CN113092864A - 一种劣化瓷绝缘子的检测方法 - Google Patents

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周军
文路
刘洋
黄瑞平
高嵩
陈杰
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Electric Power Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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Research Institute Of Tsinghua Pearl River Delta
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Electric Power Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/20—Investigating the presence of flaws
    • G01N27/205—Investigating the presence of flaws in insulating materials

Abstract

本申请属于瓷绝缘子检测技术领域。本申请提供了一种劣化瓷绝缘子的检测方法。绝缘子浸泡在溶液中，溶液渗入绝缘子的内部通道，造成电阻值下降，通过对比浸泡前后的绝缘电阻值，从而判断是否存在劣化，能够准确区分劣化绝缘子的劣化程度，可用于瓷绝缘子的质量评估；还可以有效检测绝缘子的内部结构缺陷，本申请的检测方法操作简单、无需大型设备介入。本申请的检测方法是非破坏性试验，不会对绝缘子造成损伤，只需将绝缘子烘干即可恢复至初始状态，不改变试验前后绝缘子的结构和性能。

Description

一种劣化瓷绝缘子的检测方法
技术领域
本申请属于瓷绝缘子检测技术领域，尤其涉及一种劣化瓷绝缘子的检测方法。
背景技术
绝缘子是输变电系统重要的设备部件，被广泛地用于高压输电线路、变电站等电网系统中，对输电导线起着机械支撑和电力绝缘的作用。各类绝缘子中，瓷质绝缘子是使用数量最多的绝缘子，其显著的优势是瓷具有良好的化学稳定性，瓷质材料基本上不会出现老化现象，同时机械性良好，与电气系统的配合方式较为简单。另外瓷绝缘子性价比高，在配合安装、维护技术等方面也是最成熟、经验最丰富的产品。
但是，瓷绝缘子内部若形成裂纹，则会导致机械性能下降，绝缘能力丧失，甚至出现绝缘击穿的问题，导致绝缘失效，这种情况称之为瓷绝缘子的劣化。瓷绝缘子在生产、运输安装、运行时都有可能发生劣化。在生产中，瓷绝缘子存在微气孔或微裂纹，连接件与瓷件材料收缩系数不一致造成空隙等缺陷；运输安装过程中，因碰撞等原因也造成瓷件头部缺陷；投入运行后，瓷件内部的气孔、裂纹在长时间运行中扩展形成贯穿性的通道。为了排除劣化瓷绝缘子，保障电网安全可靠运行，必须提出准确有效的劣化瓷绝缘子检测手段。
近年来红外检测、紫外检测、超声检测等设备逐渐应用于电网设备的缺陷检测领域。这些方法容易受到环境温湿度、电磁干扰的影响，测量结果对比不够明显，不能暴露绝缘子瓷件的内部问题。对于瓷件头部有裂纹，形成贯穿型通道的劣化瓷绝缘子，直接用绝缘电阻表测量虽然能检测到绝缘电阻值下降，但测量值仍然较高，且不能准确区分判断劣化瓷绝缘子内部的劣化程度。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种劣化瓷绝缘子的检测方法，可以准确、轻便地检测劣化瓷绝缘子。
本申请的具体技术方案如下：
本申请提供一种劣化瓷绝缘子的检测方法，包括如下步骤：
S1：测量绝缘子第一端和第二端之间的绝缘电阻，记为R1；
S2：将绝缘子第一端浸泡于溶液中，持续测量绝缘子第一端和第二端之间的绝缘电阻，记为R2；
S3：对比R1和R2，若R1/R2＞1，则绝缘子为劣化绝缘子。
优选的，若R1-R2＞1000MΩ，则绝缘子为劣化绝缘子。
优选的，若R1/R2＞5，则绝缘子为劣化绝缘子。
优选的，对持续测量的绝缘电阻值进行线性拟合得到斜率k；
若k<-0.01MΩ/s，则绝缘子为劣化绝缘子。
优选的，所述绝缘电阻的测量方法为：直流高压测量，电压为250～5000V。
优选的，所述溶液选自去离子水。
优选的，所述溶液液面距离所述绝缘子第一端的竖直高度为10～60mm。
优选的，所述溶液的pH值为5.5～7.0，电导率小于10μS/cm，电阻率大于0.5MΩ·cm。
优选的，所述溶液的温度为室温，所述持续测量的压强为101.3kPa，时间为1～2h。
优选的，S1中测量绝缘电阻之前，还进行：擦净绝缘子表面。
本申请还提供所述检测方法在检测瓷绝缘子内部裂纹、微气孔或贯穿性通道中的应用。
本申请中，所述检测方法可有效检测瓷绝缘子是否存在劣化，并准确区分劣化绝缘子的劣化程度，可用于瓷绝缘子的质量评估。所述检测方法还可以有效判断瓷绝缘子内部的裂纹、微气孔以及贯穿性通道等严重影响瓷绝缘子绝缘性能的结构缺陷。
