高压绝缘子在线监测技术

XXX500KV变电站绝缘子在线监测系统技术方案根据XXX电力局相关人员介绍，由于XXX500KV变电站周围工业污染严重，而绝缘子是变电站的重要组成部分，长期暴露在户外空气中，受环境因素的影响会使得绝缘子的电气性能大大降低，有可能导致闪络，甚至掉线事故，造成大面积停电。

我们建议采用绝缘子在线监测系统对变电站较易污染的支柱式绝缘子(如母线、开关设备、隔离闸刀等处)进行污秽等级监测，能有效防止绝缘子发生闪络或掉线事故；降低输电线路变电站运行、维护、检修成本；为绝缘子运行和维护的分析、管理提供便利；为电网及变电站的绝缘子设计提供参考依据。

这对于电力系统的稳定起着至关重要的作用。

绝缘子在线监测系统由：现场监测对象（绝缘子、集流环）；远程数据采集装置；信息无线收发装置（天线、路由器）；专家分析系统四部分组成，如下图所示：RIZNER—LCMS绝缘子在线监测系统监测对象由绝缘子、集流环组成。

系统通过安装在绝缘子底裙的集流环测量电流信号，用同轴电缆与数据采集装置直接相连，为数据采集装置提供泄漏电流值、脉冲电流值、污染层导电率等数据。

远程数据采集装置是实时监测装置，有三个数据输入口，可对不同位置不同形状的支柱式绝缘子进行监测，包括泄漏电流相关参数采集、环境参数：温度、湿度、风速、风向的采集（风速、风向监测仪器不在此方案范围内），并记录各个参数的波形，进行初步分析、判断，为专家分析系统评定绝缘子污染程度提供强而有力的分析数据。

当系统检测到高污秽事件超过预定值导致闪络时，会通过干接点向外部发出报警信号以避免污闪事故的扩大。

选择监测二组不同形状绝缘子的数据采集装置安装要相对靠近，要尽可能靠近具有专家分析系统的控制室。

无线收发装置通过WiFi技术将远程数据采集装置采集的各种信号传输给控制室专家分析系统，同时将专家分析系统发出的执行命令传递到数据采集装置。

目前装置提供的无线通讯距离为30米，可通过选择高增益、高灵敏度的WiFi天线达到更远距离的传输。

超高压线路绝缘子状态的在线监测输电线路绝缘子表面很容易受安装地区环境污染物的影响，以致绝缘子表面积累的污染物受潮时产生漏泄电流，从而引起绝缘击穿闪络。

绝缘闪络则可能造成事故，影响线路的可靠性，导致用户和供电部门的经济损失。

绝缘子表面的污染积累有一过程，其严重程度取决于多种因素。

如：地区、风速、雨雾、污染物类型、数量及绝缘子外型构造等。

为确保安全可靠供电，电业部门必须按预定周期对绝缘子串进行清扫，而清扫周期间隔决定于沿线绝缘子上污染物积累的程度。

为了确定预防维护的合理周期，应建立起沿线绝缘状况和绝缘子串表面状态的连续在线监测装置，以便对绝缘状况实施监督，避免由于环境污染造成的绝缘恶化而产生的线路停电事故。

