绝缘在线监测未来发展的几种新型方法

电力电缆绝缘在线检测技术的发展摘要：电力电缆的绝缘性能是影响电缆安全可靠运行的关键因素。

长期以来，电力系统的运行采用定期预防试验制度，但常规预防性试验需要停电测试，不易及时发现设备的绝缘缺陷。

对电力电缆绝缘进行在线监测可以把传感器技术引入测量系统，结合计算机技术实现检测的智能化、自动化。

国内外对电力电缆故障检测非常重视。

日本学者进行了电缆直流分量与直流叠加的损耗在线监测的研究，新加坡是国际推行在线监测技术较好的国家。

在国内，北京、福建、上海等地对电缆在线监测研究也有一定进展，北京地区对电缆实行在线监测的系统已经成功投运，且可对出入口实时监控。

关键词：电力电缆；绝缘；在线检测技术；发展经济的发展使得电网容量不断增大，电力电缆凭借其供电安全可靠的优点在电网中获得了广泛的应用，尤其是交联聚乙烯（XLPE）电缆。

在电缆的使用过程中，不可避免的会发生老化，从而出现一些故障。

据相关统计，电网中的80%以上的事故都是由于绝缘引起的。

就电力电缆的绝缘检测来说，传统的方法是预防性试验，在进行试验时需要将电缆停电，属于离线检测，这种方法不仅需要将供电中断，而且还不能单独对劣化的电缆进行试验，因此加速了绝缘良好的电缆的老化；可见，研究在线检测技术十分必要。

1直流分量法在电缆老化过程中，会产生水树，它通常生长于绝缘层与其他介质的交界处，此时，水树和电缆中的导线以及铜屏蔽层共同构成了针、板两个放电电极。

在棒板放电时，棒板带正电荷与带负电荷时的放电带有不对称性，再加上整流效应，共同导致电力电缆在运行过程中产生直流分量；这一直流分量将会明显降低电力电缆的绝缘能力，因此，通过对电力电缆中的直流分量的测量，可以对电力电缆绝缘老化的情况进行诊断。

具体而言，直流分量法又分为两种具体方法：直流成分法及直流叠加法。

其中，前者对“水树状”的劣化状态进行测量，其判断绝缘老化的依据是：是否存在微弱的直流电流；后者对电缆的直流绝缘电阻进行测量。

电缆绝缘技术的前沿发展与趋势在现代社会，电力的稳定供应对于各行各业的正常运转以及人们的日常生活至关重要。

而电缆作为电力传输的重要载体，其绝缘性能的优劣直接影响着电力系统的安全可靠运行。

随着科技的不断进步，电缆绝缘技术也在不断发展和创新，呈现出一系列令人瞩目的前沿趋势。

一、新型绝缘材料的涌现传统的电缆绝缘材料，如聚乙烯、交联聚乙烯等，虽然在一定程度上满足了电力传输的需求，但在一些特殊环境和高性能要求下，逐渐暴露出一些局限性。

为了克服这些问题，科研人员不断探索和研发新型绝缘材料。

例如，纳米复合材料在电缆绝缘领域的应用日益受到关注。

通过在聚合物基体中添加纳米级的无机填料，如纳米二氧化硅、纳米蒙脱土等，可以显著改善绝缘材料的电气性能、机械性能和耐热性能。

纳米粒子的小尺寸效应和界面效应能够有效地阻碍电荷的传输和积聚，提高绝缘材料的击穿强度和耐局部放电性能。

另外，高温超导材料也为电缆绝缘技术带来了新的可能性。

高温超导电缆具有零电阻、大容量输电等优点，但其绝缘要求极为苛刻。

新型的高温超导绝缘材料，如高温超导带材的多层绝缘结构和液氮冷却绝缘系统，正在不断研发和完善中，有望在未来实现更高效、更节能的电力传输。

二、绝缘结构的优化设计除了材料的创新，电缆绝缘结构的优化设计也是提高绝缘性能的重要途径。

传统的电缆绝缘结构通常采用单层或多层均匀绝缘，而现在，更加复杂和精细的绝缘结构设计逐渐成为研究热点。

例如，采用多层不同介电常数的绝缘材料组合，可以改善电场分布，降低电场集中程度，从而提高绝缘的可靠性。

此外，通过在绝缘层中引入应力控制结构，如应力锥、应力管等，可以有效地缓解电缆终端和接头处的电场应力，减少局部放电和绝缘老化的风险。

还有一种趋势是发展自修复绝缘材料和结构。

当绝缘材料受到机械损伤或电老化时，能够自动进行修复，恢复其绝缘性能。

这种自修复功能可以大大延长电缆的使用寿命，降低维护成本。

三、智能监测与诊断技术随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，电缆绝缘的智能监测与诊断技术也取得了显著进展。

