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核心提示：
摘 要 分析了觀察法、電場法、紫外成像法和紅外成像法這4種合成絕緣子帶電檢測方法的實驗室和現(xiàn)場運行情況，總結(jié)出它們不同的主要適用范圍：觀察法、電場法分別適于外絕緣、導通性內(nèi)絕緣缺陷；紫外成像法、紅外成像法分別適于能產(chǎn)生局部放電、局部發(fā)熱的缺陷。比較而言電場法成本低廉，直接檢測，準確可靠，操作簡單，更適于國內(nèi)推廣使用。
0 引 言
合成絕緣子在我國用量越來越大，故障也日趨增多。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到1998年，除雷擊、鳥害及其它外力破壞造成合成絕緣子閃絡外，廣東、華東、華北等地區(qū)還多次發(fā)生事故(15起界面擊穿、4起芯棒脆斷、23起污閃)。生產(chǎn)工藝和質(zhì)量問題或硅橡膠相對較快的老化也常使運行中的合成絕緣子發(fā)生故障。故需帶電檢測運行中的合成絕緣子，以預先發(fā)現(xiàn)其缺陷，及時防止缺陷發(fā)展成事故。
目前，國外帶電檢測合成絕緣子的研究十分活躍，采用的檢測技術(shù)主要有觀察法、紫外成像法、紅外成像法、電場法。這些方法都可實現(xiàn)合成絕緣子的帶電檢測，但各有局限性，從中選擇一種或幾種能適應國情、便于推廣的方法是我國開合成絕緣子定期檢測工作的先決條件。本文通過實驗室和現(xiàn)場運行，分析比較上述幾種方法的優(yōu)點和不足。
1 觀察法
此法目前最常用，操作人員用雙筒望遠鏡在塔下就可檢測，主要檢測常見的表面缺陷(包括絕緣傘裙受侵蝕、變粗糙、閃絡、開裂，外覆層有侵蝕的溝槽和痕跡、開裂、破碎，芯棒外露等)。但一般缺陷尺寸較小，需從一定角度才能看到，僅從面觀察不夠可靠，因此要求登塔檢測。且內(nèi)絕緣故障在外觀上常無異常，僅靠觀測難以發(fā)現(xiàn)。另外，運行多年的絕緣子易發(fā)生故障，而其表面積污嚴重，幾乎變成黑色，使表面缺陷更難發(fā)現(xiàn)。
開始污穢的黑色遮住硅橡膠的紅色時未見異常，后來水洗去污穢露出硅橡膠的紅色時才見一小孔。這小孔里隱藏著很長一段放電形成的炭化通道。
可見缺陷可能因觀察角度不理想或污穢覆蓋而不能被發(fā)現(xiàn)。內(nèi)絕緣缺陷更可能因無明顯外表特征而被遺漏。因此觀察法雖很簡便，但很不可靠。
2 紫外成像法
此法用于檢測那些會導致絕緣子外覆層嚴重侵蝕的微小但穩(wěn)定的表面局部放電。通過觀察局放發(fā)出的紫外光可發(fā)現(xiàn)某些缺陷。過去的紫外成像儀需夜間操作以避開陽光中的紫外線。目前以色列生產(chǎn)的一種紫外成像儀避開了陽光中的紫外線光譜，從 而可在白天使用。其攝像鏡頭具有自動對焦等功能，且同時利用可見光和紫外光雙重成像，非常便于在地面對準絕緣子拍照。為白天在實驗室中一只合成絕緣子表面缺陷處發(fā)生局放時用該儀器觀察到的畫面，局放部位明顯發(fā)亮。
但并非所有缺陷都發(fā)生局放。有些缺陷只有受潮后才會發(fā)生局放�，F(xiàn)場操作中，若導線和均壓環(huán)產(chǎn)生電暈，所發(fā)出的紫外光可能經(jīng)反射后進入鏡頭，從而產(chǎn)生許多閃爍的亮點，給識別帶來一定困難。此類儀器價格昂貴。
3 紅外成像法
