输电线路绝缘子（共11篇）
输电线路绝缘子 篇1
我国在交、直流高压输电线路上至今仅使用了盘形悬式和有机复合绝缘子，正在考虑使用长棒型绝缘子。由于不同类型绝缘子的材质、制造工艺和结构不同，其机械特性、电气特性、污秽特性及高低温特性等方面存在差异。本文即讨论绝缘子的特性和绝缘子选型。
1 盘型绝缘子
盘型绝缘子具有良好的绝缘性能、耐气候性、耐热性和组装灵活等特点，被广泛用于各电压等级的输电线路上。但随着盘型绝缘子的用量迅速增加，盘型绝缘子也逐渐暴露出一些缺点，给安全运行和维护带来一定的麻烦。盘型绝缘子和钢化玻璃绝缘子均为可击穿型，当受冲击电压作用下或发生污闪时，容易使单片绝缘子顶端被击穿。击穿的根源多数情况下是由于机械负荷所造成的开裂所致。应该说明的是，盘型绝缘子和钢化玻璃就其本身并不易老化，而是它的整体帽脚型结构，这种结构使高的场强位于绝缘子内部，从而加速了绝缘子劣化。对于瓷绝缘子老化结果产生低值瓷绝缘子，若剔除漏检，在遭受雷击闪络时(或污闪时)，由于较高的雷电流和随后的工频续流(或短路电流)，可能会使该老化绝缘子头部因瞬间聚热而发生爆炸，造成断串事故。
2 瓷、玻璃悬式绝缘子
2.1 机械特性的评估
机械拉伸的质量指数Q和机械残留拉伸性能质量指数Qs是评估绝缘子机械性能的重要参数。交、直流瓷和玻璃悬式绝缘子设计时的设定值皆较高，能确保高可靠性;其主要机械特性分散性小，能较好地掌握和控制其机械特性;同时也说明了工程设计的设定值各有一定优劣。从已统计的参数值看，160k N及以上的交、直流瓷绝缘子的机械拉伸负荷的裕度较玻璃绝缘子大，但玻璃绝缘子的残留机械特性较瓷绝缘子的裕度大。随着绝缘子质量的增大，其主要机械强度总的趋势表现为裕度降低及分散性较大，保证值裕度较小，反映出质量越大，制造难度越大。制造高性能、高质量的悬式玻璃和瓷绝缘子，除设计上追求各自设定特性具有一定裕度和分散性外，需对各制造工序实施严格的质量管理。
2.2 主要电气特性
近10年来通过对绝缘子原料、配方和制造工艺等方面不断改进，瓷和玻璃绝缘子耐陡波冲击和耐工频电弧性能提高较大。
3 复合绝缘子
3.1 机械强度高
复合绝缘子的机械强度远远高于传统的瓷绝缘子和玻璃绝缘子。目前复合绝缘子芯棒所采用的玻璃钢引拔棒的抗拉强度达到了800～1200M Pa，而钢化玻璃及瓷的抗拉强度仅为90M Pa和40M Pa。以100k N线路型绝缘子进行比较，瓷质盘形绝缘子拉伸强度仅仅达到120k N左右，且分散性很大。而同样级别的100k N复合绝缘子，拉伸强度可达170k N以上，大大提高了线路运行的可靠性。
3.2 重量轻，便于运输和安装
相同电压等级下，复合绝缘子的重量仅为瓷绝缘子的1/7～1/10。在生产和交货过程中，可节约大量的人力和运输费用。复合绝缘子的外套采用硅橡胶材料，质地柔软，耐冲击能力强，大大减少了安装、运输过程中造成的意外破损。此外由于复合绝缘子机械强度高，重量轻，线路杆塔可进行优化设计，节约大量钢材，降低了输电线路的基础建设投资。
3.3 无零值，便于维护
线路上的盘形绝缘子属于可击穿结构，运行中绝缘子串有可能出现个别绝缘子绝缘性能下降甚至击穿的情况，如不及时发现，会引起绝缘子串中其他绝缘子的进一步劣化，造成绝缘隐患而复合绝缘子从绝缘结构上来说属于不可击穿型，不会出现零值问题，运行中无须检测，可以节约大量的维护费用。
3.4 防爆性好
瓷绝缘子易破碎，爆炸产生的碎瓷片向四周飞溅，危及其他电气设备和巡检人员的人身安全。复合绝缘子套管采用环氧玻璃丝或布管，伞裙质地柔软，即使发生闪络事故也不会爆炸，大大提高了设备运行的安全性。
3.5 污闪电压高
这是复合绝缘子最主要的特性。污闪电压高，来源于伞套材料表面优异的憎水性能。在大雾、小雨、溶冰等恶劣气象条件下，复合绝缘子表面形成分离的水珠而不是连续的水膜，污层电导很低，因此泄漏电流也很小，不易发生强烈的局部电弧，局部电弧也难以进一步发展导致外绝缘闪络。更为重要的是，硅橡胶材料具有独特的憎水迁移性。在污秽地区运行一段时间复合绝缘子表面积污后，憎水性可以迁移到污层表面，使污层表面也具有像硅橡胶一样的憎水性，在相同污秽度下，其污闪电压可以达到相同泄漏距离瓷绝缘子的两倍以上。尽管憎水性在不利的环境及电气应力的共同作用下，可能暂时减弱甚至完全丧失，但在外界作用减弱后，表面仍可很快恢复原有的憎水性。
4 长棒型绝缘子
4.1 不可击穿性
长棒形绝缘子经外部空气放电的最短距离并不明显地大于经内部击穿距离，就可保证内部不击穿，反之盘形悬式绝缘子外部空气放电距离明显地大于内部击穿距离，不能保证内部不击穿，可见长棒形绝缘子的耐陡波性能相对盘形悬式绝缘子串优良。且长棒形绝缘子不可能出现劣化绝缘子，不会因陡波和大电流流过劣化绝缘子头部发生绝缘子掉串事故。
4.2 机械强度高，不产生零值
和低值瓷瓶德国长棒形绝缘子是由氧化铝质瓷制成的高强度实芯多裙绝缘子，两端与钢帽连接采用铅锑合金其中含铅量约为，熔点为℃浇铸，它避免了盘形悬式绝缘子上采用波特兰水泥而易发生的泥胶膨胀破坏了电热故障，它不存在零值和低值瓷瓶。
4.3 使用元件少，可靠性高
输电线路的绝缘是由绝缘子保证的，其机械强度决定了线路的可靠性，线路绝缘子单个元件数量越多，对每个元件就提出更高的可靠性要求，长棒形瓷绝缘子串由一个或二个到三个元件组成，其元件数仅为盘形悬式绝缘子中的二、三十分之几，绝缘子串势必就重量轻，安装简易，提高了运行安全可靠性。
4.4 爬电比距大，自洁性能好
从结构上看，长棒形瓷绝缘子串仅有一至三个钢帽连接点，而盘形悬式绝缘子串有数个至数十个钢脚、钢帽连接点，相比之下，长棒形瓷绝缘子不仅节约大量金属材料，而且钢帽、钢脚的其对应位置由可靠绝缘的瓷伞裙取代，增大了爬电距离，使长棒形绝缘子的爬电比距较大。按空气动力学原理设计的伞裙结构使长棒形绝缘子具有良好的自洁性能。
4.5 电气性能
长棒形瓷绝缘子的结构是伞盘间由瓷体连接，表面泄漏电流低，输电损耗低。有防弧装置，不会发生串级闪络，避免了热击穿。
4.6 直流特性
长棒形瓷绝缘子的体积电阻远大于盘形悬式绝缘子，因此，流过绝缘子串的泄漏电流大大减小，泄漏电流不可能为悬式绝缘子流过瓷绝缘体头部，故长棒形绝缘子使用在直流输电线路中其纳离子迁移和热电破坏性和耐腐蚀特性远远优于悬式绝缘子。
总之，在现在生产和投运的交、直流绝缘子中，瓷、玻璃悬式绝缘子设计上的设定值皆较高，能确保高可靠性，主要机械特性分散性小，≥160k N的瓷绝缘子机械拉伸负荷的裕度较玻璃绝缘子大，但玻璃绝缘子残留机械特性较瓷绝缘子裕度大。随着绝缘子质量的增大，其机械强度的裕度降低且分散性较大，反映出制造难度越大。近年来交、直流悬式瓷、玻璃绝缘子的产品质量有较大改善，其耐陡波冲击性能和耐工频电弧性能得到了提高。结构高度和运行条件同时，有机复合绝缘子干、湿工频闪络电压明显低于悬式瓷玻璃绝缘。在交、直流高压输电线路上选择使用不同种类、型式绝缘子时，应针对运行条件、使用环境对其特性的要求对比优劣，选择使用。
摘要：分析讨论了不同型式绝缘子的电气、机械、污秽及高低温特性, 提出了交、直流高压输电线路绝缘子型式选择应注意的问题。
关键词：输电线路,绝缘子,型式,交、直流
参考文献
[1]邱志贤.复合长棒形绝缘子机械性能试验和比较[J].电瓷避雷器, 2003.
[2]米晋秋.合成绝缘子的选择应用分析[J].电力学报, 2004.
