(国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司呼伦贝尔运维分部内蒙古呼伦贝尔021000)
摘要：电力企业使用大量瓷绝缘子，检测方法落后，效率低运维检测成本高。本文在分析瓷绝缘子传统检测方法的基础上，介绍了低成本的超声波瓷绝缘子零值测试法。可大幅降低企业瓷绝缘子检测的运维成本。
关键词：零值绝缘子；超声波；检测方法；
1引言
国内大量输电线路采用玻璃绝缘子和复合绝缘子，但复合绝缘子和玻璃绝缘子也存在各自的缺陷，复合绝缘子容易老化及掉串，玻璃绝缘子自爆率高、维护工作量大，且不能用在居民区。随着我国电网的快速发展，瓷绝缘子的数量成倍增加，由于瓷绝缘子需要进行零值绝缘子检测工作，工作量远高于玻璃绝缘子和复合绝缘子。零值绝缘子检测工作是由于瓷绝缘子的零值、低值绝缘子内部绝缘性能已经劣化，处于击穿或半击穿状态，一旦包含零值、低值绝缘子的瓷绝缘子串发生闪络，短路电流将通过零值、低值绝缘子内部，导致绝缘子头部瞬间发热、膨胀、炸裂，并可能造成掉串、掉线事故[1]。目前，瓷绝缘子检测主要采用火花间隙法、绝缘电阻法和红外成像法，极少采用超声波法。本文采用四种方法分别测试，并将测试结果与相关标准进行对比，证明瓷绝缘子可以通过超声波法快速进行零值检测，保证采用瓷绝缘子输电线路在少人维护下的安全可靠运行，降低电力企业运维成本。
2常规瓷绝缘子检测、方法及成本
瓷绝缘子的检测包括到货抽检、现场验收、施工检测、运行检测等。对于投运的瓷绝缘子应按DL/T741《架空送电线路运行规程》、DL/T626《盘型悬式绝缘子劣化检测规程》进行日常巡视、登塔检查、定期和抽样检测。根据我国电网建设，随着环网、双回及以上线路的增加，需线路绝缘配置的提高及瓷绝缘子的生产质量的提高[2]。
我国瓷绝缘子的检测指标发展，分为两个阶段：
第一阶段：1950-2000年我国电网薄弱，电网建设资金紧张。单回线较多，线路绝缘配置低，绝缘子生产质量不稳定，绝缘子检测人工成本低。
第二阶段：2000年以后，随着我国经济的发展电网成为国民经济及日常生活不可缺少的重要组成部分。电网投资增加，设计标准提高绝缘配置增加，且环网、多回线路增加，绝缘子生产质量提高。瓷绝缘子的零值绝缘子对电网的影响降低，检测人员成本上升。
我国根据运维成本、检测仪器等综合因素考虑，在2010年对瓷绝缘子的检测周期及标准进行了调整。
20世纪50年代我国国民经济薄弱，电网设计建设中尽量降低工程造价，所以线路绝缘配置很低。当瓷绝缘子有低值、零值绝缘子线路过电压故障时，绝缘击穿短路电流从绝缘子本体上通过会引起劣化绝缘子钢帽炸裂，导线掉串事故。为此我国DLT741-2001《架空送电线路运行规程》规定：瓷绝缘子每两年检测一次低值零值绝缘子[3]。随着我国线路绝缘配置的提高和电网建设的完善，避免重复检测降低运维成本，2010年我国延长了瓷绝缘子的检测周期。DL/T741-2010《架空输电线路运行规程》规定：瓷绝缘子330kV及以上，每6年检测一次；220kV及以下，每10年检测一次。要求，盘型绝缘子绝缘电阻330kV及以下线路不应小于300MΩ，500kV及以上不应小于500MΩ[4]。
3常规瓷绝缘子的检测方法的缺陷
3.1火花间隙检测法
利用固定火花间隙承受电压击穿放电的方法，检测绝缘子串是否分步电压，但绝缘子串每片绝缘子分步电压是不均衡的。以220kV线路14片绝缘子配置为例，导线侧最高1片分步电压为31.0kV，8-11片分步电压为5.0kV。最高电压和最低电压相差约6倍。固定火花间隙按绝缘子串中，最低分布电压值的50%调整间隙为1mm左右。但如果，分布电压高的绝缘子正常分布31kV电压，劣化后干燥天气分布10kV电压，但仍然高于3kV的测量值。因此，采用火花间隙装置来检测瓷绝缘子的绝缘电阻是否零、低值是不十分科学的。