此法用于導線、接頭、套管等發(fā)熱檢測及合成絕緣子局部異常發(fā)熱檢測。絕大多數(shù)由電場引起的絕緣材料損壞與溫度有關。局部放電、泄漏電流流過絕緣物質(zhì)時的介電損耗或電阻損耗都可引起絕緣子局部溫度升高。通過觀察局部熱點發(fā)出的紅外線可發(fā)現(xiàn)某些缺陷。目前市場上可供選擇的眾多紅外攝像儀的重量、體積、操作等與普通家用攝像機相似，便于攜帶和操作，甚至可攜帶上塔對絕緣子近距離拍照。過去的同類儀器易受陽光影響，白天不能使用�，F(xiàn)在的高檔儀器可白天使用，且靈敏度<1℃，自動顯示最高溫度數(shù)值。圖3為高壓側(cè)端部異常發(fā)熱的某合成絕緣子紅外成像圖(儀器顯示該點溫度高出本體約15℃)。
加拿大魁北克省1996年用此法發(fā)現(xiàn)一個有兩處缺陷(紅外圖像相應有兩處發(fā)熱區(qū))的合成絕緣子，經(jīng)解剖對比發(fā)現(xiàn)，一處對應于局部強場，另一處對應于外覆層缺陷處滲入酸性水分后電阻損耗增大。一般情況下，絕緣子產(chǎn)生導通性內(nèi)絕緣缺陷時，缺陷處因電阻較小而不會發(fā)熱，而缺陷端部因局部電場較強而發(fā)熱，此時發(fā)熱點對應于缺陷端部而非缺陷中部。此類儀器價格較貴。
4 電場法
此法根據(jù)合成絕緣子縱向電場分布曲線的形狀來判斷絕緣子的內(nèi)絕緣故障。當絕緣子含有缺陷時，電場在此處或多或少會有一些突變。通過觀察局部電場的畸變可發(fā)現(xiàn)某些缺陷。一般來說，內(nèi)絕緣缺陷在外觀上難以發(fā)現(xiàn)，但最危險。目前認為，合成絕緣子密封不良或護套性能不良，會使潮氣進入內(nèi)部，導致在芯棒與護套的界面或芯棒中發(fā)生局放而產(chǎn)生炭化通道。這些炭化通道不但分離開芯棒和護套，而且逐漸沿芯棒發(fā)展，使總的絕緣長度減少。這些放電有時還嚴重腐蝕芯棒，致使芯棒斷裂。目前國外已發(fā)生數(shù)例合成絕緣子內(nèi)絕緣故障，國內(nèi)也出現(xiàn)了一些問題。
導通性內(nèi)絕緣缺陷勢必影響絕緣子周圍的電場分布(包括絕緣子沿芯棒方向的縱向電場和沿橫截面半徑方向的徑向電場)。故對比所測絕緣子與良好絕緣子的縱向電場，找出電場異常畸變位置，即找，到內(nèi)絕緣缺陷位置。華北電力大學等單位利用該原理開發(fā)出“DL-I型合成絕緣子帶電檢測儀。為利用該儀器獲得的圖l中絕緣子的縱向電場分布曲線。良好絕緣子的電場分布曲線是光滑的，而圖4曲線在第4大傘和第1l、12、13大傘兩處出現(xiàn)下陷，表示這兩處存在導通性內(nèi)絕緣缺陷。絕緣子第11、12大傘處外表僅有一小孔，剝?nèi)ネ飧矊雍�，發(fā)現(xiàn)芯棒上有十幾cm長的黑色炭化通道。第4大傘處外表有裂縫，剝開后發(fā)現(xiàn)芯棒粉化、發(fā)黃�？梢姍z測結(jié)果準確可靠。
電場法利用電場來檢測絕緣子，能直接反映絕緣子的絕緣狀況，因此受干擾的影響較小。檢測時只須將上述帶電檢測儀沿絕緣子表面滑動一遍，即可將數(shù)據(jù)存儲在儀器里。檢測完畢后再將數(shù)據(jù)傳送給計算機或掌上電腦，并以曲線或數(shù)據(jù)的形式顯示出來。該儀器操作簡便，直截了當，價格便宜，但需登桿操作且不能檢測一些不影響電場的外絕緣缺陷如傘裙破損等。此法可與觀察法結(jié)合使用。
5 結(jié) 論