高压电力设备绝缘监测随着电力行业的迅速发展和电力设备的不断更新，高压电力设备的绝缘监测变得尤为重要。

高压电力设备的绝缘状态直接关系到电网的稳定运行以及电力设备的安全性能。

因此，建立起高效可靠的高压电力设备绝缘监测系统势在必行。

1. 绝缘监测的意义高压电力设备的绝缘是保证电力系统运行稳定的基础，同时也是保证设备长期安全运行的关键。

绝缘状态的优劣直接关系到电力设备的运行效果和寿命。

通过绝缘监测，可以及时了解设备绝缘状态，发现潜在问题并进行有效维护，从而提高设备的可靠性和安全性。

2. 绝缘监测的方法（1）使用无损检测技术无损检测技术是当前最常用的绝缘监测方法之一。

这种方法通过利用电磁、声波、红外等物理特性，对电力设备进行全面而详细的检测，以实时获取设备的绝缘状态。

无损检测技术非常灵敏且安全，能够提供准确的数据支持。

（2）应用在线监测装置在线监测装置是一种安装在高压设备上的智能化监测设备。

它可以实时监测设备的绝缘状态，并通过数据传输系统将监测数据传输给监测中心。

在线监测装置具有自动化程度高、数据准确性高、实时性强等特点，是绝缘监测的重要手段。

（3）使用红外成像技术红外成像技术可以通过检测设备表面的红外辐射来判断设备的绝缘状态。

这种技术操作简便、效果明显，可以快速准确地发现设备的绝缘问题。

红外成像技术广泛应用于电力设备的绝缘监测中，被视为一种可靠、高效的绝缘状态评估手段。

3. 绝缘监测的挑战与解决方案（1）设备位置不便利由于高压电力设备通常位于高处或隧道内等不便利的位置，传统的绝缘监测方法存在困难。

解决方案是使用远程监测技术，通过遥控设备实现绝缘状态的监测和维护。

（2）数据处理困难绝缘监测需要大量的数据支持，但数据的获取、处理和分析是一个复杂的过程。

解决方案是建立强大的数据管理系统，实现数据的自动化采集、整合和分析，从而提高数据处理的效率和准确性。

（3）预警与维护机制绝缘问题往往与设备的故障风险紧密相关，因此及时发现并处理绝缘问题非常重要。

电力电缆绝缘在线监测方法分析毛振宇1伍振园1吴颖煜1王朋朋2杜璇2（1.广西电网有限责任公司桂林供电局，广西桂林541002；2.上海博英信息科技有限公司，上海200240）摘要：随着电力需求的增加，电力电缆的稳定运行成为供电可靠性和供电质量的重要保障，因此，电力电缆绝缘在线监测势在必行。

现对直流法、交流叠加法、介质损耗因数法、局部放电法等绝缘在线监测方法的原理进行了梳理，总结了各种监测方法的优缺点，并分析了绝缘在线监测技术存在的问题及发展方向。

关键词：电力电缆；绝缘在线监测；寿命评估0引言随着我国经济实力的不断增长，人们对电力的需求日渐提高，供电质量也成为电力部门重要的考核指标。

电力电缆作为电网运行不可或缺的组成部分，其举足轻重的地位不言而喻。

由于大多数电缆铺设在地下，不仅不容易查找故障点位置，如果不能及时排除还会造成停电的风险。

电缆绝缘在线监测可以实时监控电缆的运行状态，及时发现故障隐患，进行绝缘老化趋势分析，并预测电缆寿命，对电缆的可靠运行有深远的影响。

因此，电力电缆绝缘在线监测势在必行。

电缆绝缘在线监测系统需根据电缆的分布情况布置监测点，监测点数量相对较多，与之匹配的监控终端和系统通信节点都要相应增加，这从设备成本上就限制了该技术的发展。

更有一些监测点需要在铺设电缆的同时布置，增加了老旧线路的改造困难。

由于现场强电磁场的干扰，系统对通信设备的抗干扰能力、精度、响应时间都有着较高的要求；同时，要实现多点实时监测，这就对通信技术的高速传输和系统的稳定性提出了更高的要求。

1电力电缆绝缘在线监测方法的原理分析在国外，日本早在20世纪80年代初就对电缆在线监测领域进行了探索，并开发了多种监测技术，如直流分量法和介电损耗法，为在线监测技术的发展打下了基础。

西方国家也相继开展了大量电缆在线监测技术的相关研究，并制定了行业标准，也取得了丰硕的成果[1]。

在在线监测方面，我国的相关研究比较滞后。

研究单位主要是高校和电力方面的科研院所，清华大学、上海交大、武汉高电压研究所等机构在这方面的研究上都取得了长足进展。

电气设备的绝缘在线监测与状态维修随着现代电力系统的不断发展，电气设备的绝缘性能对电力系统的安全运行起着越来越关键的作用。

因此，电气设备的绝缘在线监测与状态维修成为了电力系统重要的研究课题之一。

电气设备的绝缘在线监测技术是利用先进的传感技术和信息处理技术，对电气设备的绝缘状态进行实时的在线监测和评估。

其主要目的是及时地发现电气设备的绝缘缺陷，提供科学的维护保养方案，保障电力系统的安全稳定运行。

电气设备绝缘状态的监测和评估方法主要包括以下几种：1. 介质损伤特征监测通过在线监测介质损伤特征，如介电损耗、电容等，判断绝缘材料的状况，发现绝缘材料破损、老化等缺陷。

2. 气体监测气体监测是利用各种气体（如CO2、H2、CH4、C2H2等）的含量、比例、分布等信息，预测电气设备的绝缘状态。

若检测结果表明设备内部气体含量的变化超出正常范围，则可能存在绝缘损伤等问题。

3. 电场监测电场监测是通过监测设备内部、外部的电场分布状况，确定电气设备的绝缘状态。

当监测结果表明电场异常或越限时，将及时采取措施处理异常问题。

4. 热图监测热图监测是通过监测电气设备的表面温度、温升及热分布规律，判断设备中的潜在故障，从而有序地开展维护保养工作。

1.绝缘保养：如保护设备表面免受污染、日晒、雨淋等，同时进行定期绝缘电阻测试；2.绝缘干燥：高压绝缘材料会因周围温度、湿度等因素而吸收水分，进而导致介电强度下降和绝缘老化。