输电线路绝缘子 篇2
随着我国经济快速发展，对能源的需求越来越大，由此带动了500KV超高压大容量电力线路的大幅扩建，特别是2005年6月北戴河发改委会议之后，1000KV特高压传输线路的建设也已经进入论证阶段。
高压输电线路需要穿越各种复杂的地理环境，如经过大面积水库、湖泊和崇山峻岭等，这些都给电力线路的检测带来了很多困难。特别是电力线路穿越原始森林边缘地区、高海拔、冰雪覆盖区，或沿线存在频繁滑坡、泥石流等地质灾害。这些地区大多山高坡陡，交通和通讯相对滞后，如何解决电力线路的日常检测成为困扰电力行业的一个重大难题。
同样的，对于分布广泛的变电站，由于地处偏僻，无人值守，所以并无普通市电可用，设备的监控也是亟待解决的问题。
1.2 现有解决方案
传统的高压输电线路检测都是采用巡检的方式，主要有两种，即人工目测法和直升飞机航测法。
人工目测法是由巡检员在地面沿线逐塔巡视，有时候需要登上铁塔或者乘坐悬挂于线路上的滑车，这种作业方式精度低、劳动强度大、费用多、周期长、危险性高，且存在巡检盲区。
直升飞机航测法则是驾驶直升飞机沿线巡检，采用摄像机和其他非接触探测技术对线路进行巡检，这种方式的优点是灵活性强、视野开阔，但存在飞行安全隐患且巡线费用昂贵。
由于上述的巡检作业方式存在诸多的不足，电力部门迫切需要取代或辅助人力进行线路巡检的设备。
巡线机器人技术应运而生。然而，迄今为止，在世界范围内，尚无具有越障功能的机器人成熟产品应用于超高压输电线路巡检。
1.3 解决方案
由上一小节可知，既有的检测方案都存在各种各样的不足，难以满足日益增加的高压输电线路监测的需求，因此需要转换思路，寻求其他途径的突破。
经过多年研究实验，我公司推出高压输电线路可视在线监测
系列产品，它们具有安装方便、图像清晰、太阳能供电、无线传输、自动监测等特点，有效的解决了费用、精度、实时性等难点。近年来，南京市城市建设规模扩大，城乡一体化速度加快，输电线路所处的地理环境发生了很大的变化，原来的偏僻农田，现在成为经济开发区、居民区，在此过程中，各类违章建筑、施工现象增多，对输电线路设备构成的潜在隐患增多，直接导致外力破坏致线路跳闸次数增多，笔者对南京供电公司2008年35kV~500kV线路跳闸情况进行了统计，共计跳闸40次，各类跳闸原因统计分析如下：
各电压等级线路跳闸原因统计
从上表可以看出导致线路跳闸的因素很多，本文针对运行维护中的一些重点问题进行了分析，并对解决各类问题提出对策。当前输电线路运行维护工作中遇到的问题
1.1 线路运行环境变化带来的问题。
1.1.1输电线路保护区内违章建筑、施工等问题。以前线路设计允许220kV及以下输电线路跨越居民房屋，随着我国经济的发展，城镇居民的经济宽裕了，房屋的翻新，加高等现象较多，另外南京城市建设规模的扩大，原本偏僻的地方成了经济开发区，现在线下大型机械施工不断，统计时间段内由于机械施工引起的线路跳闸就有11次之多，所占比例高达27.5%。2008年3月30日220kV下莫#2线A相故障，重合不成，经查为#16～#17档间移动吊车在起吊时，吊臂距导线过近，导致放电跳闸，A相导线有放电痕迹，线路停电124分钟，现场情况如下图：
1.1.2线路下方的树木问题。树线矛盾一直是个老大难问题，随着全社会生态意识的提高，在线路通道内大量种植意杨等高大速生树种的现象非常普遍。今年以来由于树障引起的线路跳闸共有2次。其中较为严重的一次为2008年5月3日35kV九华线，AB相间故障，重合不成，经查为#27-#28之间当地农民锯树，树木倒在导线上所致，造成线路停电252分钟，现场情况如下图：
1.2 输电线路所处地理环境差，巡视困难。高压输电线路有相当一部分处于山区，山路陡峭或根本无路可走，杂草丛生，交通困难，需要翻山越岭，这给线路的巡视维护带来很大困难，特别是跨越森林区段，巡视通道的砍伐涉及到个人、集体的利益以及国家森林法规，这是线路运行维护的又一大难题。
1.3 偷盗输电线路设施的违法行为更加严重。受经济利益的驱使，一些不发分子把视线盯上了电力设施，在线路巡视时经常发现塔材、拉线被盗，经及时修补，未导致事故发生。但2008年7月2日110kV板龙线751开关距离Ⅰ段动作跳闸（重合闸停用），经查为#44倒杆，现场四根拉线三根被盗，当日风力较大导致倒杆，造成停电327分钟，当时现场情况如下图。
1.4 异物危害更加严重。处在城郊及农村的输电线路，周边有大量的塑料大棚、垃圾场，在大风时节，极易把塑料薄膜、广告条幅、氢气球等刮到导地线上引起线路跳闸；在春秋季节，风筝也是一种严重的异物危害现象。下图为典型的异物危害现场：解决以上问题的建议
以上几方面的因素，对线路的安全稳定运行带来了极大的隐患，如若造成线路跳闸或其他事故，将会对企业造成极大的损失和负面影响。因此，有必要去探索解决上述问题的方法，以下是笔者结合自身体会提出的建议：
2.1 线路运行环境的改变导致的隐患。此类因素有其突发性和不确定性，相对更难解决。特别是房屋的翻新、加高，其速度特别快，3到5天即可完成，而线路的正常巡视周期为一个月一次，不易控制。对此，1）对于新建的220kV及以下线路，跨越民房的，可适当提高跨越塔的呼称高；2）对于现有线路，平时应加大宣传力度，提高附近居民的电力设施保护意识，必要时报请当地政府依据《电力设施保护条例》协助解决；3）加大线路巡视力度，对经济开发区等事故易发点适当缩短巡视周期，必要时安排人员定点巡视，500kV东南线#6-#
7、龙东/龙桥#115-#114之间绕越高速施工现场安排人员定点蹲守，对此类隐患的控制起到了很好的效果。线路下方树木的处理涉及到群众利益、园林部门、政策法规和费用，工作比较的难做，特别是目前大力保护植被和生态环境的情况下，笔者认为处理树线矛盾除了加大《电力设施保护条例》宣传工作外，还应从以下几个方便着手：1）新建线路在进行竣工验收时，运行部门应重视线路通道的验收，对高大速生树种除了锯除外，还应和主人方签订协议，保证以后不种植可能危及线路安全运行的植物；2）对已投运的线路，线下树木运行人员要做到心中有数，对影响线路运行的树木，要分年限及时锯除；3）对跨越林区呼称高低的杆塔进行必要的升高改造，避免砍伐高额赔偿；4）对山区的线路，应聘请有责任心的护线员，以便尽早发现问题，控制隐患。
2.2输电线路所处地理环境差，巡视困难。对于此类问题1）对于目前没有巡视便道的杆段，运行班组要及时上报，处于林区的，加强与园林部门沟通，协调其消防通道和巡视便道相结合，这样可以方便道路的修建，减少砍伐林木的赔偿金额；2）要重视已有线路巡视便道的维护工作，每年拿出一定的预算费用进行维护，确保巡视便道的质量。
2.3对于偷盗电力设施的违法行为.1）对新建线路，在设计和施工时适当提高杆塔防盗螺栓的安装高度；2）拉线可涂刷高强度的防盗涂料，在110kV东板线#
43、#44；原220kV龙晓#2线#31~#35杆塔拉线上涂刷了此类涂料，拉线外层强度增到数倍，一般钢锯、嵌刀很难割断，防盗效果明显；3）加大《电力法》、《江苏省电力保护条例》的宣传工作，和当地公安机关媒体配合，加大打击偷盗电力设施的违法行为，对相关案件进行曝光，以起到震慑作用。
输电线路绝缘子 篇3
关键词：沿面放电；闪络；绝缘子；措施
实验及实际运行表明：固体介质表面的闪络电压不但要比固体介质本身的击穿电压低得多，而且也比极间距离相同的纯气隙的击穿电压低不少。可见一个绝缘子装置的实际耐压能力并不是取决于固体部分的击穿电压，而取决于它的沿面闪络电压，所以后者在确定输电线路和变电所外绝缘的绝缘水平时起决定性作用。
1、沿面放电与沿面闪络
沿面放电是一种特殊的放电现象，它是沿着固体介质表面发展的气体放电现象。沿面放电通常是指固体表面比较干净时的情况。沿面放电有可能发展为跨接两极的闪络，沿着污染面发展的闪络（简称污闪）。
高压线路中的绝缘子所处的电场属于及不均匀电场，它产生闪络的机理如下：当所加电压还不高时，首先出现电晕放电。随着外加电压的升高，放电区逐渐变成由许多平行的火花细线组成的光带，火花细线的长度随电压的升高而增大，但此时放电通道中的电流密度还不大、压降较大，伏安特性仍具有上升的特征，所以仍属于辉光放电的范畴。辉光放电时的火花细线中因碰撞而存在大量带电粒子，它们在很强的电场垂直分量 的作用下，将紧贴着固体介质表面运动，从而使某些地方发生局部的温度升高。当电压增大到足以使局部温升引起气体分子的热电离时，火花通道内的带电粒子数剧增、电阻骤降、亮度大增，火花通道头部的电场强度变得很大，火花通道迅速向前延伸，于是就产生了滑闪放电，它以分子的热电离作为特征，只发生在具有强垂直分量的极不均匀电场的情况下。当滑闪放电火花中的一支短接了两个电极，即出现沿面闪络。
2、几种主要的绝缘子非雷击闪络
绝缘子的材料不同其干闪电压也不同，它的干闪电压可以由试驗的方法测得。但输电线路和变电所中所用的绝缘子大多数在户外运行，因而其表面在运行中会受到雨、露水、雾、雪、风等的侵袭和大气中污秽物质的污染，其结果是沿面放电电压显著降低。因而，研究它在各种特殊条件下的闪络电压有更重要的意义。
2.1湿闪
湿闪是指洁净的瓷面被雨水淋湿时的沿面放电，相应的电压称为湿闪电压。由于绝缘子设计时都配备了若干个伞裙，因而棒型支柱绝缘子除了最上面的一个伞裙的上表面会全部淋湿外，下面各伞裙的上表面都只有一部分被淋湿，而且全部伞裙的下表面及瓷柱也不会被雨水直接淋湿，只可能有少量的回溅雨水。可见绝缘子表面上的水膜大都是不均匀和不连续的。有水膜覆盖的表面电导大，无水膜处的表面电导小，绝大部分外加电压将由干表面来承受。绝缘子在雨下有三种可能的闪络途径：（1）沿着湿表面和干表面发展；（2）沿着湿表面和空气间隙发展；（3）沿着湿表面和水流发展。
在第一种情况下，被工业区的雨水（其电导率约0.01S/m）淋湿的绝缘子的湿闪电压只有干闪电压的40%～50%，如果雨水电导率更大，湿闪电压还会降得更低。在第二中情况下，空气间隙中只有分散的雨滴，气隙的击穿电压降低的不多，雨水的电导率也没多大影响，绝缘子的湿闪电压也不会降低地太多。在第三种情况下，伞裙间的气隙被连续的水流所短接，湿闪电压将降到很低的数值，不过这种情况只出现在倾盆大雨时。在设计绝缘子时，为了保证它们有较高的湿闪电压，对各级电压的绝缘子应有的伞裙数、伞的倾伞裙直径、伞裙伸出长度与伞裙间气隙长度比均应仔细考虑、合理选择。
2.2污闪
线路和变电所的外绝缘在运行中除了要受到电气应力和机械应力外，还会受到环境应力的作用，其中包括雨、露、霜、雪、雾、风等气候条件和工业粉尘、废气、自然盐碱、灰尘、鸟粪等污秽物的污染。绝缘子表面湿污层的存在使闪络电压显著降低，此时的沿面闪络电压称为污闪电压。统计表明：污闪的次数虽然不象雷击闪络那样多，但它造成的后果却要严重得多；并且电力系统外绝缘的污闪事故，随着环境条件的恶化和输电电压的提高而不断加剧。因而防止电力系统中发生污闪事故已成为十分重要的课题。
2.2.1污闪产生的机理