1污染的测试方法1．1当量盐密测量法被测绝缘子暴露在选定地点环境条件下一个月至数个月之后，用一定数量的蒸馏水将绝缘子的积垢仔细地全部洗下，测量收集溶液的导电度。

对测得的数值再应用NaCl液的温度／电阻率曲线和浓度／电阻率曲线换算成当量盐量（mg），然后将当量盐量除以绝缘子表面积（cm2）求出当量盐密。

这一过程需反复进行，反复的时间间隔必须足够短，以便求出两次冲洗间的最大盐密度。

由于冲洗可能破坏试样状态，所以在整个测试期必须有多个试样对象暴露在自然的污染环境中，因此这种方法耗时多、费用高，而且仅能给出平均水平概念值。

1．2绝缘子表面电阻测试法该法是对绝缘子施加低压交流电，定期自动测量带电绝缘子的表面电阻，而同时又不会触动污染物。

此法有两种方案可供选择。

第一种方法是对暴露在潮湿条件下的带电绝缘子定期地或连续地测量其表面电阻。

第二种方案是应用带有超声冷雾发生器的轻便雾室获取人造受潮时间，从而测出污秽绝缘子表面电阻与受潮时间两者间的关系。

后一种方案能可靠地指示出雾或露水浸潮绝缘子时绝缘子绝缘状态。

另外当有大量非溶性污染物时，这种作用很直观，且具有不破坏污染物原状的优点，因此可以获得污染沉积的积累效应。

1．3漏泄电流的在线测量法这种测量需在特殊设备上进行，用适当的电源对绝缘子串施加电压。

高压绝缘子泄漏电流在线监测技术X藏鹏程(乌兰察布电业局大用户管理处,内蒙古集宁　012000) 摘　要:污闪事故是威胁电力系统安全运行的灾难性事故之一,通过对绝缘子污秽闪络的分析,比较了泄漏电流法和其他方法的区别,并对高压输电线路上的绝缘子引出了数学模型和测量方法,同时也对泄漏电流在线监测系统做了简要的介绍。

关键词:污秽绝缘子;泄漏电流;在线监测 中图分类号:T M855 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0121—03 众所周知,外绝缘污闪是威胁电力系统安全运行的严重事故之一。

污闪的发生必须具备污秽积聚、污层受潮和施加电压3个条件,缺一不可。

目前运行部门所采取的定期清扫、涂刷RTV 涂料以及更换合成绝缘子等防污闪措施就是出自这一思路。

尽管频繁的清扫、检修能够明显降低污闪事故的发生概率,但这并不能确保万无一失。

为了提高防污闪措施的有效性和可靠性,必须对外绝缘设备的染污状态有及时准确的了解、掌握。

由此,绝缘子染污状态在线监测技术应运而生。

泄漏电流几乎是目前唯一可以作为在线监测绝缘子染污状态的参量。

这里所谓的泄漏电流是指:在运行电压下污秽受潮时测得的流过绝缘表面污层的电流。

作为绝缘表面放电发生的直接诱因,泄漏电流伴随了表面污层积聚、受潮的全过程,它的变化特性能够动态反映污层的积聚程度和润湿程度,即表征了绝缘子实质接近污闪的程度。

因此,从污闪机理上讲,泄漏电流是理想的监测参量。

另一方面,泄漏电流的测量不需要复杂的设备,容易实现在线连续测量,这更使得它成为绝缘子染污状态在线监测领域所关注的焦点。

20世纪50年代开始,污闪事故的危害性逐渐显现,与此同时研究人员开始了泄漏电流的相关研究。

但由于测试技术的限制以及对污闪机理了解不够深入,研究进展相当缓慢。

直到20世纪70年代,测量手段的发展使这种情况得以改观。

20世纪80年代至今,随着计算机和电测技术的飞速发展,基于泄漏电流的绝缘子染污状态在线监测技术不但在泄漏电流特性研究上有了很大进步,人们也尝试将泄漏电流用于实际监测中。

变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析变电站是供电系统的重要组成部分，其正常运行对电网的稳定运行和电力供应具有至关重要的作用。

在变电站中，高压电气设备是电力系统的核心部件，其绝缘状态的良好与否直接关系到设备的安全稳定运行。

而随着科技的发展，传统的绝缘状态监测手段已不再适应现代电力系统的要求，因此需要引入更先进的在线监测技术来实现绝缘状态的全面可视化监测。

本文将对变电站高压电气设备绝缘在线监测技术进行探析，以期为变电站绝缘状态监测提供新的思路和方法。

一、高压电气设备绝缘状态的重要性在变电站中，高压电气设备通常由变压器、断路器、隔离开关、电缆等组成，其正常运行与绝缘状态密切相关。

绝缘状态的良好与否关系到设备的安全稳定运行，同时也对电网的安全稳定运行具有重要影响。

传统的绝缘状态监测手段主要包括局部放电检测、绝缘电阻测试、绝缘介质介损测试等方法，这些方法虽然可以发现绝缘状态存在的问题，但是监测范围狭窄，监测手段单一，往往不能对绝缘状态进行全面、准确的监测。