在维修过程中，将设备进行干燥是有效的保护方法。

3.绝缘清洗：针对长时间使用的设备上可能存在的污垢、灰尘等进行清洗，特别是在环境潮湿或易污染的情况下，应加大对绝缘材料的清洗力度，确保其良好状态。

4.绝缘修复：通过电气绝缘材料的接合、填补、缝隙密封等手段，实现绝缘的修复工作。

这种方法主要适用于设备上的小面积绝缘损伤。

5.绝缘更换：当设备中存在较大面积的绝缘损伤，无法通过上述方法进行维修时，应及时更换绝缘材料。

综上所述，电气设备的绝缘在线监测与状态维修技术在电力系统中的重要性日益突显。

文章编号:1003-8337(2002)06-0003-03国内高压绝缘子在线检测方法综述王雪 张冠军 严璋(西安交通大学电气工程学院 陕西西安710049)摘要:评述了国内高压绝缘子(主要是玻璃及瓷绝缘子)在线检测各种方法的检测原理~检测设备~优缺点等 并提出了实际测量装置及信号处理方法上的一种设想G关键词:高压绝缘子9在线检测9原理中图分类号:TM 216文献标识码:B1前言高压绝缘子暴露于大气中并长期工作在强电场~强机械应力~骤冷骤热~风吹雨打等恶劣环境中 因此绝缘子出现故障的机率很大 严重威胁电力系统的安全运行G 据统计国内110kV 线路发生不明原因闪络所占的比例为故障率的22%[1] 造成很大的经济损失G一般来说绝缘子故障主要有以下几个方面:绝缘子内部出现裂隙~绝缘子表面破损~绝缘阻抗降低~污闪等 绝缘子种类不同 出现故障时所呈现的现象也不同G 如:绝缘子串中存在不良绝缘子时 不良半导体釉绝缘子温度变化可能较大 而玻璃绝缘子和普通釉绝缘子的温度变化较小G 相应的高压绝缘子在线检测方法也多种多样 绝缘子分布的广泛性和安装点的特殊性更增加了绝缘子检测的难度G 国内已经出现了很多高压绝缘子在线检测方法G 并取得了一定的效果 但不少方法存在着测量工作量大~危险性高~设备造价高~测量不准确~抗干扰能力差等问题G 因此寻找一种经济~切实有效的高压绝缘子在线检测方法一直是国内外电力部门十分关注的问题G2国内高压绝缘子在线检测主要方法国内高压绝缘子在线检测的主要方法一般分为两类:一类是非接触式检测法 另一类是接触式检测法G2-1非接触式检测法主要包括超声波检测法~激光多普勒振动法~红外测温法~电晕摄像机法~声波检测及无线电波检测法等G 其检测原理~主要设备及优缺点见表1G 由表1可见 非接触式检测法中多数方法都对某一种或某几种类型的故障检测效果明显 但对其他类型的故障难以检测出 且设备造价昂贵G 设备简单~操作方便的检测设备 其检测效果多数不是很理想G 虽多数方法可不登杆登塔 但需到现场逐个进行检测G 2-2接触式检测法接触式检测法按工作原理主要有电压分布法~泄漏电流检测法及脉冲电流检测法等G2-2-1电压分布法目前很多实验和理论研究已经证明 正常绝缘子串的电压分布为不完全马鞍型 即靠近导线处绝缘子所承受的电压最高 约为接地端绝缘子所承受电压的1-7~3-0倍[2] 而绝缘子串中间部分所承受的电压最低G 当出现不良绝缘子时 绝缘子串上的电压将重新分布 如把实际测得电压分布与正常时绝缘子串上的电压分布作比较 有利于判断不良绝缘子是否存在G 目前国内利用电压分布原理进行绝缘子检测的方法较多 主要有短路叉法~火花间隙法~光电式检测杆法~声脉冲检测法等G短路叉法及火花间隙法[3]是早期绝缘子检测的主要方法G 短路叉法是依靠单片绝缘子短路时所发出的火花及放电声音来检测不良绝缘子的G 测试结收稿日期:2002-06-20作者简介:王雪(1978-) 男 黑龙江哈尔滨市人 在读硕士 从事电气设备在线监测及诊断技术的研究G-3-2002年第6期(总第190期)电瓷避雷器INSULATORS AND SURGE ARRESTERS2002Number6(Ser- 190)表非接触式绝缘子在线检测方法比较检测方法检测原理主要设备优点缺点超声波检测法当绝缘子存在裂隙超声波进入或穿过绝缘子时会在裂隙处发生反折射和模式变换通过对接收到的超声波进行处理可检测出劣质绝缘子超声波发射及接收装置可以较准确地检测出开裂的绝缘子对未开裂绝缘子不起作用超声波本身存在耦合和衰减需到现场逐个检测激光多普勒振动法开裂绝缘子的振动中心频率与正常绝缘子不同激光多普勒振动仪对开裂绝缘子的检测效果明显对未开裂绝缘子不起作用设备造价很高体积庞大笨重操作及维修复杂不适于野外作业需到现场逐个检测红外测温法利用绝缘子表面电流引起的热效应进行测量红外热象仪对半导体釉绝缘子的检测效果明显设备造价高对玻璃绝缘子及普通釉的瓷绝缘子检测效果不明显环境对检测效果影响大需到现场逐个检测声波检测法不良绝缘子放电发出声波根据声波的强弱有无可判断是否存在劣质绝缘子声波接收装置设备简单操作方便受环境背景噪声影响很大需到现场逐个检测且有时需登杆登塔无线电波检测法不良绝缘子放电发出电磁波根据接收电磁波天线的方向及电磁波的强度来判断是否存在劣质绝缘子电磁波接收装置设备简单操作方便抗干扰能力差灵敏度低需到现场逐个检测电晕摄像机法不良绝缘子的存在使其他正常绝缘子上的电晕现象增强电晕摄像机可以清晰地测到电晕放电而不受阳光辐射的影响对内部放电观察不到设备造价较高需到现场逐个检测果受周围环境背景噪声影响很大且因测试人员的判断不同而异火花间隙法是用可调间隙来测量每片绝缘子上的电压主要缺点是读数分散性大两种方法最主要的优点是测试设备原理简单操作方便最大的缺点是准确度低且都要登杆登塔因而劳动强度大危险性高光电检测杆法是随着光纤技术的发展而产生的主要原理是将高压探头上的感应电压经光电转换变成光信号经绝缘杆内部的光纤传到低压侧经处理后以数字形式显示出来其优点是测量危险性小绝缘子串电压分布能够直观地测量出来不足之处仍需到现场逐个进行测量且需登杆登塔声脉冲检测法的主要原理是某片绝缘子上电压通过两个探头组成的回路对电容器充电然后经放电管和扬声器放电扬声器发出声波的频率及发声间隔随两个探头之间电压变化而变化因此根据测量扬声器所发出的声脉冲周期及频率来检测沿绝缘子的电压分布泄漏电流法及脉冲电流法当绝缘子表面积累了污秽物或绝缘子串中存在不良绝缘子时泄漏电流将增大且不良绝缘子阻值降低使正常绝缘子上分得的电压变大电晕脉冲电流增大当绝缘子表面污秽物积累到一定程度或不良绝缘子劣化到一定程度时在一定的外界环境下就可能造成绝缘子的闪络因而可通过测量泄漏电流的大小变化来对绝缘子进行检测目前实用的泄漏电流传感器已经很多测量的准确度比较高因此泄漏电流的测取已不存在大问题但