合成绝缘子故障的红外热像在线检测

文章介绍了用红外热像测温跟踪缺陷合成绝缘子的状况以及对其的电气试验情况，合成绝缘子运行中发热是因为内部界面缺陷局部放电引起的。对运行中同类型的合成绝缘子进行了普查，发现存在过热缺陷的合成绝缘子缺陷率高达20％以上。最后，文章分析了合成绝缘子产生界面缺陷的原因，指出2年一次的红外定期热像测温可以检测和监测此类界面缺陷。     

一起500 kV线路复合绝缘子发热缺陷分析

复合绝缘子发热缺陷会对输电线路的安全稳定运行构成严重威胁。针对一起500 k V线路复合绝缘子发热事件，对该线路两种型号的发热绝缘子进行了外观检查、红外检测、解剖检查、憎水性试验、渗透性试验、水扩散试验、密封性试验，分析了复合绝缘子发热的缺陷及发热原因。结果表明：两种型号发热绝缘子均存在芯棒-护套粘接不良缺陷，同时水扩散泄漏电流幅值超过标准值，该缺陷是导致绝缘子芯棒酥朽并发热的原因。针对该缺陷提出了运行维护建议。     

一起1000 kV输电线路复合绝缘子蚀损缺陷问题分析

为分析一起特高压1000 kV线路复合绝缘子蚀损缺陷的原因,通过红外测试、解剖、憎水性试验、等值盐密试验、渗透性试验及水扩散试验等手段对缺陷绝缘子开展了试验分析。结果表明,蚀损位置可产生发热,其发热幅值测试结果与蚀损严重程度、测试所在位置有关。复合绝缘子蚀损位置的伞裙-护套界面均存在气隙,蚀损严重区域气隙内部存在明显的放电痕迹。由此判断蚀损缺陷由复合绝缘子伞裙-护套界面存气隙引发,界面气隙在高场强作用下引起局部放电,长期作用逐步导致电蚀区域的产生和扩展。针对蚀损原因和发热特征,提出了后续运维检修措施建议。     

220kV沿海线路复合绝缘子异常发热问题原因分析

以沿海地区某220 kV运维交流线路出现较大面积复合绝缘子发热为背景,选取6支绝缘子样品进行复合绝缘子芯棒发热原因分析。对发热绝缘子及同塔的其他绝缘子进行了外观检查、试验分析,综合分析了发热原因。结果表明,绝缘子存在批次性芯棒-护套粘接不良,其中绝缘子发热位置芯棒-护套已完全脱离,芯棒-护套界面气隙受潮导致绝缘子发热。针对复合绝缘子产品使用和运维,提出了供相关运行单位参考的建议。     

复合绝缘子内部缺陷微波致热检测方法

为了探测复合绝缘子的内部界面缺陷,文中提出一种基于微波致热的检测方法。针对电力系统中的常用设备——复合绝缘子的典型缺陷,结合电磁波理论,分析了微波在不同介电常数材料中传播特性的差异。通过有限元仿真分析,获得了含酥朽缺陷复合绝缘子在交流电压下的发热特性,并对比了微波作用下酥朽老化绝缘子与正常复合绝缘子发热特性的差异。使用实际出现朽化缺陷的芯棒样品,测试了微波加热后表面温升的特性,分析了微波入射方向、处理时间、功率对发热的影响。仿真与试验结果验证了微波致热检测绝缘子内部缺陷的有效性。通过对微波处理前后的样品开展质量监测、热失重、傅里叶红外光谱测试,分析了微波致热方法对复合绝缘子样品的劣化作用。     

