CN104991169A - 一种基于电光效应的绝缘子污闪检测方法 - Google Patents

一种基于电光效应的绝缘子污闪检测方法 Download PDF

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聂晶
王洪坤
岑红蕾
李宏伟
张晓海
周涛
吴延祥
马玉荣
周伟绩
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Abstract

本发明提供了一种基于电光效应的绝缘子污闪检测方法。锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷在电场的作用下，其折射率随外加电场而变化，可产生一次电光效应。在绝缘子的污闪形成过程中，绝缘子表面在经历积污、受潮、出现干区后，其表面局部电场的畸变是导致局部电弧发展成闪络的决定性因素，本发明利用电光陶瓷折射率随电场变化的特点，将锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层覆盖于绝缘子表面，以电光陶瓷的折射率作为特征参数，反映绝缘子表面局部电场的畸变，对绝缘子污闪进行有效的预警。

Description

一种基于电光效应的绝缘子污闪检测方法
技术领域
本发明专利涉及一种绝缘子污闪的检测方法。
背景技术
随着我国电力系统的不断发展，电网安全、稳定运行越来越受到重视。绝缘子在输配电系统中应用广泛，尤其是在近年来大力发展的超高压、特高压交、直流输电系统中，绝缘子的安全运行问题更是直接决定了整个系统的安全水平。绝缘子的绝缘下降可能引发闪络、绝缘子炸裂、掉串、导线落地等事故，危及电网安全，尤其对于线路绝缘子而言，污闪的发生通常不是仅限于个别绝缘子，而是表现为某一区域(相同积污程度，相同气候状况)中的所有绝缘子同时闪络，闪络引发跳闸后，如果气候条件继续保持恶劣，则系统不能重投恢复。因此，线路绝缘子污闪具有涉及区域大，持续时间长，事发突然的特点，往往会造成跨地区、跨省的长时间停电事故，甚至电网解列，造成很恶劣的后果和经济损失。据统计，在目前的电压等级下，污闪损失是雷电冲击和操作过电压造成损失的10倍以上，并且随着电压等级的提高、系统容量的增加和各类工业污染的加剧，污闪的威胁呈持续上升趋势。
绝缘子的污闪检测具有重要的经济价值，比较典型的有非电量检测和电量检测两大类。其中非电量检测方法主要有超声波检测法、红外热像仪检测法、声信号检测法，电量检测方法主要有电压分布检测法、绝缘电阻检测法、脉冲电流检测法、泄漏电流检测法。这些检测方法各有优缺点，适用场合不同，都是利用绝缘子在污闪前的某一特征信号发生变化，对其进行检测。
电光效应是指在电场的作用下，晶体的折射率发生改变的效应。电光陶瓷是具有电光效应的陶瓷材料的总称，常用的有锆钛酸铅镧(PLZT)，铪钛酸铅(PLHT)等，这类陶瓷的折射率随外加电场而变化。利用电光陶瓷的这种特性，将其制成的薄膜覆盖在绝缘子表面，当绝缘子积污、受潮后，其表面电场发生变化，可将电光陶瓷的折射率作为特征参数，从而能够反映绝缘子表面局部电场的畸变，对绝缘子进行有效的预警。
发明内容
本发明专利的目的是以电光陶瓷的折射率作为检测绝缘子的特征参数，提供一种对绝缘子污闪进行检测的新方法。由于绝缘子的污闪经历四个阶段：积污、受潮、出现干区和局部电弧、电场畸变导致局部电弧发展成闪络。在绝缘子的污闪形成过程中，绝缘子表面在经历积污、受潮、出现干区后，其表面局部电场的畸变是导致局部电弧发展成闪络的决定性因素，因此本发明专利正是利用电光陶瓷折射率随电场变化的特点，以电光陶瓷的折射率作为特征参数，反映绝缘子表面局部电场的畸变，对绝缘子污闪进行有效的预警。
为实现上述目的，本发明解决技术问题所采用的方案是：以锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层覆盖于绝缘子表面，锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层的折射率满足n=n0+aE0，式中：n0为无外加电场时锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层的折射率，a为常数，E0为外加电场的场强。用拆光仪测量锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层的折射率，由于锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层的折射率与外加电场的场强呈现一次电光效应，所以可以用锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层的折射率反映绝缘子表面的电场畸变，一旦绝缘子表面的电场畸变超过临界值，即可对绝缘子的污闪进行预警。

Claims (3)

1.一种基于电光效应的绝缘子污闪检测方法，该方法利用电光陶瓷折射率随电场变化的特点，以电光陶瓷的折射率作为特征参数，反映绝缘子表面局部电场的畸变，对绝缘子污闪进行有效的预警，其特征在于：锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层的折射率与外加电场的场强呈现一次电光效应，用锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷薄膜层的折射率反映绝缘子表面的电场畸变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷以薄膜层的形式覆盖于绝缘子表面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述绝缘子包括玻璃绝缘子、瓷质绝缘子、合成绝缘子。
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郑中胜 等: "基于光电场传感器的劣化绝缘子检测系统", 《电瓷避雷器》 *

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