污染绝缘子表面的污层在干燥状态下一般不导电，但在遇到毛毛雨、雾、露等不利天气时，污层将被水分所湿润，电导大增，在工作电压下的泄漏电流大增。电流所产生的焦耳热，既可能使污层的电导增大，又可能使水分蒸发、污层变干而减少电导。由于干区的电阻比其余湿污层的电阻大得多，因此整个绝缘子上的电压几乎都集中到干区上，一般干区的宽度不大，所以电场强度很大。如果电场强度已足够引起表面空气的碰撞电离，局部开始出现电晕放电或辉光放电，由于此时泄漏电流较大，电晕或辉光放电很容易直接转变为有明亮通道的电弧，不过这时的电弧只存在于绝缘子的局部表面。随后弧足支撑处的污层被很快烘干，这意味着干区扩大，电弧被拉长，若此时电压尚不足以维持电弧的燃烧，电弧即熄灭。再加上交流电每周波两次过零的特性，更促使电弧呈现“熄灭—重燃”或“延伸—收缩”的交替变化。一旦局部电弧达到某一临界长度时，弧道温度已经很高，弧道的进一步伸长就不再需要更高的电压，而是自动延伸直至贯通两极，完成沿面闪络。
绝缘子的污闪是一个复杂的过程，通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展等四个阶段，采取措施抑制或阻止其中任一阶段的发展和完成，就能防止污闪事故的发生。
2.2.2污闪事故的对策
（一）增大泄漏距离
由于污闪是污染绝缘子表面上局部电弧逐步延伸的结果，在一定电压下，能够维持的局部电弧长度是有限的。所以一般只要遵循规定的爬电比距值来选择绝缘子串的总爬电距离和片数，按理说就能保证必要的运行可靠性。但，如果电力系统在实际运行中出现不应有的污闪事故，应即重新复核污秽等级，在必要时应增大泄漏距离，加强绝缘。
（二）定期或不定期的清扫
清扫的方法有：停电后采用干布擦拭；采用高压喷水枪进行冲刷，可以停电进行，也可以带电冲洗；采用特殊的设计方法使绝缘子表面形状具有较好的“自清洗性能”。
（三）涂料
采用涂料就是在绝缘子表面涂上一层憎水性材料，使落在绝缘子表面的水分不会形成连续水膜而以孤立的水珠形式出现。这时污层电导不大、泄漏电流很小，不易形成逐步延伸的局部电弧，亦即不会出现污闪。目前用得较多的憎水性涂料为硅油或硅脂，效果好，但价格昂贵，有效期不长，往往仅用于变电所中。近年采用的室温硫化硅橡胶涂料比较理想。
（四）采用半导体釉绝缘子
这种绝缘子的釉层有一定的导电性，因而一直有一个比普通绝缘子表面泄漏电流为大的表面电导电流通过，使绝缘子表面温度略高于周围环境温度，因而污层不易吸潮，积污也会较少。此外，釉层电导还能缓解干区电场集中现象，使干区不易出现局部电弧，电压沿整个绝缘子串的分布也会变得比较均匀一些。
（五）采用新型合成绝缘子
与普通绝缘子相比较，新型合成绝缘子具有如下优点：重量轻，从而可大大节省运输、安装、运行检修等方面的工作量和费用；抗拉、抗弯、耐冲击负荷等机械性能好；电气绝缘性能好，特别是在严重污染和大气潮湿的情况下的绝缘性能十分优异；耐电弧性能也很好。随着材料与工艺的进展，这种绝缘子必将获得越来越多的应用。
2.3 合成绝缘子鸟粪闪络与不明原因闪络
鸟粪闪络事故是指由栖息在杆塔上的鸟的排泄物引起的闪络事故，据统计到1998年为止，全国的合成绝缘子事故中雷击闪络事故占47%，不明闪络事故占24%，而已确认的鸟粪闪络事故就占16%，大大高于合成绝缘子污闪所占5%的比例。鸟粪闪络是一种突发性事件，闪络前没有任何征兆，闪络时也极少有人见，只能事后进行判断。由于以往一直认为鸟粪闪络是由鸟粪落在绝缘子表面而引起的沿面闪络事故，因此鸟粪痕迹的存在一直作为判断是否为鸟粪闪络的重要依据。但通过试验研究发现：鸟粪闪络并不是或主要不是以前直观认为的由于鸟粪淌落在绝缘子表面导致的沿面污秽闪络。
2.3.1鸟粪闪络过程与闪络机理
鸟粪闪络的发展过程可以分为以下3个阶段：
（1）鸟粪通道的形成和伸长。鸟粪排出以后，以自由落体的方式下落，形成一段细长的下落体。
（2）绝缘子周围电场发生严重畸变。具有一定导电性的鸟粪通道的介入使绝缘子周围的电场分布发生严重畸变，鸟粪通道的前端与绝缘子高压端之间的空气间隙的电场强度大大增加。绝缘子承受的大部分电压都加在了这一段空气间隙上。
（3）空气间隙击穿，完成闪络。当鸟粪通道的前端越来越接近绝缘子高压端时，它们之间的空气间隙承受不了所加的电压，间隙被击穿，形成局部电弧。当鸟粪的电导率超过一定值时，局部电弧最终导致绝缘子闪络。
鸟粪闪络的机理可以认为是鸟粪下落的瞬间畸变了绝缘子周围的电场分布，使鸟粪通道与绝缘子高压端之间发生了空气间隙击穿而导致的闪络。
2.3.2鸟粪闪络事故预防措施的讨论
以往的防鸟粪措施大致可分为2类，一类是防止或减少鸟在绝缘子上方的停留，第二类是防止鸟粪沿伞裙下淌。从本文所揭示的鸟粪闪络的机理来看，第二类防鸟粪措施的作用要打很大的折扣。从鸟粪闪络的机理来看，采用均压环增加了鸟粪闪络的可能性。从综合考虑引弧与鸟粪闪络的角度看，对110kV和220kV绝缘子采用招弧角似乎是一个可以两者兼顾的措施。如果将招弧角装在鸟粪不容易下落的方向，就更能减少鸟粪闪络的概率。而均压环对金具的屏蔽作用，可以用大曲率半径的金具来实现。若继续采用均压环，则在安装防鸟裝置覆盖范围时，应该把均压环的尺寸也考虑在内。这些设想还有待于运行的检验。
3.3鸟粪闪络与不明原因闪络的关系
不明原因闪络事故即未查明原因的闪络事故。从对鸟粪闪络的分析来看，相当多的鸟粪闪络由于鸟粪量不大、事故后的鸟粪痕迹不明显或根本就没有鸟粪痕迹，也就是说有相当一部分不明原因闪络实际上很可能就是鸟粪闪络，只是由于没有习惯上认为应该存在的鸟粪痕迹而被划为不明原因闪络事故。实际上不明原因闪络事故与鸟粪闪络事故有许多共同的特点。如两者都是以110kV和220kV电压等级为主，两者都以半夜到凌晨，尤其是凌晨这段时间发生率最高，并且闪络后都能重合成功，检查不出绝缘子性能下降，无法再现运行电压下的闪络等。
3、总结
随着电力系统规模的不断扩大、对供电可靠性的要求越来越高，以及环境污染的加重，防止电力系统中发生闪络事故的发生已成为十分重要的课题。由于各种闪络的原因各不相同，并且往往是一个十分复杂的过程，有关这方面的技术还不成熟，不完善，这已成为电力发展的一大障碍。所以，今后在绝缘子闪络问题上的研究还要更深入。
参考文献：
[1]王春杰，祝令瑜，等.高压输电线路和变电站雷电防护的现状与发展[J].电瓷避雷器，2010（3）.
[2]万敏.浅析500kV高压输电线路雷电干扰成因及措施[J].城市建设理论研究，2012（3）.
输电线路绝缘子放电模式的识别 篇4
现阶段对绝缘子等设备的放电监测研究大都是基于电信号[1,2,3],但这种方法的不足之处是电磁干扰严重、灵敏度和信噪比低、危险性高。根据气体放电理论,放电总伴随着声发射现象[4,5,6],并且不同类型的放电对应的声发射信号也不同,因此,可以通过监测放电伴随的声发射波来判断是否发生放电故障并甄别放电类型。近年来,声发射技术已经运用到电力设备绝缘监测的研究中[7,8],本文从试验所得绝缘子放电声发射数据中,选取一系列特征指标,然后采用主成分分析法对原来特征指标进行提取,得到个数较少的若干新特征指标(主成分)。在此基础上利用神经网络,以提取的特征指标作为网络的输入,进行绝缘子放电模式的识别,结果表明采用主成分分析法对时域放电信号波形进行特征提取,并利用神经网络能够准确有效地判断放电故障的类型。
1 放电声发射试验
输电线路绝缘子放电分为内部缺陷放电、表面污秽放电和电晕放电3种,为了研究不同类型放电的特征并对其放电模式进行识别,首先进行绝缘子放电声发射试验,该试验设备接线如图1所示。
试验变压器型号为DJ-100/50,额定容量为100 kVA,低压和高压侧额定电压为380 V和50 kV;放电声发射波的频率集中在40 kHz左右,为此专门定制了具有很高灵敏度、较小尺寸、窄带的声发射传感器。因声发射传感器采集到的信号比较弱且传输过程中会出现较大衰减,所以要有前置放大环节,试验采用了美国泰克公司的TDS3032B型数字存储示波器,对放电声发射信号进行仔细观察,其采样率达到了300 MHz。
绝缘子放电的声发射信号在事件强度、次数以及持续时间上与电信号一一对应,只是在时间上有所滞后,这是因为声波传播速度较慢所致。随着试验电压的升高,声发射事件的幅值增大、持续时间加长[9,10,11],每种类型放电声发射波都有其特点,图2～图4是试验得到的绝缘子3种类型放电的声发射信号。
仔细观察其波形不难发现,每种类型放电声发射波都有其特点,不同类型放电声发射波的波形特征如表1所示。
2 放电声发射信号特征量提取
2.1 特征量的选取
根据声发射领域常用的特征量,经过反复研究、仿真,最终选取了如下18个放电特征指标来刻画绝缘子放电声发射波的特征。
(1)事件数num
声发射事件的定义是在采样点中有连续10～15个点都大于阈值电压,则认为是1个事件的开始,1个事件开始后,若连续有10～15个采样点低于阈值电压,则认为是1个事件的结束。鉴于不同类型、不同电压等级放电的阈值电压的不同,在本算法中,当相邻数据的比值大于门槛值时开始判断是否是1个事件的出现,若其后面近10个或20个数据与第1个数据(起始数据)的比值也大于该门槛值时,则确定1个事件出现;事件出现后,若出现近1 0个或20个数据与第1个数据的比值低于门槛值,则判定1个事件结束。
(2)振铃数据个数n及强度B
当采样数据超过阈值电压1次就称为1次振铃计数,记为Y(j)。显然位于1个事件中的数据,只要满足与起始数据的比值大于门槛值,则就是振铃数据的强度B用以下表达式计算,显然,这2个指标可反映放电的严重程度:
(3)事件的峰值因数PF的平均值及最大值
事件的峰值因数是指该事件的最大值P与其有效值V之比,它能反映信号变化的平缓或陡峭程度,标准正弦信号的峰值因数是1.414,显然,此指标能粗略地反映事件的外形,其数学表达式为:
式中:E(i)为位于该事件中的采样值。
(4)相邻事件的相关性corr的平均值和最大值
利用M ATLAB中的互相关函数,来计算相邻2个事件的相关性,通过这个指标可以判断放电声发射信号是否满足工频正负半周对称,由于内部放电信号正负半周对称,而表面污秽放电和电晕放电则不对称,所以事件相关性指标对其具有较强的区分能力。
(5)声发射波形的占空比dr
声发射事件的占空比是指事件持续时间Td与间隔时间Tg的比值,它能反映事件之间分布的紧凑程度,在一定程度上反映了放电事件的次数和严重程度。其计算公式如下:
(6)相邻事件的峰值比cr、持续时间比TR、能量比er
这3个指标是反映相邻事件局部细节的指标,显然不同的放电类型这3个指标是不相同的,它们在一定程度上反映了放电的细节特征。
(7)最强事件的持续时间Tmd、最大上升斜率kup和下降斜率kdown一最大值M及位置P、效能比
这是对于最强事件而言的,首先要根据能量判断出最强事件,通过最强事件的上述指标,体现出事件的外形轮廓。其中,最大上升和下降斜率、效能比的计算公式如下:
式中:T0为最强事件的起始时刻;T1为最强事件的结束时刻。
选取了多组放电声发射的样本数据,在MATLAB中编写特征量计算程序,得到放电声发射信号的特征量。
2.2 主成分分析法原理
主成分分析法的基本思想是将原来众多的具有一定信息重叠(相关性)的指标(X1,X1,…,Xp)重新组合成较少个数且互不相关的综合指标Fi(i=1,2,…,m)[12]。利用主成分分析法进行特征提取,主要有以下两大任务。
(1)确定最终主成分的个数及系数Iij