复合绝缘子芯棒与护套交界面在水和高温作用下的老化特性

复合绝缘子的芯棒与护套之间的界面老化是造成复合绝缘子故障的重要原因之一,目前缺乏针对界面老化的专项研究。为描述界面在老化过程中性能的变化特性,该文提出界面在水和高温作用下的老化模型,模型认为界面老化包括微观缺陷的形成和扩展两部分,缺陷的扩展在老化过程中占据主要地位。此外,提出一种新的基于芯棒表面形貌分析的评价指标:界面图像老化率。为验证老化模型,采用硅橡胶绝缘子和一种新型脂环族环氧树脂绝缘子进行试验。试验通过水煮使含界面样品老化,对老化样品进行泄漏电流试验及芯棒–护套剪切分离试验,以界面电流、剪切强度、界面图像老化率作为评价界面性能状态的指标。研究结果表明:界面电流、界面图像老化率两种指标在界面老化过程中的变化符合老化模型描述的S型曲线规律,界面缺陷在老化中的扩展是导致界面迅速老化的原因;剪切强度用于评价界面性能的灵敏度较其他两种指标低;界面缺陷扩展指数是界面的固有性质,可用于界面耐老化性能的评价,可应用于不同类型的复合绝缘子;新型环氧绝缘子具有更好的界面耐老化性。     

广东地区高温发热线路棒形复合绝缘子劣化特性

为了揭示高温发热的线路棒形复合绝缘子的劣化特性,文中对广东电网江门供电局某220 kV故障绝缘子开展了研究。观察了该支绝缘子的外观形貌,在带电状态下进行红外、紫外检测。之后进行解剖观察,采用现代材料测试方法(SEM、XPS)对比了芯棒劣化处与正常处的材料特性,使用宽频介电谱仪对比测试了劣化处与正常处芯棒短样的电气参数。试验和解剖结果发现,该绝缘子护套表面有击穿孔,加压温升严重、外部有微弱放电。内部交界面处芯棒表面劣化已经从高压端延伸至中部。材料分析表明界面处芯棒受到了严重的放电破坏,环氧树脂发生裂解,玻璃纤维有断裂和蚀损现象,存在氧化分解、酸性液体侵蚀等劣化过程。此外,劣化处芯棒的介电常数、介损角正切、电导率都有了明显的上升,造成电场进一步产生畸变,局部放电过程增强。研究表明,该类高温发热的线路棒形复合绝缘子芯棒劣化严重,并且局部放电等劣化过程较为剧烈,断裂风险极大。     

高压输电线路复合绝缘子发热机理的研究

借助于红外热像仪在实验室对含有模拟缺陷的复合绝缘子和来自现场的含有真实缺陷的复合绝缘子拍摄热像图,并与电场强度分布测量结果及解剖结果进行比较分析,研究了复合绝缘子发热的机理,指出内部局部放电引起发热,渗入缺陷的水分带来的介质损耗引起发热,护套严重老化、绝缘电阻下降引起电阻损耗发热这三种发热机理是引起复合绝缘子发热的主要原因,输电线路中的复合绝缘子的发热机理以第三种为主,该研究结果将有利于判断复合绝缘子内部的绝缘缺陷长度及严重程度.     

湿热环境下含芯棒-护套界面缺陷复合绝缘子的界面老化机制研究

湿热环境下,含界面缺陷的复合绝缘子更易发生酥朽断裂、界面击穿等严重事故。目前湿热环境下含芯棒-护套界面缺陷复合绝缘子的界面老化机制尚未明确。本文对含有不同界面缺陷的复合绝缘子短样进行湿热老化,对比吸潮与干燥状态下各试样的温升与放电结果,然后通过解剖观察、微观形貌观察及表面元素与官能团变化分析,研究湿热环境对含界面缺陷复合绝缘子性能的影响。结果表明：绝缘子界面缺陷在湿热作用下会加速绝缘子的老化进程,扩大为界面失效,界面处局部放电与水分杂质的极化损耗会引发异常发热故障,其中金属缺陷引发的温升明显高于其他类型缺陷;随着界面缺陷逐步扩大,环氧树脂由界面向内部发生氧化分解,玻璃纤维大量裸露,进而发生劣化。     