而且这些方法通常需要停电检修，给电网运行带来不便。

发展高压电气设备绝缘在线监测技术，实现设备绝缘状态的全面可视化监测，成为解决现有绝缘状态监测手段存在问题的重要途径。

接下来，我们将对变电站高压电气设备绝缘在线监测技术进行探析。

二、绝缘在线监测技术的现状分析目前，国内外在高压电气设备绝缘在线监测技术方面已经取得了一定的进展。

局部放电监测、在线绝缘电阻监测、红外热像监测、超声波监测等技术已经成为绝缘在线监测的常用手段。

1. 局部放电监测技术局部放电是高压电气设备绝缘老化、损伤等问题的普遍表现，因此局部放电监测技术被广泛应用于绝缘状态监测。

该技术通过监测局部放电信号的特征来判断绝缘状态的良好与否。

由于局部放电信号的特点复杂多变，需要高精度的设备和专业的人员进行分析，因此局部放电监测技术在实际应用中存在一定的局限性。

2. 在线绝缘电阻监测技术在线绝缘电阻监测技术是通过在设备绝缘表面布置绝缘电阻测试仪，实现对设备绝缘电阻的实时监测。

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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２ ０ （ ）： 一 ４ ０ ８， １ ７ Ｉ ．
收 稿 日期 ： ０ ０ｉ — ８ ２ １ －０ ２
作者简介 ： 刘 纯 （ ９ ６） 男 ， 北 人 ， 士研 究 生 ， 级 １７一 ， 湖 硕 高 工 程 师 ， 事 结 构 应 力 分 析及 安 全评 估 工作 。 从
一
子 合 成 材 料 。 陶 瓷 产 品 属 于 脆 性 材 料 ， 有 固有 没
的形 变 且 韧 性 极 低 ， 压 绝 缘 子 工 作 环 境 恶 劣 ， 高 受
外界 因 素影 响较 大 ， 大 风 、 雪 、 冰 、 晒等 ， 如 雨 覆 日 使其 附加应 力增 大 ， 瓷 绝缘 子存在 微小缺 陷 ， 若 就 容 易 在 该 处 形 成 应 力 集 中 造 成 破 坏 。表 ２为 不 同
地 区高 压支柱 绝 缘 子 断裂 和 开裂 事 故 情况 统 计 。 设 计 、 装和运 行 检 修不 当也 能造 成 绝 缘子 机 械 安
事故。 ．
表 ｌ 不 同地 区不 同 电压 等 级 变 电 站
及 其 设 备 污 闪 情 况 统 计
般 来 说 高 压 绝 缘 子 故 障 主 要 有 以 下 两 个 方
而 引发 突 发 性 电 力 事 故 ， 成 巨 大 的经 济 损 失 。因 此 ， 造 电气 设 备 绝 缘 的在 线 检 测 尤 为 重 要 。文 章 介 绍 了 国 内 对 高 压 绝 缘 子 在 线检 测 的两 种 方 法 以及 检 测 方法 的 比较 。 关键词 ： 电气 设 备 ； 缘 故 障 ； 缘 子 在 线 检 测 绝 绝
上 海 电 力
２ ｌ 年第 ４ 期 ＯＯ —５
电网绝 缘 子 在 线检 测 技 术
池 永 斌

第1章绪论1.1概述1.1.1引言输电线路的绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠运行。

但沉积在绝缘子表面的固体、液体和气体微粒与雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等恶劣气象条件的同时作用，将使绝缘子的电气强度大大降低，从而使输电线路和变电站的绝缘子不仅可能在过电压作用下发生闪络。

更频繁的是在长期运行电压下发生污秽闪络，造成停电事故。

为了提高绝缘子运行的可靠性，通常采用定期人工清扫。

人工清扫基本为全计划方式，需要停电作业不仅消耗大量的人力、物力。

而且由于缺乏绝缘子污秽程度的实时信息。

计划式清扫不能做到杜绝事故的发生。

许多污闪事故均在两次清扫之间发生。

加强输电线路运行的现代化管理，进行线路防污闪在线监测，实现状态检修的要求已成为急待解决的课题。

绝缘子污闪的最直接原因是表面泄漏电流急剧增大。

泄漏电流是指在运行电压作用下污秽受潮时测得的流过绝缘子表面污层的电流，可通过测量泄漏电流的大小和变化来对绝缘子污秽进行判断。

本文借助GSM网络，成功研制了新型输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统。

对输电线路运行绝缘子串的泄漏电流、闪络脉冲、环境温湿度、风速、风向以及雨量等进行定时(20分钟、40分钟等，用户可设定)监测，可随时提供线路绝缘子表面污湿状况和预报警服务。

