复合绝缘子检测技术亮点斑斓

　　复合绝缘子由于重量轻、强度高、耐污闪性能强、制造维护方便等众多优点而在电力系统中获得广泛的应用，打破了瓷、玻璃绝缘子的长期统治地位。据2001年不完全统计，全国电网运行总数已达160万支，约290万支年，就使用数量而言，我国已成为仅次于美国的复合绝缘子使用第2大国。但随著运行时间和运行数量的增加，复合绝缘子发生故障的信息也逐渐增多。据不完全统计，截至1998年，在华东、华北地区发生15起界面击穿事故，广东、华东、华北地区发生23起污闪事故。显然，在改进配方及制造工艺、提高复合绝缘子质量的同时，有针对性地开展运行复合绝缘子检测技术的研究对保障电网的安全运行具有十分重要的意义。目前运行中复合绝缘子的检测技术主要有：
直接观测法
  
    目前对于复合绝缘子外部物理缺陷最为常用的方法是直接观测法，即用双筒望远镜在塔下观察以发现常见的表面缺陷如护套、伞裙、金具等部位有无开裂，有无电蚀损、粉化、漏电痕迹等，如有以上现象应立即更换绝缘子。但地面观察不够可靠，还需登塔检测而且难以发现内绝缘故障如树枝状通道等。

紫外成像法

    微小但稳定的表面局部放电会导致复合绝缘子伞裙和护套形成碳化通道或电蚀损。当绝缘子表面形成碳化通道时，其使用寿命会大大降低，甚至在短期内被击穿。利用电子紫外光学探伤仪可以带电检测复合绝缘子表面由于局部放电而形成的碳化通道和电蚀损，其原理是：局部放电过程中带电粒子复合会放出紫外线，当绝缘子表面形成导电性碳化通道时，局部放电加剧。该方法的不足之处是要求在夜间、正温度环境下操作；另外要求检测时正在发生局部放电，这要求检测应在高湿度甚至有降雨的环境中进行。但检测结果容易受到观察角度的影响，检测设备也较昂贵。

红外成像法

    红外成像法可以检测局部放电、泄漏电流流过绝缘物质时的介电损耗或电阻损耗等引起的绝缘子局部温度升高，可以用于在线检测。广电集团佛山供电分公司对大量运行复合绝缘子进行了红外热像测温普查，结果发现：凡有明显局部过热点的绝缘子，其过热点至绝缘子高压端硅橡胶表面均显著发黑、粉化、变脆、憎水性基本丧失，有的有许多细小裂纹甚至出现严重破损；发热点至高压端的一段不能承受工频耐压试验或陡波冲击试验，可知发热点为内绝缘界面局部放电进展的位置。仪器造价高且测量易受阳光、大风、潮气、环境温度及一些能引起绝缘子表面温度急剧变化因素的影响是红外成像法的不足之处。

超声波法

    清华大学研究了用超声波法来检测复合绝缘子芯棒裂纹。超声波检测的实现是基于超声波在从一种介质进入另一种介质的传播过程中会在两介质的交界面发生反射、折射和模式变换的原理，超声波发生器发射始脉冲进入绝缘子介质，当绝缘子有裂纹时，则在时间轴上出现该裂纹的反射波，由时间轴上缺陷波的大小和位置即可判断绝缘子中缺陷情况。用超声波检测复合绝缘子机械缺陷时具有操作简单、安全可靠、抗干扰能力强等优点。但由于其存在耦合、衰减及超声换能器性能问题，在远距离遥测上目前尚未有重大突破，不适合现场检测，而主要用于企业生产在线检测以及实验室鉴定。

电场分布法

    复合绝缘子存在著多种界面，目前认为，因复合绝缘子金属端头处密封不良，潮气进入内部，导致沿著芯棒与护套的界面或芯棒内部缺陷发展的电致碳痕是复合绝缘子最容易发生也是最危险的故障。陡波试验可以检测复合绝缘子的内绝缘缺陷，但该方法无法实现现场在线检测。电场分布法可在线检测复合绝缘子的内绝缘缺陷，且该方法所用仪器较为简单，对天气等外界环境要求甚低。运行中的复合绝缘子，正常状态下电场强度和电势沿绝缘子轴向的变化曲线是光滑的。当绝缘子存在导通性缺陷时，该处电位变为一常数，故其电场强度将突然降低，电场分布曲线也不再光滑，而是在相应的位置上有畸变，中间下陷，两端上升。因此测量复合绝缘子串的轴向电场分布可找出绝缘子的内绝缘导通性故障。

憎水性检测方法

    目前，适用于现场的憎水性测量方法主要是瑞典输电研究所提出的喷水分级法。该方法将复合绝缘子表面的憎水性分为7级并给出分级判据和标准图片，HC-1级和HC-7级分别对应憎水性最强和最差(即 完全亲水)的状态。试验中，用普通喷壶对试品表面喷洒水雾，观察水分在试品表面的分布情况，对比分级判据和标准图片，得出绝缘子表面的憎水性状况。喷水分级法的缺陷是对人的主观判断依赖性较大。近年来，数码摄像技术和计算机数字图像处理技术的发展为人们更为客观和精确地评价复合绝缘子表面的憎水性提供了一条新的道路。瑞典的研究人员对人工模拟老化的复合绝缘子试样通过喷水分级法测量憎水性等级，同时拍摄喷水后绝缘子表面的数字灰度图像。利用计算机图像处理技术从大量数字灰度图像中提取出一个函数值和HC等级呈单调关系的数学函数(命 名为憎水性指示函数), 从而通过憎水性指示函数来得出绝缘子的憎水等级。但该研究仅停留在实验室阶段，缺乏对复杂情况下复杂表面的分析；虽然对现场在线测试做了可行性预测，但并没有付诸实施。目前,华 北电力大学(北 京)高电压与电磁兼容研究所正在从事基于喷水分级法和数字图象处理技术的复合绝缘子表面憎水性在线检测方法的研究并已取得阶段性成果，全部项目预计在2005年第一季度完成。

泄漏电流测量法

    泄漏电流测量法是利用泄漏电流沿面形成的原理，在绝缘子接地侧通过引流卡或电流传感器，在线实时测量泄漏电流，利用信号处理单元计算出一段时间内泄漏电流的各种统计值(如 峰值平均值、峰值最大值或大电流脉冲数), 通过无线传输与有线传输相结合，将数据传输到数据总站，运用专家知识和自学习算法对上述三种知识进行综合分析，对绝缘子的积污状况作出评估和预测，并为实现状态检修提供科学依据。对于复合绝缘子，由于其特有的憎水性及憎水迁移性，使得绝缘子受潮时，在任何一个瞬间能够参与导电的只是全部污秽中已经溶解而未流失的那部分，称为“有效污秽”。因此，复合绝缘子的沿面泄漏电流与有效污秽度有关，同时与憎水性也有关系。另外，绝缘子的泄漏电流与电压等级、绝缘子型号、绝缘子片数、环境温度、湿度等因素也有关系。该方法的研究和应用目前尚存在较大的争议。