3.2绝缘电阻检测法
绝缘电阻检测法是用绝缘电阻表根据标准进行检查。1981版《验收规范》中规定的2500V绝缘电阻表检测绝缘电阻，但是受到设备条件限制。目前，已经有了5000V绝缘电阻表，所以要求检测绝缘子绝缘电阻时使用5000V绝缘电阻表。或能产生5000V电压的绝缘子检测仪。但运行线路根据状态检修及设备运行要求，停电检修时间很短，不易开展线路停电绝缘子全部检测工作。
现行的运行规程和检查方法随着企业的发展，已经不适应“三集五大”运营方式的要求。
4创新瓷绝缘子超声红外法
4.1初步判断效率高
超声波检测仪在变电设备检测中应用较广泛，但在输电线路的绝缘子检测中应用较少。线路绝缘子检测可以使用PCG-2000型超声波带电检测仪，通过接收低值零值绝缘子放电产生的超声波分析波形确定零值低值绝缘子。
PCG-2000型超声波带电检测仪是从韩国引进的带电检测仪器，主要使用超声波手段对被测物是否出现绝缘老化放电进行带电检测。
由于，绝缘子在潮湿环境下绝缘性能降低，检测应选择潮湿天气进行。设备开机后，手持探头将激光对焦点对准测试的绝缘子串。当被测物正常时，波形波动细微，耳机内只会出现细微杂音。当被测物出现异常时，波形会出现频繁且剧烈的波动，耳机内会出现侧耳的嗡鸣，数值大于20dB时需要重新测试并记录杆塔号及绝缘子串位置，这些为更换绝缘子的依据。
每基杆塔绝缘子在数十片到数百片，常规检测需1-3小时。超声波检测法仅需10-30分钟。超声波检测法是常规检测方法的5-6倍，能够解决“三集五大”新模式下人员少于设备多的矛盾。
4.2红外检测法精确判断
红外诊断技术是对运行中绝缘子的一种非接触无损检测和故障诊断的技术。由于物体的温度越高，它辐射出的红外射线就越强，且距离检测设备越近检测结果越准确。
DL/T664-2008《带电设备红外线诊断应用规范》：第4条要求检测仪器的空间分辨率应满足实测距离的要求，具有较高的测量精度和合适的测量范围。
空间分辨率=π/180×镜头度数/像素数
例如美国产ThremaCAMP65的分辨率：3.14/180×24°/320=1.3rd,代表仪器在10m远可分辨出13mm的目标。一般输电线路塔高在30m至80m，30m塔最小分辨直径为45mm，80米最小分辨直径为100mm。
目前，红外检测仪器精度能满足变电站绝缘子的检测，无法满足大部分输电杆塔绝缘子的检测要求。且，红外检测需在夜间或阴天进行，输电线路杆塔大部分分布在野外，夜间检测困难，逐基检测工作效率低。
运行单位需使用超声波检测仪初步判断含有零值绝缘子的绝缘子串，夜间使用红外线检测仪，对含零值绝缘子的绝缘子串进行精确判断。
5结论
由于我国电网规模庞大，瓷绝缘子数量大，各地区电网建设差异较大。部分投运30年以上的老旧线路，在电网的特殊运行方式下还在充当电网重要线路，带大量重要负荷。“三集五大”新模式有利于集中专业检测人员，使用高精度设备对瓷绝缘子进行检测。有利于提高绝缘子检测效率，降低企业运维成本。
参考文献
[1]国家电网公司运维检修部.国家电网公司十八项电网重大反事故措施辅导教材[M].北京:中国电力出版社,2012.
[2]国家电网公司运维检修部.输电线路防污工作手册[M].北京:中国电力出版社,2015.
[3]应伟国.架空线路状态运行检修技术问答[M].北京:中国电力出版社,2010.
[4]国家能源局.DLT741-2010架空输电线路运行规程[M].北京:中国电力出版社,2010.
作者简介
王宝成(1978-),男,助理工程师,现从事输电线路管理工作;
李艳伟(1976-),男,助理工程师,现从事输电线路检修管理工作;