可证明,原变量相关系数矩阵的特征根与主成分一一对应,特征根的大小就是所要提取的主成分包含信息量的多少。前m个较大特征值就对应所含信息量较大的前m个主成分;前m个较大的特征值λi所对应的特征向量就是相应主成分Fi表达式的系数,故式的计算公式为:
式中:i=1,2,…,m;Ii;一般为λi的单位特征向量,即。
最终要确定主成分的数目,即F1、F2、……Fm中m的确定是通过方差或特征根(信息)累计贡献率G(m)来确定,G(m)的表达式为:
当累积贡献率大于85%时,就认为能足够反映原来变量的信息了,对应的m就是抽取的前m个主成分。
(2)计算主成分载荷
主成分载荷是反映主成分Fi与原变量Xj之间的相互关联的紧密程度,原变量在该主成分上的载荷越大,该主成分与此原变量联系越紧密[14]。原变量Xj在主成分Fi上的载荷为:
式中:j=1,2,…,p;i=1,2,…,m。
2.3 放电声发射指标的主成分分析
对计算得出的绝缘子放电声发射波的18个特征量进行主成分分析,各主成分所含的信息量见表2。由表2可看出,到第4大特征根时,特征值的幅值已经很低,变化幅度也已经很小,前4个主成分所包含的信息量已达到了91.684%。即第4个主成分以后的主成分所含信息量已经微乎其微。
按照主成分选取原则,在新的主成分中提取前4个就足以反应特征指标的信息。
(1)计算前4个主成分的表达式
在MATLAB中编程计算出前4个特征根对应的单位特征向量I1、I2、I3、I4,即前4个主成分表达式的系数。
根据主成分的计算公式,前4个主成分的表达式为:
式中:i=1、2、3、4;Xk代表原来的18个特征指标。
(2)计算原放电指标在主成分上的载荷
载荷反映的是原放电指标与主成分相关联的程度,具有解释主成分的作用,可以据此来对主成分进行命名。表3为主成分载荷矩阵。
通过应用主成分分析法把18个初始特征量降为4个有效的主成分。根据主成分载荷矩阵,这4个主成分分别是:反映放电严重程度的主成分F1;反映放电发展过程的主成分F2;反映放电声发射事件波形特征的主成分F3;反映放电声发射事件局部特征的主成分F4。这4个主成分包含了原来1 8个特征量全部信息的91.684%。这样就降低了放电指标维数、减少了信息冗余、为接下来的放电模式识别奠定了基础。
3 放电模式的识别
3.1 生成4个主成分
选取声发射试验数据共90组,其中20组进行测试,另取干扰数据10组。将声发射试验数据导入matlab特征量计算程序中,得到18个特征指标,利用主成分分析法得到参与放电模式识别的4个主成分数据。
3.2 利用BP神经网络进行模式识别
反向传播神经网络(Back Propagation)是1个前向多层网络,它利用误差反向传播算法对网络进行训练,包含了神经网络中最为精华的部分,在函数逼近、模式识别、信息分类及数据压缩等领域得到了广泛的应用[15,16,17]。结合文中第二部分提取的放电声发射波的特征指标,本文利用BP网络来对绝缘子的不同放电模式进行识别,在保证识别精度的基础上,为了简化网络、减少训练时间,采用两级BP网络来依次实现放电模式的识别。第一级将放电和干扰信号区分开,第二级再对绝缘子具体的放电模式进行识别。
在图5中,每一级BP网络都采用3层网络结构。输入层节点数为4,对应提取的4个特征量;隐含层节点数为10,激活函数采用sigmoid型;输出层节点数为2,激活函数采用pureline型。
利用测得的20组样本数据进行训练,然后用其它60组进行放电模式的识别。经过训练后的网络对测试样本的识别结果见表4、表5。
通过表4可以看出,设计的BP网络能够100%的识别干扰信号,在训练误差为较大的0.1时,网络将个别放电信号视为干扰,这是因为在声发射试验时,由于绝缘子周围空气湿度不均匀、放电引起的高温使污秽湿度下降等因素,使得某些放电断断续续,在识别时容易被判断为干扰信号。
由表5可以看出,在训练误差较大的情况下,内部放电和表面污秽放电不能足够强的被识别出,这是因为内部放电和表面污秽放电都具有周期性,在电压等级较低时,两者放电声发射波在外型上具有相似性。但在训练精度提高(训练级别0.0 1)时,对内部缺陷放电和表面污秽放电有较大的识别率。
4 结论
(1)利用放电产生的超声波信号进行放电监测,可以避免现场的电磁干扰,得到的数据稳定可靠,在此基础上进行绝缘子放电模式的识别是可行的。
(2)主成分分析法可以在最大限度地避免信息丢失和信息重叠的基础上,有效降低放电声发射信号特征量的维数。
(3)利用设备放电产生的超声波信号进行放电监测与诊断,为电力设备的在线监测与故障诊断提供了一种新的方法。
摘要：为了正确判断输电线路绝缘子放电的类型以及放电的严重程度,在绝缘子放电声发射试验的基础上,首先针对放电产生的超声波信号(放电声发射),在时域状态下求出反应其波形特征的18个特征指标,利用主成分分析法,在这18个特征指标中提取4个互不相关的主成分的表达式,并解释了每个主成分所代表的含义,以降低指标维数,避免信息重叠为目的,提高放电模式识别的速度和准确性;其次,根据得到的特征指标,应用神经网络对放电模式进行识别。识别结果表明,利用放电声发射信号进行绝缘子放电模式的识别,可以有效地判断绝缘子放电的类型,该方法为电力设备的在线监测与故障诊断提供了一种新思路。
输电线路实习日志 篇5
第一章前言
第二章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第三章实习内容————————————————————————————————————————————————————————————实习小结实习动员大会安全教育大会攀登铁塔训练 攀登水泥电杆训练骑线和走线作业在导线上更换绝缘子作业
第一章前言
作为新世纪的大学生，光有书本所学的理论知识是远远不够的，还要有熟练的动手操作能力。
在2010年9月13日，学校为我们举行了实习动员大会，我们将要到宜昌电网猇亭培训基地去进行生产实习。我们的心情都是十分的激动，对这次的实习充满了期待，都希望在这次的实习中能将自己的实际动手能力有一个很大的提高。
2010年11月6日我们正式开始了实习，在实习的过程中，大家都能相互理解，相互帮助，愉快的度过这段实习的日子的同时也学到了很多书本上学不到的东西，使自己的综合能力有了很大的提高。
第二章实习内容
第一节实习动员大会
今天我们举行了实习动员大会，由于我们在学校所学的都是理论知识，对输电线路的设计，施工，运行，维护等工作的实际操作都不熟悉，所以进行现场的实习对于我们来说是十分重要的，也是一个难得的磨练自己的机会。在实习大会上老师给我们讲了一些实习过程中的要求，要我们明确实习的目的，端正的学习态度和谦虚好学的学习精神，要学到真正的知识不能空手而归，我们都怀着激动的心情，对这次的实习充满那了期待。
第二节安全教育大会
对于我们学生来说不管做什么事情安全永远都是重中之重，因此在实习之前学校专门给我们召开了安全教育大会，在大会上给我们提出了以下要求：
1.要遵守纪律，集体行动，不得随意离队；
2.要听从老师的安排，到实习现场后要在门口等候通知，不能随意进出；
3.进入实习现场后要戴好安全帽，听从现场指挥人员的安排；
4.不得在实习现场做与实习无关的事情，不能随意乱动现场的电力设施；
5.在实习现场不能嬉戏打闹，以免引起不必要的意外事故；
6.要严格按照指导老师的要求进行操作，规范自己的操作方法，不能随心所欲；
7.在实习现场要保持良好的秩序，不得拥挤，以免造成伤害；
8.别的学员在操作的时候自己要仔细看，同时要站在安全范围以外；
9.要保持好实习现场的卫生，展现大学生的良好风范。
通过这次的实习安全教育大会，使我们明白了安全的重要性，第三节攀登铁塔训练
今天是真正到实习现场去实习的第一天，大家心里都十分的激动，早早的来到了学校门口等着接我们去实习基地的汽车。汽车在八点钟准时到达学校门口，经过一个多小时的行程我们到达了期待已久的宜昌供电公司猇亭培训基地。
培训基地的师傅们热情的接待了我们，经过了一个严格的安全考试后我们开始动手操作了。我们学习的第一个项目是攀登铁塔训练，这个项目需要的是勇气和技巧。培训基地的老师带我们到了一座铁塔下面，我们看到的这个是十几米高的铁塔就是今天要攀登的铁塔，虽然心理面没什么底但我们都还是热情高涨。
老师先给我们演示了一遍具体的操作过程，他熟练的动作引来了我们阵阵喝彩。我们都仔细的看着老师的动作，认真的听着老师所讲的动作要领。当我们完全理解的时候发现原来这个也不是很难。
很快老师演练完了就让我们自己来，第一个上去的同学显得有些紧张，动作不熟练，在老师的鼓励和帮助下他很快完成了任务。轮到我的时候我已经看了很多遍了，缺信自己已经没什么问题了，但是当我真正上去的时候才发现原来不是想象中的那样简单，好多看似简单的动作自己也做不好。经过了一会的适应，我终于克服了内心的恐惧，顺利的完成了操作过程。现在将自己的领悟的操作过程记录如下：
1.打好安全带，戴好安全带和手套；
2.爬到塔基上，将安全带挂在铁塔较低的地方，双手松开，检查安全带的强度
3.用防坠器将人和铁塔连接，松开双手，检查防坠器的性能和强度；
4.开始攀爬铁塔，双手在用力的同时要抓牢，脚踩的位置要正确；
5.到达指定的位置后打上安全带休息一会；
6.下铁塔，解开防坠器和安全带，整理工具。
第一次的操作给我最深的感触是一切看起来简单的事当自己实际操作的时候都会感觉到难。开始看别的同学操作的时候自己还觉得这么简单的动作都做不好，当轮到自己的时候才发现自己跟别人是一样的，也会感觉到恐惧，也会遇到不熟练的情况。
第一天的实习大家都感觉到非常的累，感觉到作为一个要从事输电行业的人来说，在学好专业知识的同时身体素质也是十分重要的。
第四节攀登水泥电杆训练
今天要进行的是用踏脚板攀登水泥电杆的训练，进过了昨天攀登铁塔的训练，我们都知道了看似简单的动作自己做起来还是很难的。今天虽然大家都很累，但是我们的热情丝毫不减。和昨天一样，老师先带我们到了要攀爬的水泥电杆跟前，给我们介绍了要用到的工具。这些工具有：安全带一副，安全帽一个，踏脚板两个，手套一双。
老师先让我们做下准备工作，活动下身体，然后他给我们演示了攀爬电杆的技术要领。这个对于我们来说有点难度的，因此老师给我们演示了好几遍我们才基本上懂了。我们都认认真真的看着老师的动作，我记下的步骤如下：
1.打好安全带，戴好安全带和手套；
2.将两块踏脚板分别挂在电杆上一个较低的位置，人站上去做冲击试验，检查踏脚板的强度是否符合要求；
3.检查完后将一块踏脚板挂在电杆上合适的位置，要注意挂钩的方向要向上，另一块踏脚板放在肩上；
4.一手挂住踏脚板的一端，一只脚踩在踏脚板的另一端，手脚同时用力将重心上移，使两只脚都站在踏脚板上；
5.一只脚绕过踏脚板的绳子，夹紧电杆；
6.将另一块踏脚板挂在上方的位置，用同样的方法攀登，在登上去的同时要取下第一块踏脚板；
7.重复上面的动作使自己攀爬到指定的位置，打上安全带休息一会；
8.下杆，弯腰将肩上的踏脚板挂在自己下方的电杆上，手脚配合使自己的中心下移，脚踩在下面的一块踏脚板上；
9.取下上面的一块踏脚板，重复上面的动作直到下到电杆的底部；
10.整理工具。
水泥电杆的攀爬虽然用到的工具很少，但是步骤比较繁琐，难度也比较大，对于我们第一次攀爬的人来说，最难掌握的还是重心的控制。当我们脚踩在踏脚板上的时候总是会把踏脚板踩偏，并且下比上难，因为我们很难掌握好自己的重心，在下的过程中往往是先下去的脚找不到下面的踏脚板，由于手臂力量不够而滑落下去。