1.1.2污闪的危害污闪是区域性的问题，其显著特点是同时多点跳闸的几率高。

绝缘愈低，跳闸机率愈大，且重合成功率愈小。

华北电网1975-1985年统计表明，输电线路污闪跳闸重合成功率为27%。

1996-1997年，京、津、唐电网变电设备的几次污闪、重合也大都失败。

重合不良则意味着存在永久性故障，而多点故障则意味着多处供电失去电源，甚至于会造成大面积的污闪事故。

污闪的上述特点，是由其本身的特殊性造成的。

一个大、中型变电站，对地的绝缘设备大约有几百支甚至上千支；而变电站的进线、出线也有几条至十几条，在周围几十或上百平方公里的地区；大气的污染几乎是相近的，雾、雪、毛毛雨等潮湿的气象条件也几乎是相同的。

检 测很不方便１ 。
综合上述方法 ：在 以往 的离线监 测方 法对 绝缘
子的性能作一定的评测 ， 但是工作量非常大 ，测量 精度不够高。不能实时获得绝缘子的实际应用状况。
还不能达到对 绝 缘 子 的安 全 监 测 ，科 学 安排 生 产 ，
图 ２ 电气 量 的测 量 图
减少线路维护费用。
低 于 ８％、且绝缘 子表面无凝露 的条件下测 量。否 ０ 则 ，潮湿的绝缘子 串其 电压 分布要改 变 ，特别是绝 缘子表面具有污秽 且又潮 湿 的情 况下 ，绝缘 子 串上 的电压分布将 不按 电容分布 ，而按 电阻分布 。污染
线路的重合 闸动作失败 ，其所 占比例 高达 ２％ 。对 ２ 电力系统 的稳定性带 来 了不 良的影响 。以下 对高压 绝缘子的传统监测方法和在线监测方法进行分析 。
机调制解 调器 ，该 系统 的分 析软 件能进行 自动 、手 动 的远程数 据 下 载 ，同时 也 可进 行 远 程参 数 设 定 ，
包电缆，到系统的主保护单元 ， 再经过保护和传感
单元 进 行 Ａ Ｄ转 换 ，再 到微 处 理 器进 行 分 析 ，运 ／ 算 ，见图 １ 。
２ ２ １ 系统数据分析 ．．
测数据不准。
对超高压线路 的运行绝 缘子暂无 可靠 的监测数
据来指导安排清扫周期。绝缘子在使用过程中，不 断地受到强电场，高温 日照， 机械应力，湿度，污
秽物影响 ，当在线运 行 中的绝缘 子表 面附盐 密度达
到—定 的程度 ，就会 降低绝缘 子 的绝缘 性能 ，增 加 绝缘子 的表面放 电系数 ，导致绝 缘面行 成 固态行 电
第３ ８卷 ２ １ ６月 ００年
云
南
电
力

变电站高压设备绝缘在线监测系统技术说明二○○八年八月一、系统概述（一）监测系统的总体结构变电站高压设备绝缘在线监测系统采用总线控制技术，它由安装在变电站内的测量监控系统和安装在后台管理中心的数据管理系统两个部分组成，通过网络可把若干个变电站监控系统的监测数据汇集到上层的数据管理诊断系统，实现对多个变电站内的高压设备绝缘在线监测。

绝缘监测系统通常由用户计算机、变电站中央监控器和若干个本地测量单元构成，其结构框图如图所示。

其中：1、本地测量单元：安装在变电站被监测设备的运行现场，种类及数量可根据监测要求确定。

目前可提供的本地测量单元可对变压器套管、电流互感器，电压互感器，耦合电容器的介损及电容量和末屏电流、避雷器的阻性电流及全电流等绝缘参数进行监测。

并以总线通讯方式，通过一根定制的双绞电缆把监测数据以数字形式传送到变电站中央监控器。

2、变电站中央监控器：安装在变电站控制室或监测设备现场，每台中央监控器提供的通讯总线上最多可挂载100多个本地测量单元。

中央监控器能够通过总线控制各个本地测量单元的工作状态，读取测量数据及异常信息，获得反映设备绝缘状态的特征参量，并按照下列方式保存各个设备的监测数据，等待上层的用户计算机进行访问。