复合绝缘子断裂机理分析及建议

为了提高复合绝缘子生产及运行维护水平,深入分析复合绝缘子断裂机理。通过进行吸水性、渗水性及加速老化等多种试验,分析了一起500 kV线路复合绝缘子断裂原因。结果表明,该绝缘子断裂原因是其界面区域长期存在局部放电,加剧芯棒和护套的蚀损与老化所致。同时证明了对于微观界面质量差的复合绝缘子,水分会穿过其完好的硅橡胶护套材料进入存在缺陷的交界面,引发绝缘子老化。基于分析结果,提出在生产及运行维护中预防复合绝缘子断裂的建议。     

一起220 kV GIS母线支柱绝缘子故障定位与分析

针对一起220 kV母线支柱绝缘子内部放电击穿故障,进行了定位和故障原因分析。通过分析SF_6气体分解产物,确定了故障气室;通过绝缘子电气、机械、片析等试验分析,判断本次绝缘子运行中放电故障原因为绝缘子在运输或装配过程中产生应力集中缺陷,在长时间运行电压作用下微弱局部放电逐步累积使绝缘子缺陷扩大,最终导致放电击穿。对GIS设备运维检修工作提出建议,以避免此类事故再次发生。     

复合绝缘子界面缺陷对电场分布特性影响的仿真研究

复合绝缘子的芯棒与护套粘接界面常常出现缺陷,畸变周围电场,影响绝缘子的电气和机械性能。为了研究不同缺陷形态下的绝缘子电场特性,文中以110 kV复合绝缘子为考察对象,应用有限元分析软件COMSOL搭建了绝缘子三维模型,对电场分布进行了仿真计算,研究了界面出现气隙、水汽等缺陷对局部电场及绝缘子整体轴向电场分布特性的影响。结果表明:气隙处电场强度相比正常情况下显著增大,场强最大值与气隙跨度、厚度正相关,与气隙长度负相关,并基于气隙等效弧柱体模型给出了理论分析,修正了等效圆柱模型的不足;水分渗入能降低气隙场强,但同时严重畸变绝缘子轴向电场;护套受潮增重会使场强线性增加,超过一定程度会引发电晕放电,导致沿面闪络等事故。     

界面涂层对特高压GIS盆式绝缘子导体-绝缘盆体界面处电场调控

为了解决在特高压盆式绝缘子运行过程中,因中心导体与盆体绝缘材料性能差异引起的界面烧蚀破坏现象,对绝缘材料界面处的场强集中效应进行了研究。首先以特高压交流盆式绝缘子中心导体与盆体绝缘材料之间界面处的场强为研究对象,应用有限元仿真计算分析了特高压盆式绝缘子界面处场强集中的原因,并采用涂覆界面材料的方法对界面处场强集中效应进行抑制。然后建立了含界面涂覆材料的盆式绝缘子模型,并推导出界面层两侧的场强与界面涂覆材料相关参数的关系式,进而得到不同的界面涂覆材料的界面层两侧的场强分布规律。研究结果表明:界面层厚度与缺陷高度相当,且相对介电常数100时,界面层可以较好地屏蔽导体表面的缺陷;验证了模型的有效性。研究可为界面涂覆材料的设计和选择提供理论依据。     

红外热像技术在劣化悬式瓷绝缘子检测中的应用

在机械负荷、雷击及环境温湿度等因素的长期作用下,悬式瓷绝缘子机械强度和电气绝缘性能会逐渐下降,甚至丧失,严重威胁电力系统安全稳定运行。利用红外热像技术对悬式瓷绝缘子较易出现的发热缺陷进行了检测,结果表明红外热像技术是检测悬式瓷绝缘子发热缺陷的快速、有效方法,能够及时消除绝缘子缺陷,提高检修效率。     

