基于非接触式的劣化绝缘子检测方法的研究

论文摘要

劣化绝缘子直接威胁着电力系统的安全运行。国内外对劣化绝缘子的检测,特别是在带电运行状态下的检测,还没有成熟可靠的方法。为此,本文基于非接触的方式对劣化绝缘子进行了电场测量检测法和紫外脉冲检测法的研究。首先,本论文研究了非接触式电场测量法。通过测量绝缘子串附近一定距离范围内的几点的电场强度,根据被检测绝缘子的尺寸、形状、位置和模拟电荷法的基本原理,建立等效模型和相应的方程,对预设的绝缘子串电压分布遍历计算。通过求解模拟电荷,可以得到测量点理论电场强度。和实际电场强度对照,直到误差满足要求,从而得出绝缘子串的实际分布电压值。根据绝缘子串的实际电压分布值与国标给定的电压分布值相比较,可以判断出有无劣化绝缘子片以及其位置。该方法具有测量点少、不需接触绝缘子的优点。对于110 kV,可以只测量3点,测量距离达到2m。考虑到非接触式电场测量法的探头成本高,目前实际推广有困难,在此基础上又提出了非接触式紫外脉冲法。紫外脉冲检测法的原理是:由于劣化绝缘子会造成绝缘子串电位分布变化,引起绝缘子表面空气放电强度的变化,从而使得放电变化率上升（110kV放电变化率上升10%以上）,极端情况下上升100%以上。通过检测绝缘子表面放电的日盲区紫外辐射强度变化,可以判定绝缘子串的绝缘情况。基于紫外脉冲检测法,本文成功研制了UV-1型紫外脉冲检测仪,通过检测绝缘子放电紫外脉冲数的变化,能够有效检测出各种电压等级电力线路的劣化绝缘子,而不需要和绝缘子接触。通过在河南电力公司进行的紫外脉冲检测的高压大厅试验,和在平顶山供电局进行的110 kV线路挂网试验,验证了检测方法的有效性。由于污秽也能引起绝缘子放电增加,但污秽放电和空气相对湿度RH有明显关系,干燥情况下,污秽绝缘子和正常绝缘子的放电程度基本一样,RH大于75%之后,污秽绝缘子起晕电压降低,放电脉冲数明显增加。利用绝缘子污秽程度与放电脉冲、空气相对湿度RH的关系,可实现污秽绝缘子的检测,并与劣化绝缘子进行区别。本文通过高压大厅试验验证了非接触式紫外检测法检测污秽的能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本课题研究的意义
• 1.2 绝缘子劣化的机理
• 1.3 劣化绝缘子检测技术的国内外研究现状
• 1.4 各种绝缘子检测方法的特征量
• 1.5 本论文完成的工作
• 2 非接触式电场测量法
• 2.1 电场测量法研究现状
• 2.2 模拟电荷法
• 2.3 非接触式电场测量法
• 2.4 仿真计算
• 2.5 本方法面临的问题
• 2.6 结论
• 3 绝缘子表面的气体放电与紫外辐射
• 3.1 绝缘子表面的气体放电
• 3.2 空气电离的分析
• 3.3 绝缘子串电位分布和紫外辐射的关系
• 3.4 小结
• 4 紫外脉冲检测法
• 4.1 概述
• 4.2 日盲区紫外检测
• 4.3 紫外检测系统实现
• 4.4 小结
• 5 紫外脉冲法检测劣化绝缘子
• 5.1 绝缘子的电老化和机械老化
• 5.2 劣化绝缘子对绝缘子串电压分布的影响
• 5.3 紫外法检测劣化绝缘子的原理
• 5.4 高压大厅实验及分析
• 5.5 现场实验及分析
• 5.6 试验结果分析
• 5.7 小结
• 6 紫外脉冲法检测污秽绝缘子
• 6.1 绝缘子的污秽放电
• 6.2 污秽绝缘子的判定
• 6.3 110 kV 线路绝缘子污秽放电检测试验
• 6.4 紫外法应用于绝缘子污秽状态在线检测的方法讨论
• 6.5 小结
• 7 总结和展望
• 7.1 对本文研究工作的总结
• 7.2 存在的问题和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书