①最近1小时内的12组数据（每5分钟形成一组新的监测数据）；②最近7天内的168组数据（每小时形成一组新的统计数据）；③最近1年内的360组数据（每天形成一组新的统计数据）。

3、用户计算机：安装在局内的信息管理部门，可通过局域网与其它的终端计算机进行数据交换。

普通的电脑只要安装了专用数据库管理软件，即可通过“Modem+公共电话网”的通讯方式读取各个变电站中央监控器的监测数据。

数据管理软件能够对监测数据进行分析判断，自动筛选出绝缘参数异常的电气设备，及时发出状态预警信号，同时提供包括参数变化趋势图在内的相关信息，以便管理人员作出更为精确的诊断。

（二）监测系统的关键部件监测系统的研制成功，很大程度上得益于高精度的电流传感器及先进的数字处理系统。

变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析摘要：本文主要论述了变电站高压电气设备的绝缘监测技术，分析了在线监测技术的使用方法和应用的技术，希望能够为今后的变电站高压电器设备的使用提供参考。

关键词：变电站；高压电器设备；绝缘；监测一、前言针对变电站高压电气设备，必须要在使用的过程中做好相关的监测工作，监测的过程中要采取更加有效的监测技术，科学利用在线监测软件，提高监测的效果。

二、变电站高压电气设备绝缘在线监测技术发展概况绝缘设备监测技术是在上个世纪七十年代兴起的，最初的绝缘在线监测技术主要就是使用数据采集和传感器来完成监测的，但是随着社会的不断进步，最初的在线监测技术的速度就跟不上人类的需求，而且监测效果也一般，这样就出现了越来越多的监测方式。

变电站高压电气设备绝缘在线监测技术发展基本上可以划分为以下两个阶段。

1.带电测试阶段这一阶段就是最初的在线监测阶段，主要就是使用数据采集和传感器，当时由于技术原因，监测的目的就是单纯的为了不停电对电器设备的某些参数进行监测，并不能够全方位的监测。

在最初的阶段，监测使用的数据采集和传感器基本上都是带电测试仪器，但是这些设备都相对比较简单，测试不能够很全面，灵敏度也相对的较差，一直到后来技术有所发展这种带电测试仪器才被淘汰。

2.在线监测阶段从上个世纪九十年代开始，人类的技术发展迅速，尤其是电子计算机的推广使用，这样就给监测提供了更加有效的技术保障，在变电站高压电气设备绝缘的监测上迎来了在线监测阶段，在这一阶段，主要采用的技术就是超声波探测、红外测温、截至损耗值等技术，这样就能够更加全面方便的监测变电站高压电气设备的绝缘问题。

近年来，随着技术的不断进步和发展，在线监测已经实现了自动化。

三、监测的基本原理1、监测对象及参数高压电气设备绝缘在线监测技术是在被监测电气设备处于带电运行状态中，利用其工作电压来监测绝缘的各种特征参数。

因此，能真实的反映出被监测电气设备绝缘的工作情况，从而对该被监测设备的绝缘状况做出准确的判断。

变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析随着电力系统的发展，变电站作为电力输配电的重要环节，其高压电气设备的可靠运行显得尤为重要。

高压电气设备的绝缘故障是变电站设备运行中的常见问题，而且一旦发生故障，可能会导致设备停机，造成不可估量的损失。

对高压电气设备的绝缘状态进行在线监测和分析，可以有效地提前预警故障并加以处理，保障变电站设备的安全稳定运行。

本文将对变电站高压电气设备绝缘在线监测技术进行探析，旨在为相关领域的技术研究和应用提供一定的参考和借鉴。

一、绝缘在线监测技术的重要性变电站的高压电气设备主要包括变压器、断路器、隔离开关、电容器、避雷器等，在运行中会受到高压、大电流、电磁场和环境温度等多种因素的影响，容易造成绝缘老化、击穿或闪络等故障。