泄漏电流的测取过程中存在着大量的干扰泄漏电流的大小受周围环境温度湿度气压风速等是否采取屏蔽措施以及绝缘子的种类等因素的影响很大在抑制干扰方面比较有代表性的方法是自适应噪声对消法基本原理是使用一个或多个传感器将其放置在噪声场中将测得的参考值输入并加以过滤从泄漏电流传感器所测得的带有噪声的电流信号中减去从而使噪声衰减或消除原理图见图信号源原始输出系统输出滤波器噪声源图自适应噪声对消原理图对测得的泄漏电流进行分析判断比较常用的年第期电瓷避雷器总第期方法是利用绝缘子闪络过程的典型波形进行判断绝缘子闪络的典型波形分为非预报区预报区及闪络危险区三部分预报区的泄漏电流呈不稳定状态常出现脉冲群且脉冲群幅值多为几十至几百毫安因此不少是根据预报区的泄漏电流脉冲密度及幅值增加的现象进行绝缘子工作状态的判断如文献中把绝缘子泄漏电流的报警值设为O记录超过报警值的脉冲数根据脉冲数的变化来判断绝缘子的状态此种方法的优点是设备原理简单易于实现主要缺点是泄漏电流及脉冲数的报警值的大小需由大量经验来确定准确性不高易误判当绝缘子串中存在不良绝缘子时由于不良绝缘子绝缘电阻降低回路阻抗变小或其他绝缘子上分压比正常时大也引起电晕脉冲电流变大通过测量脉冲电流来判断绝缘子状态的方法称为脉冲电流法目前脉冲电流法中数据处理最常用的方法是不同指数法从杆塔接地线中测得的脉冲电流是三相高压作用于各相绝缘子上共同产生的因而有的将此电流按三相电压的相位不同利用电子开关分解为三相脉冲电流然后对每相脉冲电流进行计数并取出各相脉冲电流数的最大值和最小值将最大值与最小值的比值定义为不同指数正常情况下各相脉冲电流产生的状态大体上是相同的处于一种平衡状态因此不平衡指数近于当某串绝缘子中出现不良绝缘子时不平衡状态就被破坏不同指数就偏离因此可以根据不同指数是否偏离来判断绝缘子的状态但这种方法的精确度受不良绝缘子的阻值不良绝缘子在绝缘子串中的位置绝缘子串的片数以及正常绝缘子的电晕起始电压的影响文献中的实验分析认为不良绝缘子的阻值越低在绝缘子串中的位置越靠近导线绝缘子串片数越少正常绝缘子的电晕起始电压越低检测的分辨率越高泄漏电流的测量是通过连接在绝缘子上的泄漏电流传感器测得的较方便的方法是将整个采集系统固定在杆塔顶端将采集的数据通过无线电或红外数传装置发送到地面的接收装置处但仍需工作人员到现场采集数据脉冲电流法是通过宽频率范围大的信号放大倍数的传感器从杆塔接地线中测得脉冲电流多数仍需到现场逐个测量高压绝缘子在线检测方法的设想从目前国内高压绝缘子在线检测的方法来看无论是非接触式检测法还是接触式检测法都需要到现场逐个进行测量工作量很大有的需要登杆登塔危险性高而且在数据分析处理方面运用综合分析的很少绝缘子故障判断的准确性不高因此寻找一种从根本上减小劳动量提高绝缘子故障判断准确性的检测方法是十分有意义的文献中提出了一种基于全球移动通信网络<GSM>的高压绝缘子在线检测方法此方法在降低劳动量方面有很大的发展潜力但此方法有三个令人担心的问题<>在偏远地区GSM网络能否覆盖的问题;<Z>如果每串绝缘子都要安装一套数据采集及发送装置存在设备造价高的问题;<>GSM网络使用费用也就是运行费用问题笔者在这三个问题上的看法是<>目前国内GSM网络的覆盖率已达95%以上且随着经济的发展技术的进步GSM网络的覆盖率将不断提高且绝缘子的主要故障污闪多发生在经济发达地区如东南沿海地区这些发达地区无需担心GSM网络的覆盖问题在偏远地区杆塔的安装位置多数位于海拔相对较高的地方这些地方GSM信号一般较强<Z>可根据各地区的具体情况进行选点检测不必在每串绝缘子上都安装此装置<>随着移动通信的发展GSM网络的运行费用不断降低且可根据具体情况选择地方性通信网络降低系统运行费用采用哪种策略还需要考虑其经济性对不同地区不同线路由于情况不同要求不同投入也不宜统一即应因地制宜如有些地区需要进一步提高绝缘子故障判断的准确度可以利用多参量测量多种数据处理及分析判断方法综合运用的思路如从绝缘子表面测得的泄漏电流并从泄漏电流中分离出脉冲电流信号可以对泄漏电流及脉冲电流两方面分别进行分析来判断绝缘子的绝缘状况也可用泄漏电流对绝缘子的绝缘状况进行初步检测然后用脉冲电流进行进一步的检测在数据处理分析判断中除了用传统的方法之外应积极地采用突破常规且具有有效性的方法如基于神经网络9 及基于距离函数O 的绝缘子故障诊断方法等进行多种处理判断方法的综合分析而且在对绝缘子进行检测的同时应对周围环境的影响因素<如<下转第页>-5-Z OOZ年第期国内高压绝缘子在线检测方法综述<总第9O期>表1回波信号B1~B2的幅值与金相组织的相互关系类别回波信号幅值特征金相组织I B12Z O%B Z<45%B Z/B1<Z.O内部存在气孔类缺陷或结合不良1B1<Z O%B Z245%B Z/B1>Z.O 锌环内组织均匀内部无缺陷组织不均匀局部区域呈各向异性s.s产品质量识别合理选择实验参数应用该套检测系统(无损检测)对任意选取的另外Z Z个样品分别进行测定并与辽大@1676-86-B7标准(有损检测)测量结果进行比较实验结果见表Z显然两种方法得到的检测结果能够较好地吻合由于前者是通过无损方式进行的相比之下采用该种方法不仅可以实现产品质量的全面检测而且从根本上解决了抽检过程中资源损失~漏检问题的发生表2两种方法对样品质量进行评价(表中数据为锌环的结合不良率)序号1Z34567891O11无损检测194Z765Z583156591有损检测Z O4O7O5O5Z4136461序号1Z13141516171819Z O Z1Z Z 无损检测1Z3O465535343O6784566Z 有损检测1O Z84O543O31Z8688O54594结论(1)以超声波检测技术为基础的数显式自动检测是一种对悬式绝缘子钢脚锌环质量进行无损评价的技术(Z)利用该检测技术可以保证产品在无损伤条件下对其质量进行检测满足大规模自动化生产的需要检测结果与有损检测能够较好的吻合(3)该检测装置具有明显的实用性和创新性参考文献:[1]张魁侠等.中国企业报[N].1998 8.[Z]张洪军.直流绝缘子钢脚腐蚀的研究[J].电瓷避雷器1996 (5).[3]张家骏.超声检测技术的某些新进展[J].无损检测1993 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电气设备绝缘在线监测技术研究电气设备的正常运转对于整个生产过程来说至关重要，而绝缘状况也是保证电气设备运转的关键。