觀察法、紫外成像法、紅外成像法和電場法都能帶電檢測合成絕緣子，但主要適用范圍不同：觀察法適于外絕緣缺陷；紫外成像法適于能產(chǎn)生局部放電的缺陷；紅外成像法適于能產(chǎn)生局部發(fā)熱的缺陷；電場法適于導通性內(nèi)絕緣缺陷。
基于電場法檢測原理的DL-1型合成絕緣子帶電檢測儀成本低廉，直接檢測，操作簡單，準確可靠，更適于國內(nèi)推廣使用。
0 引 言
合成絕緣子在我國用量越來越大，故障也日趨增多。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到1998年，除雷擊、鳥害及其它外力破壞造成合成絕緣子閃絡外，廣東、華東、華北等地區(qū)還多次發(fā)生事故(15起界面擊穿、4起芯棒脆斷、23起污閃)。生產(chǎn)工藝和質(zhì)量問題或硅橡膠相對較快的老化也常使運行中的合成絕緣子發(fā)生故障。故需帶電檢測運行中的合成絕緣子，以預先發(fā)現(xiàn)其缺陷，及時防止缺陷發(fā)展成事故。
目前，國外帶電檢測合成絕緣子的研究十分活躍，采用的檢測技術(shù)主要有觀察法、紫外成像法、紅外成像法、電場法。這些方法都可實現(xiàn)合成絕緣子的帶電檢測，但各有局限性，從中選擇一種或幾種能適應國情、便于推廣的方法是我國開合成絕緣子定期檢測工作的先決條件。本文通過實驗室和現(xiàn)場運行，分析比較上述幾種方法的優(yōu)點和不足。
1 觀察法
此法目前最常用，操作人員用雙筒望遠鏡在塔下就可檢測，主要檢測常見的表面缺陷(包括絕緣傘裙受侵蝕、變粗糙、閃絡、開裂，外覆層有侵蝕的溝槽和痕跡、開裂、破碎，芯棒外露等)。但一般缺陷尺寸較小，需從一定角度才能看到，僅從面觀察不夠可靠，因此要求登塔檢測。且內(nèi)絕緣故障在外觀上常無異常，僅靠觀測難以發(fā)現(xiàn)。另外，運行多年的絕緣子易發(fā)生故障，而其表面積污嚴重，幾乎變成黑色，使表面缺陷更難發(fā)現(xiàn)。
開始污穢的黑色遮住硅橡膠的紅色時未見異常，后來水洗去污穢露出硅橡膠的紅色時才見一小孔。這小孔里隱藏著很長一段放電形成的炭化通道。
可見缺陷可能因觀察角度不理想或污穢覆蓋而不能被發(fā)現(xiàn)。內(nèi)絕緣缺陷更可能因無明顯外表特征而被遺漏。因此觀察法雖很簡便，但很不可靠。
2 紫外成像法
此法用于檢測那些會導致絕緣子外覆層嚴重侵蝕的微小但穩(wěn)定的表面局部放電。通過觀察局放發(fā)出的紫外光可發(fā)現(xiàn)某些缺陷。過去的紫外成像儀需夜間操作以避開陽光中的紫外線。目前以色列生產(chǎn)的一種紫外成像儀避開了陽光中的紫外線光譜，從 而可在白天使用。其攝像鏡頭具有自動對焦等功能，且同時利用可見光和紫外光雙重成像，非常便于在地面對準絕緣子拍照。為白天在實驗室中一只合成絕緣子表面缺陷處發(fā)生局放時用該儀器觀察到的畫面，局放部位明顯發(fā)亮。
但并非所有缺陷都發(fā)生局放。有些缺陷只有受潮后才會發(fā)生局放�，F(xiàn)場操作中，若導線和均壓環(huán)產(chǎn)生電暈，所發(fā)出的紫外光可能經(jīng)反射后進入鏡頭，從而產(chǎn)生許多閃爍的亮點，給識別帶來一定困難。此類儀器價格昂貴。
3 紅外成像法