一旦发生绝缘故障，可能会导致设备损坏、事故发生，甚至引发火灾、爆炸等严重后果。

对高压电气设备的绝缘状态进行在线监测，可以实时了解设备的运行情况，及时发现并处理潜在的故障隐患，确保设备安全稳定运行，对保障电力系统的安全运行起着至关重要的作用。

绝缘在线监测技术是利用各种传感器和监测装置，对高压电气设备的绝缘状况进行实时监测和分析，通过采集和处理绝缘参数的变化信息，确定设备的绝缘状态是否正常，从而提前预警绝缘故障。

其原理是基于绝缘材料的介电特性，通过监测介电参数的变化来判断绝缘状态。

传感器和监测装置的选择与安装位置，直接影响着监测技术的可靠性和有效性。

（1）电场法：利用电场传感器对绝缘设备的电场分布进行实时监测，通过测量和分析电场的强度和分布情况，判断设备的绝缘状态。

（3）红外热像法：利用红外热像仪对设备的温度分布进行监测，通过分析设备的热像图，了解设备的运行状态，预警可能存在的故障。

（4）超声波法：利用超声传感器对设备的超声信号进行监测，通过分析超声信号的频谱和幅度，判断设备是否存在绝缘故障。

随着科技的发展和应用需求的提升，绝缘在线监测技术也得到了迅猛发展。

目前，国内外已经形成了一系列成熟的绝缘在线监测技术和装置，并且在电力系统中得到了广泛应用。

变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析
随着电力系统的快速发展，变电站已经成为能源传输和分配的重要节点。

变电站高压
电气设备的可靠性对电力系统的稳定运行至关重要。

由于高压电气设备的工作环境恶劣，
设备绝缘老化导致的故障是造成设备损坏和停电的主要原因之一。

为了提高设备的可靠性和提前预测设备故障，变电站高压电气设备的绝缘在线监测技
术应运而生。

绝缘在线监测技术可以实时、准确地监测设备的绝缘状况，及时发现故障和
隐患，提前采取措施，有效降低变电站设备的故障率。

绝缘在线监测技术主要包括三个方面的内容：电气参数监测、化学参数监测和物理参
数监测。

电气参数监测是通过监测设备的电气参数来评估设备的绝缘状况。

电气参数监测的方
式有很多种，如超声波测量、电容式测量和电阻式测量等。

这些方法可以实时、精确地监
测设备的电气参数，如电容值、绝缘电阻和击穿电压等，从而评估设备的绝缘状况。

化学参数监测是通过监测设备中的气体和水分等化学参数来评估设备的绝缘状况。

设
备绝缘老化会产生一些气体和水分，通过监测设备中的气体和水分的含量和种类，可以判
断设备的绝缘状况。

常用的化学参数监测方法有红外分光法、气体色谱法和水分测定法
等。

物理参数监测是通过监测设备的振动、温度和声音等物理参数来评估设备的绝缘状况。

设备绝缘老化会导致设备的振动、温度和声音等物理参数的变化。

通过监测这些参数的变化，可以及时发现设备的故障和隐患。

常用的物理参数监测方法有振动传感器、红外热像
仪和声音传感器等。

摘要本文着重论述了变电站设备在线监测的发展,认为一个安全、可靠、实时的在线监测系统会为变电站高压电气设备的状态检修提供全面、真实的设备状态信息,同时也为高压一次设备的安全运行提供有力的保证。

关键词:电力设备;绝缘;在线监测ABSTRACTThis paper focuses on the substation equipment on-line monitoringof development,think a safe,reliable,and real-time on-line monitoring system for substation high voltage electrical equipment state information,but also for high pressure a sale operation of the equipment to provide a powerful guarantee.Keywords: Electric power equipment; Insulation; Online monitoring引言:高压电气设备的安全运行是电网安全运行的基础。

传统上,一般采用定期停电的方式对高压电气设备进行预防性试验和检修,但这种方式存在固有的局限性,不能全面、真实地反映设备存在的潜伏性故障。

因此,随着国民经济的发展,电力系统也逐渐发展壮大,传统的定期停电进行预防性试验的做法已不能满足电网高可靠性的要求。

电力设备在线监测应运而生。

所谓电力设备在线监测就是利用传感、电子、计算机数等技术,通过对运行中高压设备的信号采集和传输、逻辑判断,来实现对电力设备运行状态的带电测据处理、试或不间断实时监测和诊断。

