高压输电线路复合绝缘子发热机理探究

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1、高压输电线路复合绝缘子发热机理探究　　摘要：近年来，随着复合绝缘子在高压输电线路中的普遍应用，曾发生过多次因为复合绝缘子异常发热导致的贯穿性、芯棒脆断等一些安全事故。借助红外热像法对复合绝缘子中存在的模拟与实际缺陷进行拍摄热像图，进而分析复合绝缘子进行发热的机理。通过研究复合绝缘子进行发热的机理，得出局部放电、绝缘护套老化以及水份介质损耗这三个方面就是导致复合绝缘子能够发热的主要原因。文章着重从这三个方面进行分析复合绝缘子的发热机理。关键词：高压输电线路；复合绝缘子；发热机理中图分类号：TM855文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）18-0121-02复合绝缘子

2、在运行中，发生绝缘变化时通常与发热情况有关。而局部放电、电阻损耗以及介质损耗都将可能导致绝缘子局部产生温度升高的情况。按照发热的程度，了解绝缘子结构中存在的放电缺陷以及内部破损等问题，但是，如果其发热的程度非常的小，不使用相应的仪器设备是不会发现的。所以，通常均会采用红外热像法进行相应的发热检测。利用这样的方法不需要操作人员直接接触绝缘子，可以利用红外成像仪对绝缘子的温度情况进行拍摄，操作不仅非常简单，还具有非常高的安全性。61局部放电6从理论上来说，由于绝缘护套或者芯棒的破损，渗入一定量的水分，在化学与电场的共同作用下将芯棒腐蚀，最后造成芯棒的断裂。在水份进行腐蚀的过程中，破损

3、的地方通常都会具有一定的场强，进而导致局部放电。在电压正常运行的状态下，绝缘子的材料不会出现局部放电的情况；如果在绝缘子的表面上存在一些污渍或者周围环境以及天气状况不良的时候，就有可能出现局部放电的情况，但是这样的放电方式所产生的热量非常容易分散，不会进行积累。只有由于材料内部缺陷而出现的局部放电才有可能积累热量，致使材料的温度不断升高。本文对三个具有不同缺陷的绝缘子开展加压发热试验：一号绝缘子，在芯棒与护套的交界处嵌一半径为0.6毫米、15厘米长的细铜丝，并且一定要与高压金具相连；二号绝缘子，在芯棒与护套的交界处嵌一长度为15厘米的细铜丝，并且距高压金具的距离为9厘米；三号绝缘

4、子，高压金具接头与第一片伞群之间的护套开裂，芯棒膨胀。分别向这三个绝缘子施加60千伏的交流电压，在10分钟之后，利用红外成像仪拍摄其热像图。通过观察可以看出，一号绝缘子的发热点主要集中在铜丝的端部，二号绝缘子没有发热点，三号绝缘子的发热点主要集中在出现缺陷的地方。为了更加深入地证明绝缘子的发热是由于局部放电而造成的，继续向三号绝缘子施加80千伏的电压，可以看出其温度明显升高，并且伴随着非常大的放电声音。由此可以看出，绝缘子内部出现局部放电情况可以导致其局部出现温度升高的现象。2绝缘护套老化通常情况下，复合绝缘子的绝缘电阻都是比较大的，因此其流过的相应电流均是微安级的。如果某处的电

5、阻减小到一定的范围，就会导致其流过的电流增大，进而出现电阻损耗的情况，引起局部发热。电流流过的时候就会产生焦耳热，提高绝缘子的表面温度。局部发热的情况也是需要适当的电阻值，过大或者过小都不会发生这样的情况。针对这样的情况，对相应的实际缺陷进行分析、检测、研究，以佛山供电局铁塔B相绝缘子为例进行深入的研究。在铁塔的底部有很多的毛刺，电压正常运行的时候，会有电晕放电现象的出现，在第一伞群下部分的护套经常会因为受到长时间的电晕腐蚀而发生严重的老化现象，相应的绝缘电阻就会减小至每厘米500兆欧，正常情况下电阻的阻值一定会保持每厘米2500兆欧以上，通过检测观察可以发现，老化部分的温度有明

6、显升高的现象。除6此之外，还可以使用DL-1型在线检测仪测试绝缘子周围的电场强度，在施加高压的地方有明显的电场场强下降的情况，这时将电压减小至60千伏，绝缘子不会再出现电晕的情况，相应的场强也在高压端降了下来。与此同时，为了证明这种发热情况是由护套老化引起的，而不是芯棒破损引起的，可以去除部分护套，在进行加压处理，之后拍摄热像图以及绘制相应的场强曲线。通过观察可以看出，第一伞群的下部没有明显的发热情况，场强的分布情况也恢复了正常；但是在高压金具的端头出现了异常发热现象，即使降压排晕也会继续发热，出现这种现象的原因不是非常明朗。上述检测结论说明，只有具备适当的电阻值才可以致使局部发

7、热，并且是在电阻值减小的地方出现发热情况。除此之外，还需值得关注的因素就是，在流过足够的电流以及外界环境不利于散热的情况下，也会出现发热的情况。原因就是材料表面的污渍会在外部环境的影响下导致电阻值的减小，进而产生发热现象。3水份介质损耗6水是具有非常强极性的物质，并且还具备非常高的介电系数，当将其放置在交变电场中的时候，相应的水分子就会随着电场转变的方向进行不断的变化，也就是反复极化现象。在水分子的不断转向中就会发生互相的摩擦与碰撞，进而损耗部分产生的能量，将其转化为热量，致使水