此法用于導線、接頭、套管等發(fā)熱檢測及合成絕緣子局部異常發(fā)熱檢測。絕大多數(shù)由電場引起的絕緣材料損壞與溫度有關。局部放電、泄漏電流流過絕緣物質(zhì)時的介電損耗或電阻損耗都可引起絕緣子局部溫度升高。通過觀察局部熱點發(fā)出的紅外線可發(fā)現(xiàn)某些缺陷。目前市場上可供選擇的眾多紅外攝像儀的重量、體積、操作等與普通家用攝像機相似，便于攜帶和操作，甚至可攜帶上塔對絕緣子近距離拍照。過去的同類儀器易受陽光影響，白天不能使用�，F(xiàn)在的高檔儀器可白天使用，且靈敏度<1℃，自動顯示最高溫度數(shù)值。圖3為高壓側(cè)端部異常發(fā)熱的某合成絕緣子紅外成像圖(儀器顯示該點溫度高出本體約15℃)。
加拿大魁北克省1996年用此法發(fā)現(xiàn)一個有兩處缺陷(紅外圖像相應有兩處發(fā)熱區(qū))的合成絕緣子，經(jīng)解剖對比發(fā)現(xiàn)，一處對應于局部強場，另一處對應于外覆層缺陷處滲入酸性水分后電阻損耗增大。一般情況下，絕緣子產(chǎn)生導通性內(nèi)絕緣缺陷時，缺陷處因電阻較小而不會發(fā)熱，而缺陷端部因局部電場較強而發(fā)熱，此時發(fā)熱點對應于缺陷端部而非缺陷中部。此類儀器價格較貴。
4 電場法
此法根據(jù)合成絕緣子縱向電場分布曲線的形狀來判斷絕緣子的內(nèi)絕緣故障。當絕緣子含有缺陷時，電場在此處或多或少會有一些突變。通過觀察局部電場的畸變可發(fā)現(xiàn)某些缺陷。一般來說，內(nèi)絕緣缺陷在外觀上難以發(fā)現(xiàn)，但最危險。目前認為，合成絕緣子密封不良或護套性能不良，會使潮氣進入內(nèi)部，導致在芯棒與護套的界面或芯棒中發(fā)生局放而產(chǎn)生炭化通道。這些炭化通道不但分離開芯棒和護套，而且逐漸沿芯棒發(fā)展，使總的絕緣長度減少。這些放電有時還嚴重腐蝕芯棒，致使芯棒斷裂。目前國外已發(fā)生數(shù)例合成絕緣子內(nèi)絕緣故障，國內(nèi)也出現(xiàn)了一些問題。
導通性內(nèi)絕緣缺陷勢必影響絕緣子周圍的電場分布(包括絕緣子沿芯棒方向的縱向電場和沿橫截面半徑方向的徑向電場)。故對比所測絕緣子與良好絕緣子的縱向電場，找出電場異常畸變位置，即找，到內(nèi)絕緣缺陷位置。華北電力大學等單位利用該原理開發(fā)出“DL-I型合成絕緣子帶電檢測儀。為利用該儀器獲得的圖l中絕緣子的縱向電場分布曲線。良好絕緣子的電場分布曲線是光滑的，而圖4曲線在第4大傘和第1l、12、13大傘兩處出現(xiàn)下陷，表示這兩處存在導通性內(nèi)絕緣缺陷。絕緣子第11、12大傘處外表僅有一小孔，剝?nèi)ネ飧矊雍�，發(fā)現(xiàn)芯棒上有十幾cm長的黑色炭化通道。第4大傘處外表有裂縫，剝開后發(fā)現(xiàn)芯棒粉化、發(fā)黃�？梢姍z測結(jié)果準確可靠。
電場法利用電場來檢測絕緣子，能直接反映絕緣子的絕緣狀況，因此受干擾的影響較小。檢測時只須將上述帶電檢測儀沿絕緣子表面滑動一遍，即可將數(shù)據(jù)存儲在儀器里。檢測完畢后再將數(shù)據(jù)傳送給計算機或掌上電腦，并以曲線或數(shù)據(jù)的形式顯示出來。該儀器操作簡便，直截了當，價格便宜，但需登桿操作且不能檢測一些不影響電場的外絕緣缺陷如傘裙破損等。此法可與觀察法結(jié)合使用。
5 結(jié) 論
觀察法、紫外成像法、紅外成像法和電場法都能帶電檢測合成絕緣子，但主要適用范圍不同：觀察法適于外絕緣缺陷；紫外成像法適于能產(chǎn)生局部放電的缺陷；紅外成像法適于能產(chǎn)生局部發(fā)熱的缺陷；電場法適于導通性內(nèi)絕緣缺陷。
基于電場法檢測原理的DL-1型合成絕緣子帶電檢測儀成本低廉，直接檢測，操作簡單，準確可靠，更適于國內(nèi)推廣使用。