下面本文就针对高压电气设备绝缘在线监测技术应用及其发展前景进行探讨。

一、传统的预防性试验存在的缺点(1)试验时需要停电,造成少送电和少发电。

特殊情况下,由于设备不能停电造成漏试而形成安全隐患。

高压电力系统绝缘状态在线监测技术的研究与应用摘要：本文分析了高压电力系统绝缘状态在线监测技术的研究意义，并根据某电厂的实际条件，详细介绍了在线监测系统的主要技术内容及工作原理。

关键词：高压电力系统绝缘状态在线监测1、引言某电厂为电铝企业自备、综合利用火力发电厂，在其所有设备中，高压电气设备约占设备总量的40%，一旦出现故障将直接影响电厂的安全经济运行，因此要加强高压电气设备的维修和预控。

根据相关标准，公司对高压电气设备进行了定期预防性试验，判断绝缘老化状态，但仍存在因漏报、误报等原因导致故障发生。

因此，需要采用在线监测及诊断技术，实现实时、准确的工况检测，及时发现潜伏性故障。

目前常用的检测方法有火花叉法、小球放电法及激光多谱勒振动法等，这些方法要么精确度较低，要么费用较高、操作复杂，在应用过程中效果并不理想。

2、绝缘状态在线监测技术的研究意义电力系统事故的最终表现均为绝缘破坏，因此，为确保系统安全运行，运行和检修人员必须掌握电气设备的绝缘状况。

传统的检测方法，通常是在系统和设备停运后人工用兆欧表进行绝缘数据测试，定期监测热（冷）备用设备，并以此来判断设备的绝缘状态，决策其能否投入运行。

这样的做法显然是被动且有一定盲目性的，而且仍不能避免和减少绝缘事故的发生。

因此，针对该电厂6kV不接地系统及发电机现状，开展高压电力系统绝缘状态在线监控技术研究，监控运行及备用中高压设备的绝缘电阻，防止设备因绝缘缺陷引发事故，从而及时采取措施，避免事故的发生，其意义在于以下三个方面：（1）研究高压电气设备在线绝缘测试，可实现在线或离线测试高压设备的绝缘电阻，及早发现绝缘缺陷，杜绝事故的发生；（2）能确保高压电力系统的安全运行，实现自动控制，能有效节约能源、人力、物力；（3）防止人员误操作或设备故障，造成设备的损坏。

3、在线监测系统的主要技术内容本高压电力系统绝缘状态在线监测系统的核心元件为上海中联公司研发的GJK监测仪，其核心技术是实现了将直流电源由50V提高到1500V后在高压电力系统中的监测应用。

高压绝缘子在线检测技术摘要：介绍了高压绝缘子的工作环境及常见故障，并具体对一些常用的在线监测方法进行了具体的分析。

例如，非接触式检测法：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；接触式检测法：电压分布法、泄漏电流检测法及脉冲电流检测法等。