然而在运转过程中，由于电压、潮湿度、温度等因素的影响，绝缘状态经常会发生变化，如果发生绝缘击穿等失灵，将会造成巨大的经济损失和安全风险。

因此，开展电气设备绝缘在线监测技术研究至关重要。

电气设备绝缘在线监测技术是指电气设备在长期运行过程中，通过在线监测系统对设备的绝缘状态进行实时监测和分析，及时、准确地发现设备绝缘状态的变化，从而采取必要的维护和保护措施，以确保设备的安全、稳定、高效运行。

目前常用的电气设备绝缘在线监测技术包括以下几种：1. 电容法监测技术电容法监测技术是通过电容传感器或高频电压发生器，测量电器设备的绝缘电容来监测设备的绝缘状况。

该技术具有测量精度高、适用范围广、检测速度快等优点，但电缆阻抗和直流分量等因素的影响较大，响应速度也较慢。

2. 微波法监测技术微波法监测技术是利用微波信号对电气设备的绝缘状态进行监测的技术，其基本原理是将微波信号通过设备的绝缘介质，当微波在介质内传播时，当介质的绝缘性能降低或失效时，微波信号的反射系数会发生变化。

该技术具有检测精度高、响应时间快、适用范围广等优点，但需要专门的设备和掌握一定的专业知识，并且检测信号易被干扰。

3. 同步检测技术同步检测技术是对交流电器设备进行绝缘在线监测的一种技术，其基本原理是通过设备上的电流互感器和电压互感器，获得设备的电流和电压信号，通过数学分析，确定设备的绝缘状况。