很多同学都遇到了相同的问题，在下杆的过程中把握不好，但是我们都没有放弃，一直坚持到最后，虽然我们完成的都不尽如人意，但是我们心里还是高兴的，因为我们努力了，我们没有偷懒。今天的实习非常的累，但是我们脸上都洋溢着青春的笑容。
第五节骑线和走线作业
今天进行的是骑线和走线的训练，这个对于我们来说是很陌生的。进入实习现场后，我们都专心的听着老师的讲解和要求，然后老师给我们演示了动作的要领，我们看着老师熟练的操作和矫健的身形，在心里都羡慕不已。
进过这几天的实习，我们已经认识到实习的重要性和动作要领的重要性，因此我们都在认真的看着老师的动作，有的还在用笔记着。我也很认真的听着，我记得的操作方法为：
1.打好安全带，戴好安全带和手套；
2.爬到塔基上，将安全带挂在铁塔较低的地方，双手松开，检查安全带的强度
3.用防坠器将人和铁塔连接，松开双手，检查防坠器的性能和强度；
4.开始攀登铁塔，攀登到悬挂地线的地方后停止；
5.在底线上系上安全防护绳，然后下到悬挂导线的绝缘子的位置后停止；
6.将安全防护绳系在自己身上后解开防坠器；
7.慢慢弯下腰，将安全带挂在一串绝缘子上，一只脚踩在另一串绝缘子上；
8.将安全带前移的同时脚也慢慢前移动到导线的位置；
9.掌握好重心，骑跨在导线上，解开安全带，将安全带系在导线上；
10.双手一前一后撑在导线上，撑起自己的身体慢慢前移；
11.用同样的方法返回到绝缘子处，将安全带解开系在绝缘子上，然后踩着另一串绝缘
子慢慢回到铁塔上；
12.系上防坠器，解开安全带好安全防护绳，下塔；
13.整理工具。
在自己看的时候觉得这些步骤还是比较简单的，我慢怀着信心做好准备工作后攀登到绝缘子的地方。当我爬到导线上的时候才真正感觉到这个看似简单的操作的难度是非常高的。当我好不容易骑到导线上去的时候双手只能紧紧的抓着导线不敢松手，由于重心掌握不稳，我不敢松手，害怕一松手自己就掉下去了。
在老师的鼓励下我终于敢松开手把安全带转移到导线上，然后双手撑着导线慢慢的向前移动。渐渐的我掌握了一点技巧，胆子大了一点，我坐在导线上松开了双手，可是悲剧发生了。由于重心不稳我从导线上掉了下来，还好有安全带挂着。就这样挂在导线上，不管我怎么用力都没办法自己爬上去了，当我用尽了全力的时候只好求救与老师了。老师熟练的爬到我边上来然后帮助我重新上了导线。
当我下到地上来的时候全身都快汗湿了，现在才感觉站在地上的感觉原来是这么的踏实。经过这次实习我不仅掌握了一些在导线上作业的技巧，更明白了安全的重要性，知道了在任何时候都不能掉以轻心。
第六节在导线上更换绝缘子作业
今天要进行的是在导线上更换绝缘子的训练。早上我们按时到达了实习场地，经过几天的实习大家都基本上都找到了自己的状态，都能认真的去领会老师所讲的要点，也很快就知道了该如何去操作，就是熟练度上海存在着问题。
开始实习，老师首先带领我们到达要作业的杆塔下面，然后给我们说了要用到的工具有：安全带，安全帽，手套，无头绳，滑轮，防坠器，紧线葫芦，工具包，接地线，安全绳等。介绍完这些就开始给我们讲操作的技术要领，我们都认真的听着老师所讲。讲完之后老师给我们先做示范。老师的动作是那样娴熟，感觉做什么都毫不费力，在高高的杆塔上作业和在平地作业没什么区别一样。老师做完示范就让我们自己轮流动手操作。我自己记下的操作方法如下：
1.打好安全带，戴好安全带和手套；
2.爬到塔基上，将安全带挂在铁塔较低的地方，双手松开，检查安全带的强度
3.用防坠器将人和铁塔连接，松开双手，检查防坠器的性能和强度；
4.带着无头绳开始爬铁塔，到达指定位置，系好安全带；
5.用无头绳将滑轮吊上铁塔，挂在合适的位置；
6.用滑轮将导线保护线吊上来，然后挂在导线上；
7.将紧线葫芦用滑轮吊上然后挂在合适的位置；
8.沿着悬垂绝缘子串下到导线上，挂上安全带，将紧线葫芦的钩子挂在导线上，然后取下绝缘子上的销子；
9.收紧紧线葫芦使绝缘子松弛，卸下损坏的绝缘子换上新的；
10.松开紧线葫芦使绝缘子受力，插上销子；
11.沿着绝缘子爬到杆塔上然后下塔；
12.整理所用工具。
轮到我上塔作业了，虽然我一直都在认真的听着，但是心理面还是有点小紧张的，深吸了一口气，仔细回想了下具体的操作步骤，我开始上塔了。经过了几天的爬铁塔训练，现在上塔对于我们来说都是很简单的了。
很快就到了要操作的位置，然后我开始沿着绝缘子往导线上下，开始看到老师操作的时候觉得蛮简单的，但是当自己操作的时候发现还是很难的，因为绝缘子的表面是光滑的，脚踩上去很容易滑。我不得不放慢了速度，更加小心的去往下爬，顺利的到达了导线上，打好安全带，挂上紧线葫芦，拔下销子，一切都在有序的进行着。
问题还是出现了，当我下掉绝缘子再想换一个上去的时候却怎么也换不上去了，由于只能在导线上操作，没有着力点，手不敢用劲，费了九牛二虎之力也没把绝缘子换上去，这时老师给了我鼓励，教我怎么用力，怎么操作，在老师的帮助下我完成了任务。
经过今天的实习我感触很深，我感觉到很多看似简单的问题自己操作起来还是十分的困难的，不自己动手去操作就根本体会不到这种感觉。
第三章实习小结
这次生产实习培养了我们实际动手能力和分析问题解决问题能力、理论与实践相结合的基本练习，同时也是毕业设计选题及设计工作原始资料的来源，为我们广大学生进行毕业设计打下扎实基础，是提高业务素质和思维素质的重要环节。这次的实习锻炼了我们从事专业技术工作及治理工作所必须的各种基本技能和实践动手能力。培养了我们理论联系实际、从实际出发分析问题、研究问题和解决问题的能力，将所学知识系统化。培养了我们热爱劳动、不怕苦、不怕累的工作作风。
这次生产实习的心得体会概括起来有以下几方面：
1.了解了输电线路操作过程中危险因素，增强了我们的安全意识；
2.了解了输电线路施工的具体操作方法；
3.社会工作能力得到了相应的提高,在实习过程中，我们不仅从老师身上学到了知识和技能。感到了生活的充实和学习的快乐，以及获得知识的满足。真正的接触了社会，使我们消除了走向社会的恐惧心里。同时，也使我们体验到了工作的艰辛，了解了当前社会大学生所面临的严峻问题，促使自己努力学习更多的知识，为自己今后的工作奠定良好的基础。
本次实习使我第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，理论与实际的相结合，非常感谢学校和宜昌供电公司猇亭培训基地提供了这么宝贵的机会，让我有幸去亲身动手操作，让我联系课本对输电线路施工，运行，维护有进一步的理解。作为一个平时很少机会接触实际生产的学生，我对这次的实习机会十分的珍惜，从中我学到了很多东西和做人的道理。
在实习的过程中，带队的老师和培训基地的师傅都是非常的辛苦，他们要对我们的安全负责。特别是教我们操作的师傅，有的时候他们要一遍一遍的教我们怎么操作，有的时候他们要在杆塔上一呆就是几个小时指导我们操作，是他们辛勤的劳动换来了我们的成果。
浅谈直流输电外绝缘电气特征 篇6
【关键词】高压；自流换流站；电气设计；技术特点
前言
所谓直流输电是指在换流站设备之外绝和直流输电架空线路外部绝缘的两个部分，其对于整个电网系统的安全都有十分重要的意义，但是由与外界自认环境会严重影响直流电外部绝缘的电气强度，加上现阶段我国的输电容量和电压等级不断提高，输电外部绝缘体承受的电压也不断增加，我国直流输电技术仍然需要不断改进，但是目前，在我国由于自流输电技术的应用措施不够成熟，各种应用方法和应用方式不够完善，在当前的电力系统中还存在着一定的差异和不足，本文对其进行分析，希望能够为中国的电力系统的完善略尽薄力。
一、直流电压下空气间隙放电特性
我们把在高压力的情况下，在换流站内部机电设备直流电安全距离之间产生的缝隙叫做直流空气间隙。对于直流电压下的空气间隙中的机电绝缘设备强度的研究，我们主要从以下几个方面进行分析研究。
1.棒棒和棒板间隙的自流放电特性
棒棒之间的间隙一般我们都会被控制在0.5～1.5m之间，棒棒之间的电力负荷值和他们之间的距离有直接关系，距离越远电力负荷在越大，反之就越小。在实际电力系统的运行中，棒棒之间释放的电流会变得十分明显，在受到外界条件的影响下（例如小雨天气）棒棒的正负极释放的电压都会变大，同事负极释放的电压会圆圆高于正极释放的电压。和棒棒之间的关系一样棒板之间的电压也和距离成正比，在棒和板距离增大时电力负荷也增加，而在帮和板距离减少时电力负荷会随之减少。
2.自流场典型间隙的自流放电特性
换流站自流场的典型间隙是指在交换站的电压器等设备通和直流电设备接地空间之间的距离，换句话说就是指电网中大型设备在保护墙中和周围环境之间构成的一系列间隙。在实际的电网输电过程中，直流电电压会对整个直流电设备的接地体进行一定放电，电压的大小一般来说可以通过上文棒棒和棒板之间的间隙来确定，但是由于实际的自留设备对设备的接地体产生的电压时通过设备操作产生的，会大于直流电工作的电压确定的间隙距离，所以在设计设备对接地体间隙距离的时候，可以不考虑自流工作电压确定的间隙距离。
二、过电压保护与绝缘配介
面对超高压换流站的电压保护和绝缘体的配介工程，高压电流的换流阀和动脉阀组成了一个串联的壁垒配置方案。
换流阀绝缘配介裕度：在超高压自流换流站工程实践中，换流阀绝缘配介裕度有两种取值，中国均采用文献的推荐值，该标准是根据国际大电网会议（CIGRE）33.05工作组1984年9月提出的《高压自流换流站绝缘配介和避雷器保护使用导则》编写的，在技术内容上与该导则等效。对特高压换流阀绝缘配介裕度选取有两种观点。一种观点认为，进入特高压范畴后，设备绝缘水卜的些微提高，都有可能引起设备造价和研发、制造难度的大幅度增加，绝缘配介裕度取值应从实际需要出发，小宜保守。换流阀山跨在阀上的避雷器自接保护，而且晶闸管阀与常规电力设备（如变压器）的老化过程小同，故障晶闸管可在定期检修时子以更换，可以认为，阀的耐受电压在每次检修后都恢复到它的初始值。因此建议参考部分国外工程实践，特高压换流阀操作冲击、雷电冲击、陡波冲击绝缘配介裕度分别取10%、10%、15%。另一种观点认为，特高压自流输电工程在电网占有及其重要的地位，可靠性要求高，设备标准小应低于超高压工程，绝缘配介裕度应执行现行电力行业标准。目前，在小同的工程中两种绝缘配介裕度都有采用。
三、外绝缘
1.空气间隙
因为在实际的电网输送过程中，换流站的设备都会有会采用固定点击的导体，所以雷电的冲击值主要由空气间隙来决定。在空气间隙的设计过程中要更具实际情况，分析材料的质量、周围的具体环境等得出具体的电压特性曲线图，以便我们确定时候的空气间隙的取值，优化直流电的开关设备场布置。
2.设备外绝缘
直流电设计设备的绝缘体设计必须要考虑各方面的因素，而十弧距离和爬电距离是最重要的两个方面。在实际的电网运行中，直流电设备的轴向长度由十弧距离决定，在面对高压电流而言，外界的冲击力度是决定十弧距离的重要因素，而与其之间成反比的关系。爬电距离主要由直流电机在运行中绝缘子产生的污染决定，污染程度越高拍点距离就会越大。一般而言，自流自然积污附盐密度为0.07mg/cm2，灰密取其5倍，以此为基础，根据设备套管或支柱绝缘子选择的外绝缘材料和自径，可以推算出特高压自流侧设备所需爬电距离。