复合绝缘子酥朽发热老化的原因分析

为探究500 kV陕瀛线复合绝缘子异常发热的原因,采集故障绝缘子样本进行了红外和紫外检测、解剖分析、电镜扫描、X射线能谱分析等试验,结果表明,陕瀛线复合绝缘子异常发热故障是酥朽老化引起;酥朽老化是绝缘子的内部蚀损导致,其直接表现特征为局部发热,红外精确定位是早期发现此类故障的有效办法;酥朽老化的形成过程与复合绝缘子内部缺陷引起的局部放电有关,局放引起发热,伴随环氧树脂化学裂解,玻璃纤维表面蚀损,硝酸根离子产生等特征,导致绝缘子机械强度下降。     

500 kV核惠线合成绝缘子异常发热原因分析

由于优越的防污闪性能,合成绝缘子被大量应用于超特高压输电线路中。本文对深圳地区一起500 k V交流复合绝缘子异常发热缺陷进行了详细的分析,通过外观检查、不同湿度下的加压试验、水扩散试验、吸水性试验以及官能团分析,确定了老化水解形成的极性基团以及侵入硅橡胶内部的水分是诱发合成绝缘子发热的主要原因,同时发热将加速硅橡胶材料的老化。试验结果还表明,在新入网复合绝缘子性能评估过程中,除交界面耐水解性能外,还应关注硅橡胶材料的饱和吸水量。     

含人工缺陷复合绝缘子红外特征试验研究

复合绝缘子红外图谱智能自动识别方法是未来复合绝缘子运维的重要发展方向。为获得足够的发热红外图谱样本,制作了含护套-芯棒粘接不良、芯棒-护套内部金属异物和端部金具-护套界面气隙3种人工缺陷的绝缘子。同时针对端部金具-护套界面气隙发热分析了不同空间分辨率红外镜头对红外测试结果的影响。结果表明,220 k V复合绝缘高压端芯棒-护套粘接不良缺陷仅出现轻微温升;通过不同长度金属丝异物构建的220 kV复合绝缘子高压端护套内部存在局放缺陷,温升幅值位于1.5～5.5 K; 500 kV复合绝缘子高压端金具-护套界面气隙可产生7～8 K温升;对于端部金具-护套界面气隙发热,不同空间分辨率红外镜头测得温升幅值偏差平均超过20%,为保证测温精度,现场测试应选用空间分辨率更精细的红外镜头。     

一起220kV复合绝缘子芯棒断裂事故分析

复合绝缘子芯棒断裂事故会对输电线路的安全稳定运行构成严重的威胁。结合某220 kV线路复合绝缘子芯棒断裂事故,对断裂绝缘子及同批次产品进行了外观检查、性能试验、解剖检查、材料试验,分析了绝缘子芯棒断裂的原因及机理。结果表明:该绝缘子端部结构存在缺陷及密封性能不良的问题,导致芯棒玻璃纤维受到酸液侵蚀,逐渐产生应力腐蚀过程,在弱酸腐蚀及应力的共同作用下机械性能不断降低,最终整支芯棒发生断裂。针对芯棒脆断现象和长期机械性能不佳的问题,建议将复合绝缘子端部金具楔式结构逐批更换为压接式结构,并加强端部金具及护套的密封,以及采用无硼纤维耐酸芯棒。     

应用红外检测技术评估复合绝缘子劣化状态

应用红外检测技术能够有效检测复合绝缘子劣化状态。剖析了导致复合绝缘子发热的原因,研究红外检测技术评估复合绝缘子劣化状况的方法,提出了应用红外检测技术评估复合绝缘子劣化状态的两个判据。以沿海地区某110 k V变电站110 k V母线复合绝缘子红外检测温度异常为例,应用红外检测技术诊断该复合绝缘子缺陷类型,并通过停电解剖复合绝缘子验证了红外检测结果的正确性。     

500kV输电线路复合绝缘子断裂事故分析

本文以湖南某500kV线路复合绝缘子断裂事故为例,描述了复合绝缘子护套破损、芯棒蚀损的形貌特征,并对造成故障的可能原因进行了分析。结合运行经验及试验论证,认为端部缺陷是导致该复合绝缘子断裂的主要原因,并对复合绝缘子的运行维护等工作阶段提出了建议。