该技术具有有效地检测高压变电站运行设备的绝缘状况，简单易行等优点，但需要高精度的同步采样设备和计算机分析工具，且对于设备的外部干扰影响大。

综上所述，电气设备绝缘在线监测技术对于电气设备的长期安全、稳定、高效运行具有重要意义。

随着互联网和物联网技术的飞速发展，使得在线监测不仅可以发现设备的故障，还可以预测设备的故障，从而实现设备的“无故障”运行和预防性维护。

电气设备绝缘检测的新技术有哪些在现代电力系统中，电气设备的可靠运行至关重要。

而绝缘性能是确保电气设备安全、稳定运行的关键因素之一。

随着科技的不断进步，电气设备绝缘检测技术也在不断创新和发展。

本文将为您介绍一些当前较为先进的电气设备绝缘检测新技术。

一、局部放电检测技术局部放电是电气设备绝缘劣化的早期表现之一。

通过检测局部放电现象，可以及时发现绝缘潜在的问题。

1、超高频检测法超高频检测法利用传感器接收局部放电产生的超高频电磁波信号。

这种方法具有较高的灵敏度和抗干扰能力，能够检测到微小的局部放电信号，并且可以实现对放电位置的定位。

2、超声波检测法当局部放电发生时，会产生超声波信号。

超声波检测法通过安装在设备外壳上的传感器来接收这些信号。

该方法适用于检测开关柜、变压器等设备的局部放电，但其检测范围相对较小。

3、特高频与超声波联合检测法将特高频检测法和超声波检测法相结合，可以综合利用两种方法的优点，提高检测的准确性和可靠性。

同时，还能够对局部放电的类型和严重程度进行更精确的评估。

二、红外热成像检测技术电气设备在运行过程中，由于电流通过会产生热量。

如果绝缘存在问题，可能会导致局部过热。

红外热成像检测技术通过检测设备表面的温度分布，来判断是否存在绝缘故障。

该技术具有非接触、快速、直观等优点。

可以在设备运行状态下进行检测，不影响设备的正常运行。

但它也存在一定的局限性，例如对于小面积的发热点可能不够敏感，容易受到环境温度和风速等因素的影响。

三、介电响应检测技术介电响应检测技术是一种基于电气设备绝缘介质的电学特性进行检测的方法。

1、频域介电谱法通过在不同频率下测量设备绝缘的介电常数和介质损耗因数，来评估绝缘的状态。

该方法能够反映绝缘的整体性能，但测试时间相对较长。

2、时域介电谱法时域介电谱法通过施加阶跃电压或脉冲电压，测量绝缘介质的极化和去极化电流，从而分析绝缘的状况。

这种方法测试速度较快，但对测试设备的要求较高。

XLPE电缆绝缘在线检测技术方法综述摘要：电力电缆在电力系统电力供应中的应用越来越广泛,供电质量的可靠性也越来越为供电企业和电力用户所关心，电力电缆的可靠性是保证供电可靠性的重要环节之一.如何实现电力电缆的在线监测和状态检修，一种重要的前提就是对电力电缆进行实时的状态检测。

本文基于交联聚乙烯电缆（XLPE电力电缆）绝缘在线检测技术的地位和意义，梳理了国内外XLPE电力电缆在线检测技术的研究现状，，并探讨了XLPE电力电缆绝缘在线检测技术的发展方向，阐述了电力电缆绝缘故障在线监测系统的国内外技术现状和发展趋势，在此分析的基础上认识到电缆绝缘在线监测是迫切需要的。

关键词：XLPE电力电缆；电缆绝缘；在线检测1 电缆绝缘在线检测的意义电力电缆是电力系统的重要组成部分，随着企业生产的发展,对电力需求的不断增加，电力电缆的使用量也在逐年增长,现代化企业的生产要求电力电缆的运行必须是长期、连续和安全稳定［1］.因此如何保证电力电缆安全稳定运行是电力系统中长期研究的一个多因素、非常复杂的课题。

长期以来，为了防止事故的发生，对电力系统运行中的设备，一直坚持定期进行预防性试验的制度.这对保证设备在电力系统中安全可靠地运行、防止事故的发生起了很好的作用［2].但是随着电力生产的发展,传统的常规性预防试验，已经满足不了安全生产的需要。

这是因为常规预防性试验需要停电测试，而且两次试验间隔时间过长，所以不易及时发现设备的绝缘缺陷，而且停电还要造成一定的损失。

因此对电力系统中设备的绝缘进行实时监测显得极为重要了.随着电力系统的不断发展，电力电缆的应用越来越多，很多单位无法根据规程按时完成预防性试验任务，所以电力电缆设备绝缘的在线监测势在必行。

在线监测就是在工作电压下对电力电缆绝缘状况进行实时监测，把计算机引入测量系统,对测量过程实现自动化，对数据处理实现智能化[3].与此同时,随着现代化技术的飞跃发展,特别是电子、计算机和各种传感器技术的新成就，都为开展电力设备绝缘的带电检测和在线监测技术提供了有利条件［4］.对电力电缆进行带电检测,可以缩短检测周期,提高及时发现绝缘缺陷的概率，从而降低绝缘事故，这一点在电力电缆设备投入运行的初期和老化期是尤其重要的［5]。

绝缘子污秽度的在线监测电力设备外绝缘污闪，是阻碍电力系统安全运行的难题之一。

合成绝缘子和玻璃绝缘子的应用，并未从根本上改变防止污闪课题在电力系统中的重要性。

涂、擦、爬、仍然是运行设备防污闪的基本措施。

及时掌握外绝缘污秽度，是适时采取防止污闪措施的科学基础。

（一）绝缘子表面污秽度参数量的选择与测量绝缘子的污秽度，指的是绝缘子所处一定的地理区域的污秽程度。

国际大电网会议第33学术委员会042工作组，推荐了五种常用的绝缘子污秽的测量方法，即1）等值盐密法2）表面电导法3）污闪梯度法4）最大泄漏电流法5）电流脉冲计数法盐密、电导、梯度和泄漏电流是4个表征污秽度的参量。