四、主要设备选择
1.换流阀
对于输送容量为SOOOMW的特高压自流输电工程，换流阀可采用成熟的自径为5英寸、光触发或光电触发、空气绝缘、水冷却晶闸管；当输送容量为6400MW时，山于额定输送电流达到4000A，需要研发自径为6英寸的晶闸管，从目前研发情况看，供应商对6英寸RR闸管均采用光电触发技术。从换流阀本身的结构来看，采用二重阀或者四重阀均是可行的，没有明显的技术经济差异，采用四重阀可在一定程度上节约阀厅的投资和运行费用，但换流站总体占地而积较大，考虑到土地为小可再生的宝贵资源，目前各工程均推荐采用二重阀结构的换流阀。
2.换流变压器
换流变压器具有四总结构：三相组合式；三相双绕式；单相祝贺式和单相双绕组式，每一种的形式都有具有其特有的优势和特点，当然也有其不足的地方，我们在实际的电网设计中在选择换流变压器的时候要根据实际情况，选择最适合实际工程的换流变压器，比如在面对电压特别高、电压等级大、容量大的工程的时候我们一般都会采用单相双绕组变压器。而面对电压比较小的电网工程一般来说会选择三相结合或者单相组合的交流变压器。
五、结语
在社会科技不断发展的二十一世纪，许多新科技、新技术不断在电力系统中得到广泛的应用。直流电绝缘体技术也应该运用更多的新科技、新技术，不断促进其技术的完善。由于直流电系统容易受到很多因素的影响而变得不太稳定，会严重影响整个电力系统的稳定性，这就要求我们必须加大对其系统的监控力度，运用计算机技术实施7X24的全程监控。当然，在我国直流电外绝缘技术仍然还是有许多问题，但是我相信只要我们工作人员坚持创新，一定可以使其实实践中不断完善，促进我国电力事业的发展。
参考文献
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输电线路绝缘子 篇7
判断绝缘子表面污秽的常用方法有：等值附盐密度法、污层电导率法、泄漏电流法等。前两种方法不能进行在线检测，难以反映绝缘子在运行中的真实情况。泄漏电流是绝缘子污秽受潮时流过其表面的电流，当绝缘子表面污秽物积累到一定程度时，在一定外界环境下可造成绝缘子的闪络，因而可通过测量泄漏电流的大小变化来监测绝缘子的污秽程度。在实际运行中，环境温湿度也对泄漏电流有一定影响。结合环境温湿度对泄漏电流的变化进行分析，从而判断绝缘子污秽情况，是本文对绝缘子污秽进行在线监测的设计思想。
对于覆冰的在线监测，有导线应力换算法、称重法等方法。其基本原理都是对输电线路的现场主要状态数据(覆冰综合荷载、温度、湿度、导线质量、风速、风向、绝缘子串摇摆角、绝缘子串平移角、杆塔倾斜角)进行全天候实时监测，把这些状态数据传回到后台，建立数学模型进行计算。由于设计方案复杂，造价昂贵，在实际使用中受限很大。因此本文设计的监测系统使用了更为直观和经济的图像法：通过摄像头采集视频图像传回监控中心，利用导线固有的几何尺寸，采用微积分的方法计算覆冰面积，再换算到等效覆冰厚度。
值得一提的是本文监测系统的数据传输模式。以往用于电力线路的各种在线监测系统，基本上都使用电信运营商的移动通信网络传输数据。但由于电力线路所在的地理位置可能很偏僻，在这些地方基本没有通信信号或者信号很弱。所以会造成有很多的通信盲区。因此本系统采用了短距离无线通信和GPRS通信相结合的方式，避免了通信盲区的出现。
（一）系统构成
绝缘子及线路覆冰在线监测系统的总体框图如图1所示。其中监测子系统是安装在输电杆塔上的，每个杆塔上安装一个。监测子系统的任务是采集各种相关数据，并组成数据传输无线网络，将采集到的数据通过无线方式发送到监测中心。监测子系统采用“蓄电池——太阳能电池板”的模式供电。
监测子系统采集到的物理量为后续处理分析提供原始数据。监测子系统需要采集的量包括绝缘子表面的泄漏电流、绝缘子所处环境的温湿度以及绝缘子附近输电线路的图像。同时子系统需要将采集到的数据传输到监测中心。因此子系统必须有与之对应的各种功能模块。监测子系统总体框图见图2。
监测子系统采用ATMEL公司生产的ARM9系列处理器AT91RM9200作为核心处理器。该处理器与两片SDRAM、一片FLASH以及时钟、复位电路构成一个ARM最小系统，其上移植了Linux内核。
泄漏电流测量模块的实现框图如图3所示。泄漏电流测量模块包含引流环、电流互感器、I/V变换、信号放大、换档开关、真有效值变换及A/D转换部分。引流环从绝缘子上采集泄漏电流，经若干环节后，最终通过真有效值变换和A/D转换把相应的值送到CPU。CPU通过两个PIO端口控制换档开关，从而可以控制把放大了不同倍数的交流电压送到真有效值电路的输入端，这样可以增大系统的量程。泄漏电流的引流是整个监测系统中最重要的环节之一，必须保证信号的准确获取。本文引流环的安装方式是：在原来的绝缘子串上新增一片绝缘子，把引流环安装在第一片绝缘子的表面。沿绝缘子表面挖一圈小槽，将引流环嵌入槽内，然后用水泥进行胶装。
温湿度测量模块直接采用了瑞士SENSIRION公司出品的SHT11温湿度传感器。其温度量程为-40～+123.8℃，精度为±0.4℃;湿度量程为0～100%RH，精度为±3.0%RH。该模块通过两线串行接口电路实现与ARM最小系统的通信。其连接框图见图4。
图像采集模块的作用是采集线路图像，其前端采集器采用了工业上常用的监控摄像头。摄像头输出的PAL/NTSC制式的信号为经过调制的模拟信号。系统采用了Philips公司的SAA7111A作为视频解码以及A/D转换器，利用一片SDRAM存储转换后的数据，通过ARM最小系统的I2C接口实现对视频A/D的配置，SDRAM的控制则通过一片FPGA芯片来完成。SDRAM选用Micron公司的MT48LC4M32, FPGA选用ALTRA公司的Cyclone系列器件EP1C6Q240C8。采集到的图像数据先被组织为BMP文件，随即被压缩为JPEG格式。图像采集模块的构成框图如图5所示。
系统的GPRS模块采用了Sony Ericsson公司的GR64。短距离无线传输模块采用深圳友迅达公司生产的FC211SP。GPRS模块与短距离无线传输模块均通过串口与最小系统进行通信。
电池电量监测模块由MSP430F149单片机、BQ26220电池设备监控芯片和一些外围电路组成，用于监测为子系统供电的蓄电池剩余电量，从而决定监测子系统在数据传输网络中的行为(后文将有详细叙述)。
（二）无线数据传输网络设计
监测子系统要将采集到的数据通过无线方式传输到监控中心。为克服电信运营商通信网络存在盲区的问题，本文采用了GPRS传输与短距离无线传输相结合的方式来传输数据。图6是无线传输网络的示意图。若某个监测子系统所在地GPRS信号情况良好，则直接将其采集到的数据通过GPRS网络传输到监控中心;若某个监测子系统所在地没有GPRS信号或者GPRS信号过弱，则先用短距离无线传输模块通过无线接力的方式将数据传输到GPRS信号良好的区域，再通过GPRS模块将数据转发到监控中心。本文的数据传输协议就是根据这种设计思想来设计的。
整个无线传输网络的数据传输协议设计参考了OSI(开放式系统互联参考模型)，分为应用层、网络层、数据链路层和物理层。
1. 物理层
物理层主要是指负责数据传输的硬件。本文设计的无线传输网络采用的传输硬件是短距离无线传输模块和GPRS模块。
2. 数据链路层
数据链路层在物理层的基础上，建立相邻节点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧在信道上无差错的传输，从而给网络层提供可靠的、有连接的服务。其具备的基本功能有：将网络层的数据包构造成帧;提供信道侦听功能;提供冲突避免机制;数据的检错与重发;提供故障检测功能;提供流量控制功能。
数据链路层保证了监测子系统之间短距离无线数据传输的可靠性。
3. 网络层
网络层的主要功能是：将应用层的消息打包;在GPRS信号允许的情况下，将数据包发送到监控中心;研究转发任务的分配问题，在GPRS信号较弱的情况下，通过其它节点将数据转发到监控中心。
转发任务的分配是网络层最重要的功能。由于监测子系统采用“蓄电池——太阳能电池板”的模式供电，电源能量有限，所以在考虑转发任务分配的时候要首先考虑尽量减少能量消耗，因为如果能量消耗过大，可能导致子系统无法正常工作。这样就确定了转发任务的分配原则：尽量保证传输可靠性。也就是尽量保证所有节点不要因为传输任务过重，能量消耗太大而“累死”(即无法正常工作)。
此处必须提到的是，由于GPRS模块发送一个数据包所耗电量远远大于短距离无线传输模块发送一个数据包所耗电量，因此GPRS信号质量良好的监测子系统(也称为转发节点)在接收到(或自我生成)数据包后，必须先通过电池电量监测模块检测其蓄电池剩余电量。若剩余电量充足，则通过GPRS模块将数据包直接发送给监控中心;若剩余电量不足，则将数据包通过短距离无线传输模块转发给下一线的转发节点，由下一线转发节点再进行同样的判断，直至最终将数据包发送给监控中心。见图7所示。
4. 应用层
应用层的功能比较简单，就是将采集的数据组织成消息，传到网络层，由网络层负责传到监控中心。
本文设计的无线数据传输网络，通过这种GPRS数据传输与短距离无线数据传输相结合的方式，可以有效克服GPRS网络的盲区问题。对于那些位于山岭峡谷中的高压输电线路，具有尤其重要的意义。
（三）结束语
本文综合了目前对绝缘子闪络和线路覆冰的研究状况，设计了一套绝缘子及线路覆冰在线监测系统。与其他设计方案相比，该系统的优点在于能够完全消除高压输电线路上的监测盲区，并且更为直观和经济。
通过高压输电线路绝缘子及线路覆冰在线监测系统，能够对输电线路绝缘子进行全天候在线监测的系统，为确定清扫周期或者进行预知性维护给出判定依据;能够加强对覆冰线路的实时监测，将覆冰事故消灭在萌芽状态，提高输电线路的运行可靠性。
摘要：绝缘子污秽闪络和输电线路覆冰对电力系统安全运行有着极大的威胁。文章设计了一套在线监测系统, 测量绝缘子表面的泄漏电流与环境温湿度, 作为判断绝缘子污秽情况的依据;采集绝缘子及附近线路的图像, 作为判断线路覆冰情况的依据。采集到的各种数据通过GPRS模块和短距离无线传输模块以无线方式传输到监控中心。
关键词：绝缘子,线路覆冰,在线监测,数据传输
参考文献
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输电线路防冰闪绝缘子应用分析 篇8
1 电线路防冰闪绝缘子技术原理
1.1 防冰闪绝缘子的组成
防冰闪绝缘子由改进后的大伞裙和普通绝缘子组成。其中1级大伞、2级大伞和3级大伞为改进后的伞裙;伞裙、锌棒等其他部分与普通绝缘子相同。
1级大伞位于绝缘子伞裙的最上端, 直径为300mm;2级大伞位于伞裙的第一个三分之一下端, 直径为250mm;3级大伞位于第二个三分之一的下端, 直径为200mm (如图1) 。三级大伞成阶梯状分布。绝缘子的其他部分如锌棒、其他伞裙、伞裙间距等与普通绝缘子不发生变化。
1.2 技术关键点及创新点
1.2.1 确定各大伞的厚度及直径 (差值)