其中对红外热像仪检测法和高压绝缘子的污秽度在线监测作了重点论述。

关键词：高压绝缘子在线监测电压分布泄露电流一、高压绝缘子概述高压绝缘子、高压套管的基本用途是在电力系统中或电气设备中将不同电位的导体在机械上固定起来。

架空线路的导线、变电所的母线和各种电气设备的带电体，都需要用绝缘子或套管支撑，使之与大地或接地物绝缘，以保证安全可靠的输送电能。

（一）绝缘子分类按结构形式可分为针式绝缘子、棒式绝缘子和悬式绝缘子。

按功能可分为普通型绝缘子和防污型绝缘子。

按使用材料可分为瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子和有机硅人工合成绝缘子等。

（二）绝缘子的工作环境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。

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% , 造成很大的经济损失。

（三）绝缘子常见的问题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。

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。

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。

因此，实现绝缘子在线监测，对于整个电网以至于整个电力系统来说都是一件非常有价值的事情。

二、绝缘子的测量方法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。

特高压输电线路绝缘子参数在线监测技术研究特高压输电线路绝缘子是电力系统中重要的组成部分，其安全运行对于电网的可靠性和稳定性至关重要。

而特高压输电线路中的绝缘子参数的在线监测技术，则是确保绝缘子的安全运行的关键。

一、特高压输电线路绝缘子的重要性特高压输电线路是指额定电压超过800千伏的输电线路，其输电能力和输电距离远远超过高压输电线路和超高压输电线路。

在特高压输电线路中，绝缘子的数量和规格也显得异常重要，它们起到了隔离电力系统和大气之间的重要作用。

但是由于特高压输电线路的运行环境恶劣，极端天气、风沙、霾雾等因素都会对绝缘子的安全运行造成威胁。

一旦绝缘子出现故障，就会导致整个电网失稳、甚至崩溃，给人们的生活和企业的生产带来极大的损失。

因此，保障特高压输电线路中绝缘子的安全运行，必须采取有效的在线监测技术。

二、特高压输电线路绝缘子参数在线监测技术目前，特高压输电线路中的绝缘子参数在线监测技术主要采用无线传感网络技术和物联网技术。

其工作原理如下：1. 无线传感网络技术无线传感网络技术是指通过在特高压输电线路中设置传感器网络，对绝缘子的参数进行实时采集，包括绝缘子的温度、介电常数、漏电流等参数。

通过数字信号处理和算法计算，可以对绝缘子的运行状态进行监测和诊断，并对异常情况进行及时预警。

2. 物联网技术物联网技术是指通过物联网终端设备，实现特高压输电线路中绝缘子参数的实时监测和远程控制。

数据可以无线传输到云端，通过云计算进行分析和处理，实现对绝缘子的运行状态的及时监测和预警。

三、特高压输电线路绝缘子参数在线监测技术的优势和难点特高压输电线路绝缘子参数在线监测技术具有以下优势：1.实时监测：通过在线监测技术，可以实时监测绝缘子的运行状态，及时发现问题，避免事故的发生。

2.准确预警：通过算法计算和数据分析，可以对绝缘子的运行状态进行准确预测，及时预警。

3.远程控制：通过物联网技术，可以实现对特高压输电线路中的绝缘子进行远程控制，提高操作的灵活性和稳定性。

变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析随着电力系统的发展，变电站在电能传输和分配中扮演着非常重要的角色。

变电站的高压电气设备是确保电能传输安全和稳定的关键。

在这些设备中，绝缘系统起到了非常重要的作用。

绝缘系统的损坏可能导致设备故障、电弧闪络和意外停电等问题，因此对绝缘系统的监测和维护至关重要。

传统的绝缘监测方法主要依靠周期性的离线检查，这样做存在时间周期长、信息获取滞后和成本高等问题。

为了及时发现和解决潜在的绝缘问题，人们开始研究绝缘在线监测技术。

绝缘在线监测技术通过安装传感器在设备上，实时监测绝缘状态，同时采集和分析相关的数据。

通过综合分析得到的数据，可以判断绝缘系统的健康状态，及时发现和预测潜在的问题，为设备维护和故障预防提供科学依据。

常见的绝缘在线监测技术包括绝缘电阻在线监测技术、微水在线监测技术和超声波在线监测技术等。

绝缘电阻在线监测技术是最常用的绝缘在线监测技术之一。

该技术通过安装绝缘电阻在线监测装置，实时监测设备的绝缘电阻。

当绝缘电阻下降到一定程度时，预警系统会自动报警，提醒运维人员进行维修和更换。

这样可以有效地预防设备故障和事故的发生。

微水在线监测技术是另一种常用的绝缘在线监测技术。

该技术通过安装微水在线监测装置，实时监测设备内部的水分含量。

当设备内部的水分超过设定的阈值时，系统会发出警报，提示运维人员进行处理。

水分是绝缘材料的天敌，在电力设备中存在水分可能导致绝缘强度下降，从而引发故障和事故。

通过微水在线监测技术，可以及时发现和处理设备中的水分问题，保证其正常运行。

变电站高压电气设备绝缘在线监测技术是确保电力系统安全和稳定运行的重要手段。

通过采用绝缘在线监测技术，可以实时监测绝缘系统的状态，提前预警潜在问题，及时进行维护和处理，保证设备的正常运行。

不仅提高了电力系统的可靠性和安全性，而且降低了人力成本和设备维护费用。

在变电站高压电气设备运维中，应积极采用绝缘在线监测技术，提升设备的运行效率和安全性。