（1）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。

以每平方厘米多少克Nacl来等值于绝缘子表面上的实际污密。

此等值Nacl量与实际污层分别溶于相同容积和相同温度的蒸馏水中具有相同的电导率。

此盐量称为等值盐密。

等值盐密是国内人工污秽试验中常用的污秽度参量，被作为利用人工污秽试验来确定某处绝缘子行为的基础。

等值盐密的测量，应在实际运行的绝缘子上进行。

可以测得绝缘子表面的污物分布。

但这种方法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。

同时，测量污秽等值盐量时，使用水量的多少，影响测定值的准确度，有时可以相差几倍。

此方法简单易行，对测量的技术要求不高，在我国电力系统已应用多年。

现执行的污区划分标准就是根据等值盐密确定的，但此参量难于实现实时自动化监测。

盐密是一个平均的概念，时效性差。

又因污物成分的不同。

测量的结果可能会导致很大的差异。

(2)表面电导法表面电导实际上是流经污秽绝缘子的工频电流与施加电压之比。

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度等)，所以被认为是确定污秽度的合适方法。

此法反映污闪过程中积污和潮湿两个阶段。

为了测量污层表面电导，应在污层饱和受潮的条件下，在绝缘子上加适当高的工频交流电压U,测其泄漏电流I，表面电导G = I / U绝缘子的污层表面电导率o= fG (G = k / f, f = j dx /兀D(X)) (1) 这样求得的是整体绝缘子的平均表面表面电导率。

随着城网的发展，原有主要依靠定期停电后进行绝缘预防及检测电路的方法已难以满足现实的要求。

近年来不少研究者提出了一些新的在线带电检测方法，这些方法对早期发现电力电缆特别是交联聚乙烯电缆存在的绝缘缺陷及老化情况，很有作用。

通常有以下几种方法：（一）直流叠加法在接地的电压互感器的中性点处加进低压直流电源（通常为50V），使该直流电压与运行中电缆的交流电压叠加，检测通过电缆绝缘层的极微弱的直流电流，即可测得整条电缆的绝缘电阻，从而可对电缆的好坏进行判断。

直流叠加法的特点是抗干扰能力较强。

但绝缘电阻与电缆绝缘剩余寿命的相关性并不好，分散性相当大。

绝缘电阻与许多因素有关，即使同一根电缆，也难以仅靠测量其绝缘电阻值来预测其寿命。

（二）直流分量法通过检测电缆芯线与屏蔽层电流中极微弱的直流成分，对电缆中某一点或某一局部存在的树枝化（水树枝、电树枝）绝缘缺陷进行劣化诊断。

直流分量法测得的电流极微弱，有时也不大稳定，微小的干扰电流就会引起很大误差。

研究表明，这些干扰主要来自被测电缆的屏蔽层与大地之间的杂散电流，因杂散电流及真实的由水树枝引起的电流，均通过直流分量测量装置，以至造成很大误差。

可考虑采取旁路杂散电流或在杂散电流回路中串入电容将其阻断等方法。

目前国外将用直流分量法测得的值分为大于100nA、1～100nA、小于1nA 三档，分别表明绝缘不良、绝缘有问题需要注意、绝缘良好。

（三）介质损耗因数法将加于电缆上的电压用电压互感器或分压器取出，将流过绝缘中的工频电流用电流互感器取出，然后在自动平衡回路中检测上述信号的相位差，即可测出电缆绝缘的介质损耗因数（四）分布式光纤温度传感器利用分布式光纤温度传感器，通过检测故障点附近温度变化情况来实现电缆故障定位。

这种检测技术成本较高，主要应用于新敷设的重要电缆。

五、结语目前，电力电缆的故障检测主要为离线测试。

但是，在线监测具有更为明显的经济效益和社会效益。

近年来，电力系统的状态监测得到迅速发展并成为目前国际上的一个研究热点。

电力系统中的绝缘故障检测与诊断技术电力系统是保证电力供应和电安全的重要设施，而绝缘是电力系统安全稳定运行的重要保障。

然而，由于电力系统工作条件的苛刻和设备老化等因素，绝缘强度会逐渐下降，甚至会发生故障，导致停电、短路等电力事故，给人们带来严重的生产和生活损失。

因此，电力系统中的绝缘故障检测与诊断技术是提高电力系统运行安全可靠性的重要手段。

本文将从绝缘故障的常见类型、检测技术、诊断方法和发展趋势等方面，探讨电力系统中的绝缘故障检测与诊断技术。

一、绝缘故障的常见类型电力系统中的绝缘故障主要分为漏电、绝缘老化、击穿等几种类型。

其中，漏电是指电介质内部的介质强度受到外部因素的破坏而引起不规则的电荷分布，导致绝缘强度下降，从而引起局部放电，并逐渐发展为完全击穿；绝缘老化是指电介质在使用过程中，由于受到电磁场、热量和光线等外部因素的破坏，导致绝缘材料老化断裂，继而引起绝缘强度下降；而击穿则是指电介质内部的电场强度达到绝缘强度以下，出现放电，引起电介质的破坏，可能导致设备彻底失效或起火烧毁。

二、绝缘故障检测技术为了及时发现和修复电力系统中的绝缘故障，必须采用适当的检测技术。

目前，主要的绝缘故障检测技术包括以下几种：1. 直流高压法直流高压法是一种广泛应用的检测绝缘强度的方法。

我的原理是利用直流高电压测试绝缘强度，在保证电流小于安全范围内，测量相电压与地电压的比值，来判断设备的绝缘强度是否符合要求。

这种方法操作简单便捷，但缺点是不容易检测到漏电，而且不能确定故障的位置。

2. 前馈回路法前馈回路法是一种检测漏电故障的方法。

该方法在待测电源上串接了一对独立的感应线圈，检测线圈的电流变化来判断是否存在漏电现象。

由于测量电流很小，所以不容易引起短路或打火，检测灵敏度高，但是其复杂度较高，成本也比较昂贵。

3. 模糊综合评判法模糊综合评判法是一种应用人工智能手段的方法，它将来自不同传感器的绝缘电压、绝缘电阻、局部放电等多个参数进行多源综合评判，通过人工智能算法对故障进行诊断。