大伞的厚度能够决定伞裙的大小, 伞裙越厚, 伞裙的直径可以做的大些, 从而可以增加绝缘子的防冰闪、防雪闪、防鸟害等的性能。各大伞设计为直径不同的伞裙, 可以把绝缘子分为几部分, 每一个部分相对独立, 把一串绝缘子分为几个部分, 从而割断绝缘子污闪所必需的连续途径, 积雪融化后的水滴也会分散为几部分, 一是可以把绝缘子上的积雪分为几部分, 因而积雪融化后的水滴也可分为几部分;二是每一部分相对独立, 每一部分的融雪不会按照一条轨迹滴落, 而是分散开来。从而达到防冰闪和防雪闪的目的。
1.2.2 确定大伞的片数
绝缘子的大伞片数可以有效地分割绝缘子, 把绝缘子分为几个部分可以取得最好的防护效果。大伞的片数太少, 防护效果不好;大伞的片数太多, 不利于绝缘子的自洁, 反而易于污闪的发生。
1.2.3 确定大伞的安装位置
第一片大伞的安装位置在横担侧的第一片, 这样可以起到防鸟害的作用。
1.3 防冰闪绝缘子的特性
1.3.1 防冰闪绝缘子的防冰原理
绝缘子冰闪是一种特殊的污闪。这不仅因为冰闪是由于冰中含有污秽等导电杂质造成的, 而且污秽绝缘子和覆冰绝缘子的耐受电压和闪络机理也是非常相似的。由于覆冰期间温度较低, 冰不宜融化, 冰与绝缘子表面难以存在溶解导电杂质的水膜, 因此, 覆冰期间冰对绝缘子放电电压的影响并不会严重危机电力系统的安全运行。但由于绝缘子长期暴露在野外, 表面积污非常严重。当雪积于绝缘子表面融化时, 会将污秽溶于融雪中, 与雪水混合形成污染严重的、具有导电性的冰水或冰柱。
根据运行经验和冰闪试验表明, 输电线路覆冰绝缘子闪络事故大多数发生在融冰期。当覆冰融化时, 绝缘子表面伞裙间的冰柱形成短接。
冰柱的形成造成绝缘子爬距大大减小, 耐受电压也大幅降低, 同时绝缘子串覆冰后, 改变了沿绝缘子表面的电压分布, 并使之趋于更不均匀, 导致绝缘子串局部电场过高以及泄漏电流增大。当周围气温升高或者由于泄漏电流的热效应使得覆冰开始融化时, 将沿串冰柱表面形成贯通的导电水膜, 现在电压分布较高处出现局部电弧, 当泄漏电流达到数百毫安时, 就可能由局部弧光放电发展为电弧贯穿整个绝缘子, 发展成闪络。即为冰闪。
为了防止绝缘子冰闪, 切断绝缘子融冰后形成的冰柱, 把冰柱有效的分割, 阻止冰柱形成上下的贯穿, 从而达到绝缘子不闪络。第一片大伞的融雪滴落不到第二片上, 第二片大伞的融雪滴不到第三片上, 第三片融雪滴不到其他小伞上, 并在每个大伞下方形成干躁区, 割断了冰闪和污闪所必需的通道。从而保证的绝缘子的正常运行。
通过运行的实际经验, 充分证明了该绝缘子的设计思路达到了防冰闪的目的。真正起到了防冰闪的实际效果。
1.3.2 增强了绝缘子的方鸟害性能
随着国民素质的提高, 人们的环保意识不断增加, 爱鸟、护鸟已成为自觉行动, 使得各种鸟类逐渐增多起来。鸟类的频繁活动极易造成输电线路故障甚至事故, 根据河北南网2007年对220k V以上线路因鸟害掉闸的统计, 2007年因鸟害掉闸10次, 占总故障的17%。因此鸟害已经成为严重威胁电力系统安全稳定运行的主要隐患之一。研究分析鸟害治理的措施多用鸟刺、防鸟镜和大伞罩三种形式。绝缘子的第一片设计为大伞, 即可有效的防治鸟害的发生。
2 结论
综上所述, 防冰闪绝缘子可以有效地防止冰闪事故的发生, 有效地防止或减少污闪故障的发生, 可以杜绝鸟害故障的发生。
摘要：本文主要介绍了一种输电线路防冰闪绝缘子的新型技术, 通过新技术的应用有效地降低了输电线路冰闪的概率, 提高了线路的安全性。
输电线路绝缘子 篇9
2013 年10 月10 日, 在日常例行巡视中发现, 500k V紧凑型线路洹获Ι线N111塔中相V串右侧前串断裂, 见下图。
2 该线路近期巡视情况
500k V洹获I线为紧凑型线路, 全长145.85km, 共357基杆塔, 途径新乡、鹤壁、安阳等地。线路直线塔均采用复合绝缘子, 耐张串采用瓷棒式绝缘子, 跳线串采用复合绝缘子。发生断裂的绝缘子系某公司产品, 在该线路上共安装648支。线路投运来运行总体良好。
7 月28 日至8 月3 日, 按照公司输电专业深度隐患排查统一部署, 巡检工区35 人, 对该线路开展隐患排查。排查采取包人到段的方式, 结合红外、紫外等技术, 逐级登塔检查, 平均每人每天排查3基。根据据排查记录, 此次发生绝缘子断裂的N111杆塔, 当时检查结果未见异常。
8 月25 日, 对该线路进行例行巡视 (每月1 次) 。按照规定, 日常巡视主要是地面巡视, 以望远镜等工具对上部进行导线、金具、绝缘子等进行检查。巡视结果正常, 未见绝缘子出现断裂情况。
9 月20 日, 再次对该线路进行例行巡视, 巡视结果正常, 未发现异常迹象。
10 月10 日, 再次对该线路进行日常例行巡视中, 发现该塔中相V串右侧前串断裂。
发生断裂的N111杆塔复合绝缘子, 运行时间已经超过10年, 存在一定程度的老化现象。复合绝缘子芯棒为硬脆性物体, 当应力超过承载能力时将在瞬时发生断裂, 断裂后征状十分明显, 非常容易发现[1,2,3]。但在断裂前, 由于芯棒表面有伞群和绝缘护套的遮盖, 外观不会有明显变化, 即使登塔检查, 也难以发现断裂前的征兆[4,5]。
综合上述分析, 可以判定绝缘子断裂时间在9 月20日至10月10日之间的某一天。
3 试验分析
为了便于进行绝缘子的分析和测试, 在抢修过程中, 除了对断裂绝缘子进行更换外, 将N111杆塔同相的其他两支完好绝缘子也进行了更换。运行单位组织有关专家, 在河南电科院高压试验基地对替换下来的绝缘子进行了性能试验, 对绝缘子断裂的原因进行了研究和分析。
10 月11 日运检公司将现场断裂的绝缘子及更换下来的两支完整绝缘子一起送河南电科院高压试验基地检测。
3.1 外观检查
经对N111更换下绝缘子外观检查, 两支完整绝缘子无异常现象。
3.2 工频30min耐受试验
30min额定运行电压耐受试验, 并采用红外成像仪监视耐受30min时复合绝缘子的温升情况, 两支完整绝缘子无异常现象。
3.3 拉力试验
对两支完整绝缘子施加300k N (额定拉力) 1min。试验后外观检查无异常现象。
3.4 憎水性测试
对N111 更换下的绝缘子憎水性测试, 整体试验后, 判定憎水性等级为HC4-HC5。
3.5 断裂绝缘子外观检查
断裂绝缘子情况为导线端芯棒呈不规则状拉断, 芯材碳化, 绝缘子护套从第十二片大伞裙以下呈不同程度龟裂老化。
为分析断裂原因, 对断裂绝缘子从两端对称位置 (均取12、13片大伞位置) 取绝缘子伞裙, 编号后进行后续材料试验分析[6,7,8]。
对断裂绝缘子从两端对称位置 (均取12、13 片大伞位置) 解剖护套, 看到靠近断裂一端的芯棒已经出现较严重的电腐蚀现象, 另一端对称位置芯棒及护套外观性能完好。
3.6 断裂绝缘子伞裙材料试验
对断裂绝缘子高压端及低压端伞裙材料进行测试, 对比老化特性, 试验结果如下。
从上述试验数据可以判定:所取的高压端与低压端伞裙老化程度基本一致。
3.7 绝缘子伞裙表明污秽试验
平均盐密, 平均灰密, 7.3中性。复合绝缘子表面积污严重, 按照测试结果属于e级污区。
4 原因分析
本次复合绝缘子断裂发生在111塔中相V串右侧, 该基杆塔共有6串绝缘子, 有一只断裂, 其余的绝缘子根据目前的试验情况和现场检查情况认为正常。初步可以排除外部污染、环境腐蚀为主因导致的断裂。
本次发生断裂的111塔不在舞动区, 走径为南北走向 (舞动区为115号到大号侧杆塔) , 并且断裂处采用V串双串悬挂, 受力情况各个绝缘子基本一致, 初步可以排除舞动为主因导致的断裂[9,10]。
4.1原因一:护套或芯棒存在质量问题。根据复合绝缘子检查结果分析, 由于护套的龟裂, 造成芯棒直接与空气接触, 在电场、雨、电解质等的综合作用下, 芯棒表面湿气在高场强局部放电下产生的硝酸, 芯棒逐渐发生电腐蚀, 最终造成芯棒断裂。
4.2 原因二:界面粘接质量较差。芯棒与护套界面发生局部放电, 造成芯棒与护套的老化与蚀损。在长期局部放电作用下, 护套表面形成蚀孔, 潮气进入后, 加剧芯棒和护套的蚀损与老化, 最终发生断裂。
4.3 原因三:鸟啄受损 (此线路送电前出现过绝缘子鸟啄) 后的电腐蚀问题。断裂的绝缘子可能因为鸟啄受损, 造成芯棒直接与空气接触, 加上局部积垢严重加速了硅橡胶护套腐蚀, 在高电压强电场环境下, 硅橡胶护套受到电腐蚀损伤, 潮气入侵, 逐渐形成裂纹, 芯棒外露, 导致断裂。
根据以上情况, 判定为绝缘子护套局部缺陷引发电腐蚀, 在电场、雨、电解质等的综合作用下, 芯棒逐渐发生电腐蚀, 最终造成芯棒机械性能下降而断裂。
参考文献
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输电线路绝缘子 篇10
但是仅仅依靠泄漏电流的数值来确定绝缘子表面的污秽情况并预报污闪是不可行的。而且在众多的泄漏电流检测分析中, 如何优选出最具代表性最合理的预测依据特征量, 一直是困扰研究人员的难题。泄漏电流时域特征量提取通常采用泄漏电流有效值、泄漏电流最大值以及临闪前最大泄漏电流等。其中泄漏电流有效值是所有泄漏电流特征参量中最容易检测和处理的, 也是被大家广泛认同的最有效特征量之一。本课题主要研究了泄漏电流的有效值, 提取出三个有效值特征量, 分别是泄漏电流有效值均值Ime, 泄漏电流有效值的最大值Imaxe, 泄漏电流有效值的标准差 σ。因此, 本文以人工污秽试验为基础, 使用XP-70 和XWP2-70 两种型号绝缘子, 对比研究了泄漏电流的有效值均值、最大值及标准差三个特征量与绝缘子表面污秽状态的数学关系。然后利用人工神经网络初步建立基于泄漏电流三个有效值特征量的绝缘子污秽状态预测模型, 并确定初步分析了泄漏电流三个特征量在绝缘子污秽状态预测模型中的权重, 为输电线路绝缘子的清扫提供参考。
1 基于泄漏电流的神经网络预测
1.1 建立模型
因为不同的绝缘子在同一泄漏电流特征值信息下的污秽度是不同的, 所以对于不同的绝缘子, 必须建立其各自的人工神经网络模型。
对于70k N的普通型绝缘子XP-70 和防污型绝缘子XWP2-70, 其相同状态下的输入参量是不同的, 但他们之间有一定的回归拟合关系, 可以类推。因此本文以XP-70 绝缘子为对象建立污秽预测模型, 输入则为泄漏电流的三个特征量, 输出为污秽度, 模型为BP神经网络, 采用有监督学习方式, 在学习过程中通过误差对隐层神经元个数进行调整, 最后得到一个最优的人工神经网络模型, 其预测模型示意图见图1。
网络的神经元结构如图1 所示。图1 中x1, x2, …, xn为神经元的输入, w1, w2, …, wn为相应输入的权值, b为神经网络的阈值, 则
1.2 归一化处理
本模型输入量为实验室饱和湿润下的3 片XP-70 绝缘子耐压试验所测的泄漏电流有效值提取出的3 个特征量泄漏电流有效值均值Ime, 泄漏电流有效值最大值Imaxe和泄漏电流有效值标准差 σ。为了统一量纲和防止因净输入的绝对值过大而使神经元输出饱和, 继而使权值调整进入误差曲面的平坦区。BP神经网络的训练样本在输入网络之前要进行必要的归一化, 也就是通过变换处理将网络的输入、输出数据限制在[0, 1]或[-1, 1]区间内。因此本课题把3 个输入参量进行归一化处理, 归一到区间[0, 1]里, 归一化处理按以下方式进行:
