胶相对较快的老化也常使运行中的复合绝缘子发生故障。故需带电检测运行中的复合绝缘子,以预先发现其缺陷,及时防止缺陷发展成事故。目前,国外带电检测复合绝缘子的研究十分活跃,采用的检测技术主要有观察法、紫外成像法、红外成像法、电场法。这些方法都可实现复合绝缘子的带电检测,但各有局限性,可根据实际情况选用。

FS-66/8复合横担绝缘子

FS-66/8复合横担绝缘子产品概述:

  绝缘子是中高压输配电系统使用广泛的基础元件,用于对带电部分进行绝缘和支持。复合绝缘子,是采用环氧引拨棒支持、硅橡胶伞裙外绝缘的高分子复合材料绝缘子。该产品与传统的陶瓷、玻璃类绝缘相比,具有重量轻(仅为同样用途传统绝缘子的1/4到1/8)、强度高(引拨棒抗拉强度和弯曲强度均为高强瓷的10倍以上)、耐污秽少清扫(硅橡胶具有独特的强憎水性)的显著优点,同时克服了常规高分子材料的老化寿命问题,可安全使用数十年之久。是电力系统使用的全新一代产品。

FS-66/8复合横担绝缘子产品结构

  FS-66/8复合横担绝缘子是由绝缘芯棒、硅棒胶伞套以及两端的连接金具三个部分组成。

  复合横担绝缘子绝缘芯棒是环氧树脂玻璃纤维引拔棒的简称,它是复合绝缘子的骨架,起着支撑伞套、内绝缘、联接两端金具,以及承受机械负荷等多重作用,具有很高的抗张强度,一般可达600Mpa以上,是普通钢材的2倍,瓷材料的5~8倍,并具有良好的介电性能和耐化学侵蚀性,还有良好的抗弯曲疲劳,抗蠕变和抗冲击性。

  硅橡胶伞套主要起着保护芯棒,遮挡雨雪,增大爬电距离和产品外绝缘的作用,是以高分子聚合物硅橡胶为基体,辅以阻燃剂,抗老化剂,偶联剂等填料经高温高压硫化而成,具有良好的憎水性和迁移性,以及良好的耐腐蚀,耐老化,电绝缘等性能。

  并且具有很高的污闪电压和耐碎性能,电压分布均匀,与瓷相比其在同等条件下闪络电压是瓷的2倍以上。

  复合绝缘子采用了特种钢材制造的金具,金具端头采用迷宫式设计原理,多层保护,密封性能好,解决了绝缘子关键的问题—-界面电气击穿。金具与芯棒的联接采用国际上x进的电脑控制同轴恒压压接工艺,并配有全自动声f射探伤检测系统,保证了金具与芯棒的联接的可靠性与稳定性。芯棒采用ERC高温耐酸棒,芯棒与硅橡胶界面涂有特种偶联剂。伞套采用了高温高压下一次性整体成型工艺,配合电脑jk的二段硫化工艺,延长了产品的使用寿命。

  x进的生产设备和制造工艺,齐全的检测设备及检测手段,保证了产品的各项技术指标均达到相关的国内和国际标准,成为高电压输变电线路的新一代绝缘子。

FS-66/8复合横担绝缘子产品性能

  FS-66/8复合横担绝缘子电气性能优越,机械强度高,内部承载的环氧玻璃纤维引拔棒抗张抗弯度比普通刚才高2倍,是高强度瓷材料的8-10倍,有效提高了安全运行的可靠性。耐污性能好,抗污闪能力强,其湿耐受电压和污秽耐电压为相同爬距瓷绝缘子的2-2.5倍,且不需清扫,能在重污秽地区安全运行,体积小,重量轻(仅为同电压等级瓷绝缘子的1/6-1/19),结构轻巧,便于运输和安装。硅橡胶伞裙具有良好的憎水性能,其整体结构保证了内绝缘不受潮,不需进行预防性绝缘检测试验,不需清扫,减少了日常维护工作量。密封性能好,耐电蚀能力强,伞裙材料耐漏电起痕达TMA4.5级水平,具有良好的耐老化,耐腐蚀,耐底温性能,可适用于-40oC – +50oC地区,具有很强的抗冲击性和防震性能,其良好的防脆性和抗蠕变性,不易破碎,抗弯曲,抗扭强度高,可承受内部压强,防暴力强,可于瓷,玻璃绝缘子互换使用.

  复合绝缘子系列产品,其机械性能和电气性能均优于瓷绝缘子,运行安全裕度大,是电力线路用的更新产品。

  FS-66/8复合横担绝缘子使用条件

  环境温度:-40℃~+40℃

  海拔高度不超过1500米

  交流电源频率不超过100Hz

  ***大风速不超过35m/s

  地震强度在八级以下地区

  FXBW—–棒型悬式复合绝缘子

  FPQ—–复合针式绝缘子

  FZSW—–复合支柱绝缘子

  FS—–复合横担绝缘子

  FCGW—–复合干式穿墙套管

  FQB—–电气化铁道用腕臂复合绝缘子

  FQX—–电气化铁道用悬式复合绝缘子

  FQJ—–电气化道用车顶复合绝缘子

  安装注意事项

  l 绝缘子运输及安装中应轻拿轻放,避免与各类杂件(导线、线板、工具等)及坚硬物碰撞、摩擦。

  l 复合绝缘子起吊时,绳结要打在部件(金具)上,严禁打在伞裙或护套上,绳子必须碰及伞裙及护套部分时,应在接触部分用软布包裹。

经常能看到高压线或变电站那上面一串串的东西,其实这个就是避雷器

氧化锌避雷器,是一种保护性能优越、质量轻、耐污秽、性能稳定的避雷设备。它主要利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级);当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,达到保护的效果。

这种避雷器和传统避雷器的差异是它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。以前是陶瓷的,碎掉之后落入地下容易伤人。一般高压线都架设在田间地头,巡检还不容易发现。后来用钢化玻璃制作玻璃绝缘子,都是整块的破裂,巡查很容易发现。长长的一般是套管,分为干式和油式,在细分可以分为交流和直流,下面再可以分为穿墙和变压器!>>>>

工作原理

氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器,它主要由氧化锌压敏电阻构成。 每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压(叫压敏电压),在正常的工作电压下(即小于压敏电压)压敏电阻值很大,相当于绝缘状态,但在冲击电压作用下(大于压敏电压),压敏电阻呈低值被击穿,相当于短路状态。然而压敏电阻被击后,是可以恢复绝缘状态的;当高于压敏电压的电压撤销后,它又恢复了高阻状态。

因此,如在电力线上安装氧化锌避雷器后,当雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,可以将电源线上的电压控制在安全范围内,从而保护了电气设备的安全。

功能

氧化锌避雷器的主要作用是防止雷电波或内部过电压的侵入。通常,避雷器与被保护装臵并联。当线路遭遇雷击出现过电压或者内部操作过电压时,通过避雷器对地放电,就避免出现电压冲击波,防止被保护设备的绝缘损坏。