绝缘缺陷的新型检测技术绝缘缺陷是电力设备中常见的故障之一，它会导致电力设备的性能下降，甚至引发设备的故障。

因此，对绝缘缺陷的检测和诊断非常重要。

近年来，随着科技的发展，新型的绝缘缺陷检测技术不断涌现，为电力设备的维护和管理提供了更加高效、准确的手段。

一、红外热像技术红外热像技术是一种非接触式的检测技术，它通过测量物体表面的热辐射，来获取物体表面的温度分布图像。

在电力设备中，红外热像技术可以用于检测设备表面的温度分布，从而发现设备表面存在的绝缘缺陷。

由于绝缘缺陷会导致设备表面温度升高，因此红外热像技术可以通过检测设备表面的温度分布，来快速、准确地发现绝缘缺陷。

二、超声波检测技术超声波检测技术是一种利用超声波在物体内部传播的特性，来检测物体内部缺陷的技术。

在电力设备中，超声波检测技术可以用于检测设备内部的绝缘缺陷。

通过向设备内部发送超声波，并接收反射回来的信号，可以确定设备内部是否存在绝缘缺陷。

由于超声波检测技术可以穿透物体，因此可以检测到设备内部的绝缘缺陷，从而提高了检测的准确性。

三、电容式局部放电检测技术电容式局部放电检测技术是一种利用电容器的特性，来检测设备内部局部放电的技术。

在电力设备中，局部放电是一种常见的绝缘缺陷形式，它会导致设备内部的局部放电现象，从而引起设备的故障。

通过使用电容器来检测设备内部的局部放电信号，可以快速、准确地发现设备内部的绝缘缺陷。

综上所述，新型的绝缘缺陷检测技术为电力设备的维护和管理提供了更加高效、准确的手段。

红外热像技术、超声波检测技术和电容式局部放电检测技术都是目前比较先进的绝缘缺陷检测技术，它们各自具有不同的优点和适用范围。

在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的技术，来进行绝缘缺陷的检测和诊断。

绝缘油变压器在线监测技术方案一、项目背景想象一下，在广阔的工业领域，变压器作为电力系统的核心设备，其运行状态直接关系到整个系统的安全稳定。

而绝缘油作为变压器内部的重要组成部分，其性能优劣直接影响到变压器的使用寿命和运行效率。

传统的检测方法往往需要停机检查，既耗时又耗力。

于是，我们提出了这个在线监测技术方案，旨在实时掌握绝缘油的状态，确保变压器的正常运行。

二、技术原理我们要明白，绝缘油变压器在线监测技术是基于先进的传感器和数据处理技术实现的。

传感器负责实时采集变压器内部的温度、湿度、压力等参数，并通过无线传输将这些数据传输到监测系统。

监测系统通过分析这些数据，可以判断绝缘油的状态，从而实现对变压器的实时监测。

三、方案设计1.传感器布置：在变压器内部关键位置安装温度、湿度、压力等传感器，确保数据的准确性和全面性。

2.数据传输：采用无线传输技术，将传感器采集的数据实时传输到监测系统，减少布线的麻烦。

3.监测系统：设计一套强大的监测系统，对采集到的数据进行实时分析，判断绝缘油的状态，并提供预警信息。

4.数据存储与查询：将监测数据存储在云端数据库，方便用户随时查询历史数据，进行趋势分析。

四、实施方案1.项目启动：成立项目组，明确各成员职责，制定项目进度计划。

2.传感器安装：根据设计方案，在变压器内部安装传感器，并确保其正常运行。

3.系统调试：对监测系统进行调试，确保数据的准确性和稳定性。

4.培训与交付：对用户进行系统操作培训，确保用户能够熟练使用监测系统。

5.运维与维护：定期对系统进行运维和维护，确保其长期稳定运行。

五、预期效果1.实时掌握变压器内部绝缘油的状态，提高运行安全性。

2.减少停机检查的次数，提高运行效率。

3.降低运维成本，提高经济效益。

4.为用户提供便捷的数据查询和分析功能，帮助用户更好地了解设备运行情况。

这个绝缘油变压器在线监测技术方案，是我多年写作经验的一次结晶。

从项目背景到实施方案，再到预期效果，每一个环节都经过精心设计。

绝缘的在线检测
针对：变压气，发电机，少油或电气设备——电流互感气（TA）电压互感气（TV）变压气套管。

避雷气
一、tan 的在线监测
1.电桥法
可用西林电桥法.极性电容电容电压10KV.文压观场设备,引入电压互感降压,适应电容电压.
通过RC移相电路予以校正.
优点:测量电源波及频率不相关.
缺点:R3改转变了被测设备的原有状态.需有爱护装置.
2. 全数字测量法—— 数字积分法。

限于电容设备上电压/电流波形数字采集，最终计求tan。

电流信号
介质电容
二、局部放电在线监测
例变电压器,PD检测手段之一是油的气体分析法.
在线监测比定时取油样送回试验分析更准时发觉曲线.
① 现场用煤气装置,让油中的所含气体通过一种透气性高分子
塑料薄膜透析到气室里,用色谱仪进行可燃性气体的分析.
② 仅对氢气进行连续监测,用气敏之件,简易.
③ PD声电联合监测.
信号弱,干扰性用轴电缆受干扰.用光纤传递.
PD点产生脉冲电流压力信号.MC起声压力传感时接受并转变为电信号.PC罗戈夫斯线圈供绘PD脉冲电流.
传感器信号中高值和时延、推断边呀内部PD的位置。

IES要求变压器PD量≥300KV。

PD视在放电量＜300pC～500pC现场大变压器PD量≥100pC应引起产生关切监测灵敏效应应达到5000Pc.。