设x为某一泄漏电流有效特征值信息, xmax为此特征值信息中最大的量值 (可以是根据现场情况而得的估计值) , xmin为此特征值信息中最小的量值, 那么对于任意的环境信息x, 按以下方式进行归一化处理:
其中xmin、xmax分别为Ime和Imaxe的最小值和最大值, 其中 σ 本身就在[0, 1]区间内, 无需再做归一。对于Imaxe而言, 通过试验验证在安全区区间断的泄漏电流最大有效值一般在250m A以内, 故对于Imaxe仍可以采用公式 (2) 的归一化方法, 而不必加以区段化。
1.3 网络训练与结果
根据实验室实测的普通型绝缘子XP-70 和防污型绝缘子XWP2-70 泄漏电流有效值三特征量的回归拟合公式, 选择50 个点进行网络学习训练。在此过程中调整隐含神经元的个数, 最后用实验实测的10 组数据验证网络性能优劣, 得到两种绝缘子污秽状态的最优人工神经网络预测模型。此模型输入为3 个信息向量Ime、Imaxe和 σ, 输入层有3 个神经元, 隐含层有7 个神经元, 输出层有1 个神经元即污秽等级ESDD。
2 基于泄漏电流的污闪预警判据
2.1 三个特征量权重的比较分析
为了进一步分析由泄漏电流有效值而提取的三个特征量与绝缘子表面污秽度之间的关系, 从而更深入地验证三个特征量的有效性和可用性, 以XP-70绝缘子污秽预测网络为例, 采用固定三个特征量中的一个, 把另外两个作为网络输入, 即可获得两个参量同时变化时污秽度的变化趋势。为了求取三个特征量对污秽预测影响的大小提供一个趋势分析, 将三个特征量的变化范围比实际测量值适当放大一些, 以便更适合从理论上来分析三个特征量对污秽预测的影响。
2.2 确定预警判据
大量的试验比较研究表明:泄漏电流有效值 (1 分钟积分) 变化区间性明显, 可以划分为3 个区段, 即安全区、预报区 (即一级预警区) 和危险区 (即二级预警区) 。
在安全区、预报区和危险区内, 泄漏电流有效值均值Ime和有效值与均值的标准偏差 σ 也表现出较明显的分段性, 各污秽等级下20 分钟泄漏电流有效均值在安全区、预报区和危险区分段为0~30m A, 30m A~85m A, >85m A;各污秽等级下20 分钟泄漏电流有效值与均值标准偏差在安全区、预报区和危险区分段为0~12%。
3 结论
以大量人工污秽试验数据为基础, 利用人工神经网络的方法, 本文深入研究了绝缘子表面污秽度与泄漏电流有效值特征量之间的关系, 主要得出结论有:
3.1 泄漏电流有效值均值、最大值及标准差这三个特征量随着等值盐密的增加均呈上升趋势, 且拟合度均在0.95 以上。
3.2 以泄漏电流的有效值均值、最大值及标准差三个特征量作为输入变量建立的绝缘子污秽状态人工神经网络输出误差在8%以内, 满足工程要求。
3.3 泄漏电流三个特征量与污秽度的相关程度依次为有效值均值、最大值及标准差, 该结果可作为确定污闪预警特征量不同权重的依据。本文根据试验数据给出了一种基于泄漏电流的污闪预警初步判据。
摘要：污秽度和潮湿是影响输电线路绝缘子耐污闪性能的基本因素。潮湿属于不可控因素, 因此实时掌握绝缘子表面污秽度的状态对防污闪工作, 有针对性地制定清扫计划, 保障电网安全运行有重要意义。本文以人工污秽试验为基础, 使用XP-70和XWP2-70两种型号绝缘子, 着重对比研究了泄漏电流的有效值均值、最大值及标准差三个特征量与绝缘子表面污秽状态的数学关系。主要得出:泄漏电流这三个特征量随着等值盐密的增加均呈上升趋势;以泄漏电流的有效值均值、最大值及标准差三个特征量作为输入变量建立的绝缘子污秽状态人工神经网络输出误差在8%以内;泄漏电流三个特征量与污秽度的相关程度依次为有效值均值、最大值及标准差, 该结果可作为确定污闪预警特征量不同权重的依据。
关键词：绝缘子,泄漏电流,污秽,预测
参考文献
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输电线路绝缘子 篇11
架空输电线路上采用的绝缘子, 用作支撑或悬挂导线, 使导线与杆塔绝缘, 保障线路安全可靠地传输电能。绝缘子要具有较高的机械强度和良好的电气绝缘性能, 对化学杂质的侵袭应具有足够的抗御能力, 能适应周围大气条件如温度、湿度的剧烈变化, 在线路设计选取合适的绝缘配合, 绝缘子串在大气过电压、内部过电压和长期电压下均能可靠运行。
运行中的绝缘子在安装前要进行出厂质量证明检查, 外观检查及工频耐压试验 (160kN级以上的逐只、160kN级以下批次进行抽检) 检验确保合格;安装时要逐只用5kV兆欧表进行检测, 以免将有缺陷或不合格绝缘子带入线路运行, 影响线路安全可靠运行。挂网运行中的绝缘子要根据架空输电线路运行规程按周期对绝缘子进行巡视、检查, 主要内容包括:瓷质破损、钢脚钢帽锈蚀、钢脚弯曲、玻璃绝缘子自爆、局部火花放电现象、复合绝缘子外观明显变色、变形及锁紧销缺少等, 还要按电力行业或网省公司试验规程2-4年对绝缘子进行定期检测。
2 输电线路绝缘子的种类及其检测方法
目前输电线路运行绝缘子有瓷质绝缘子、玻璃绝缘子和合成绝缘子三种类型。
2.1 瓷质绝缘子
瓷质绝缘子分为棒式和盘式, 其中输电线路上常用的是盘式瓷绝缘子, 瓷质绝缘子使用历史最悠久, 输电线路中已使用上百年。它具有良好的绝缘性能、抗气候变化的性能、耐热性和组装灵活等优点, 被广泛用于各种电压等级的线路。但是瓷绝缘子存在两方面的弱点, 一是瓷为亲水性物质, 在潮湿条件下绝缘性能急剧下降, 二是绝缘子出现损伤时不易被检测出来。盘式瓷绝缘子是属于可击穿型的, 它是采用水泥将物理、化学性能各异的瓷件与金属件胶装而构成的, 在长期经受电场、机械负荷和大自然的阳光、风、雨、雪、雾等的作用, 会逐步劣化, 对线路的安全运行带来威胁。瓷质绝缘子的检测以前多用火花间隙法和泄漏电流检测法, 随着新技术的发展和新产品的开发, 考虑带电测量, 建议使用红外热像仪法和智能绝缘子检测仪法。
2.2 玻璃绝缘子
玻璃绝缘子分为普通玻璃绝缘子和钢化玻璃绝缘子, 早期使用多为普通玻璃绝缘子, 玻璃绝缘子具有透明性, 在出现损伤时容易发现, 而且机械强度比瓷质绝缘子要高2-3倍, 但玻璃仍为亲水性物质, 在潮湿条件下其绝缘性能也会急剧下降。钢化玻璃绝缘子具有较好的机电性能, 其抗拉强度、耐电击穿性能、耐振动疲劳、耐电弧烧伤和耐冷热冲击性能等都优于瓷绝缘子。且与瓷绝缘子不同, 玻璃绝缘子具有零值自爆的绝缘自我淘汰能力, 这样就很容易被发现, 无需对其进行绝缘测试, 但自爆也就决定其主要适用于线路通过人烟稀少地区, 变电站构架不宜使用。自爆率通常在前3年较高, 这与瓷绝缘子相反。数十年的运行和试验数据证明, 钢化玻璃绝缘子具有长期稳定的机电性能和较长的使用寿命。
玻璃绝缘子无需对其进行绝缘测试, 只须每年按照不低于JK的数量进行红外测温抽检, 并对运行中自爆的玻璃绝缘子进行及时更换。
2.3 合成绝缘子
合成绝缘子具有体积小、重量轻、机械强度高、耐污闪能力强、维护和运输方便等优点。硅橡胶合成绝缘子表面具有憎水性, 且附着在伞裙表面的污染层也具有憎水性 (即硅橡胶的憎水性迁移) , 这大大提高了合成绝缘子的抗污能力。从国内的使用情况来看, 历次的大面积污闪事故中, 合成绝缘子都表现出优异的抗污闪能力, 在外绝缘水平偏低和污染较重的情况下, 合成绝缘子是个较好的选择对象。国外合成绝缘子的研制和挂网较早, 使用范围很广泛, 已取得成功的运行经验。
合成绝缘子无需对其进行绝缘测试, 除须每年按照不低于5%的数量进行红外测温抽检外, 还须对其进行定期抽样检测试验, 分破坏性试验和非破坏性试验, 非破坏性试验周期一般为两年1次, 破坏性试验周期一般为四年1次。
3 盘式瓷绝缘子运行检测方法
虽然输电线路绝缘子材质大体有瓷质绝缘子、玻璃绝缘子和合成绝缘子三种可供选择, 并各有特点, 其中在运绝缘子中瓷质绝缘子占有比例很大, 且在一段时间内仍不会完全淘汰;但瓷质绝缘子具有故障检测占用劳动量大的弱点, 目前国内外针对瓷绝缘子运行检测有火花间隙法、小球放电法、红外热像仪法、泄漏电流检测法、激光多谱勒振动法、智能绝缘子检测仪法、绝缘子串类在线监测系统等检测方法。
3.1 火花间隙法
火花间隙法是目前较为常用的检测方法, 该方法是根据火花间隙与绝缘子接触是否产生放电来判断绝缘子的好坏, 该方法的优点主要是:设备简单、操作方便、可带电检测;缺点主要是受外界及人为的因素影响大、准确度不高。
3.2 小球放电法
该方法是通过测量绝缘子两端的小球产生放电时的距离判断绝缘子的电压分布, 从而判断被测绝缘子是否正常。该方法的优点主要是:设备简单、可带电检测;该方法的缺点主要是要频繁调整小球距离、误判率较大。
3.3 红外热像仪法
红外热像仪法是目前较为先进的检测方法。该方法是利用绝缘子表面的热效应原理进行在线检测的。该方法对涂有半导体釉的防污绝缘子非常有效, 因为此类绝缘子在线带电运行时, 正常绝缘子的表面电流较大, 温升较高, 而劣质绝缘子的表面温度比正常绝缘子低好几度, 用红外热像仪易于识别;但对于普通釉的瓷质绝缘子, 其正常绝缘子表面温度与劣质绝缘子的表面温度相差仅1℃左右, 在复杂的气候条件和现场环境下, 测量精度难以保证。
3.4 泄漏电流检测法
该方法是通过电流传感器测得流经绝缘子两端的泄漏电流, 从而测量出绝缘子的绝缘电阻值。该方法的优点是能定量检测绝缘子的绝缘电阻值, 能准确判断绝缘子的零值低值情况, 缺点是须停电进行检测, 无法带电进行检测。
3.5 激光多谱勒振动法
该方法是利用已开裂绝缘子的振动中心频率与正常时不同的特点, 通过外力如敲击铁塔或将超声波发生器所发生的超声波, 用抛物型反射镜或用激光源对准被测绝缘子, 以激起绝缘子的微小振动, 然后将激光多谱勒仪发出的激光对准被测绝缘子, 根据反射回来的信号的频谱分析, 从而获得该绝缘子的振动中心频率值, 据此判断被测绝缘子的好坏。由于该仪器对未开裂的绝缘子检测无效以及操作复杂、体积庞大、笨重、使用维修复杂、造价高等缺点, 限制了它的适用范围。
3.6 智能绝缘子检测仪法
该方法是通过向带电运行的绝缘子串上的单片绝缘子施加脉冲电压测泄露电流, 具体方法是在电压通道上用软件方法提取过零点, 并在过零点上启动高压脉冲发生器, 输出5kV脉冲电压施加在单片绝缘子上, 同时提取脉冲电压与脉冲电流的有效值计算绝缘子的绝缘电阻值。该方法的优点是能定量检测绝缘子的绝缘电阻值, 能准确判断绝缘子的零值低值情况, 并能在线路运行带电的情况下进行检测。
3.7 绝缘子串类在线监测系统
监测特征量有盐密、泄漏电流、放电等, 地域分布广泛、运行环境恶劣、巡线困难、维护工作量大是架空输电线路的特点, 绝缘子串类在线监测系统应是重要架空输电线路绝缘子检测技术的方向。
4 各种绝缘子检测方法比较
综合比较7种针对瓷质绝缘子检测方法, 本文认为智能绝缘子检测仪法能定量检测绝缘子的绝缘电阻值, 能准确判断绝缘子的零值低值情况, 并能在线路运行带电的情况下进行检测, 是适合进行推广的检测方法;绝缘子串类在线监测系统检测特征量丰富, 能多角度、多维度判断绝缘子劣化程度, 是绝缘子全寿命周期管理的重要手段, 具有较好的发展前景
参考文献
[1]电力设备预防性试验规程DL/T596-1996.
[2]劣化盘形悬式绝缘子检测规程DL/T626-2005.