综上所述，本申请提供了一种劣化瓷绝缘子的检测方法。绝缘子浸泡在溶液中，溶液渗入绝缘子的内部通道，造成电阻值下降，通过对比浸泡前后的绝缘电阻值，从而判断是否存在劣化，能够准确区分劣化绝缘子的劣化程度，可用于瓷绝缘子的质量评估；还可以有效检测绝缘子的内部结构缺陷，本申请的检测方法操作简单、无需大型设备介入。本申请的检测方法是非破坏性试验，不会对绝缘子造成损伤，只需将绝缘子烘干即可恢复至初始状态，不改变试验前后绝缘子的结构和性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例2检测绝缘子的电路接线示意图；
图2为本申请实施例1检测绝缘子的检测结果图；
图3为本申请实施例2检测绝缘子的检测结果对比图；
图4为本申请实施例3检测绝缘子的检测结果图；
图5为本申请实施例4检测绝缘子的检测结果图。
具体实施方式
为使得本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
取同一批使用后的瓷绝缘子，直接使用绝缘电阻表(电压为5000V)按照常规的接线方法测量绝缘电阻值。将电阻值高于500MΩ的瓷绝缘子，初步判断为正常绝缘子；将电阻值低于500MΩ的瓷绝缘子，初步判断为劣化绝缘子。分别取其中两例初步判断为正常绝缘子的绝缘电阻值数据，以测量时间为横坐标，电阻值为纵坐标，绘制检测结果图如图2所示。图2中，采用常规的绝缘电阻表测量电阻值，电阻值不随时间变化，且均大于500MΩ，初步认定绝缘性能良好。
实施例2
取实施例1中初步判定为正常绝缘子的瓷绝缘子，进行如下步骤：
(1)将绝缘子表面擦净，用绝缘电阻表(电压为5000V)测量绝缘子铁帽和钢脚之间的绝缘电阻，记为R1；
(2)将绝缘子的钢脚浸泡于去离子水中，按照图1所示的接线方法，持续测量(电压为5000V)绝缘子铁帽和钢脚之间的绝缘电阻，记为R2，其中，去离子水的pH值7.0，电导率4μS/cm，电阻率0.5MΩ·cm，温度为室温，压强为101.3kPa，持续测量1.2h，溶液液面距离绝缘子钢脚处的竖直高度为20mm；
(3)取持续测量得到的R2电阻值数据，将浸泡前后绝缘子的电阻值未出现明显变化的瓷绝缘子，初步判断为正常绝缘子；电阻值出现明显变化的瓷绝缘子，初步判断为劣化绝缘子。分别取其中一例正常绝缘子和一例劣化绝缘子的绝缘电阻值数据，绘制检测结果对比图如图3所示。图3中，可见正常绝缘子的电阻值在浸泡前后无明显变化，而劣化绝缘子的电阻值在1000s后出现了持续下降，说明本申请实施例的检测方法能够更加精准地区分瓷绝缘子的劣化情况，对瓷绝缘子的绝缘性能进行准确评估，弥补直接使用绝缘电阻表检测出现误判以及偏差的技术缺陷。
另外，图3中劣化绝缘子在3500s处电阻值相对系数R1/R2大于5，且电阻值小于500MΩ，判断该绝缘子内部形成了贯穿性通道，劣化程度严重，具有很大的安全隐患。采用工频耐压试验的方法对这一劣化绝缘子进行测试，施加电压至约20kV时便出现击穿，说明其内部形成贯穿性通道，得到的结果与本申请实施例2的判定结果一致，说明本申请的检测方法可准确检测瓷绝缘子内部的结构缺陷，避免劣化瓷绝缘子引起的安全问题。
实施例3
取实施例1中初步判定为正常绝缘子的瓷绝缘子，采用实施例2的检测方法进行测试，取持续测量得到的R2电阻值数据，选取其中一例劣化绝缘子的绝缘电阻值数据，绘制检测结果图如图4所示，其中，测得R1＝1400MΩ，R2在5200s处降至15MΩ，R1-R2>1000MΩ，且R2电阻值小于500MΩ，判断该绝缘子内部形成了贯穿性通道。采用工频耐压方法对这一劣化绝缘子进行测试，施加电压至约11kV时便出现击穿，说明其内部形成贯穿性通道，得到的结果与本申请实施例3的判定结果一致。
实施例4
取实施例1中初步判定为正常绝缘子的瓷绝缘子，采用实施例2的检测方法进行测试，取持续测量得到的R2电阻值数据，选取其中一例劣化绝缘子的绝缘电阻值数据，绘制检测结果图如图5所示，其中，测得R1＝2500MΩ，将电阻值R2数据进行线性拟合得斜率k＝-0.5342MΩ/s，可见k<-0.01MΩ/s，判断该绝缘子绝缘子内部形成了贯穿性通道。采用工频耐压方法对这一劣化绝缘子进行测试，施加电压至约15kV时便出现击穿，说明其内部形成贯穿性通道，得到的结果与本申请实施例4的判定结果一致。
结果表明，采用本申请的检测方法，绝缘子浸泡在溶液中，溶液渗入绝缘子的内部通道，造成电阻值下降，通过对比浸泡前后的绝缘电阻值，能够有效判断判断是否存在劣化，能够准确区分劣化绝缘子的劣化程度，可用于瓷绝缘子的质量评估。并且，还可有效检测瓷绝缘子内部是否存在贯穿性通道，能够准确区分劣化绝缘子的劣化程度。而采用常规的绝缘电阻表测量电阻值，只能对劣化绝缘子进行初步检测，无法检测其内部的结构缺陷，以及对瓷绝缘子的劣化程度进行区分和评估，不可避免地造成劣化绝缘子的误判、漏判。本申请的检测方法能够有效解决劣化绝缘子误判、漏判的问题，检测的有效性和准确性得到大幅度提高。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种劣化瓷绝缘子的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：测量绝缘子第一端和第二端之间的绝缘电阻，记为R1；
S2：将绝缘子第一端浸泡于溶液中，持续测量绝缘子第一端和第二端之间的绝缘电阻，记为R2；
S3：对比R1和R2，若R1/R2＞1，则绝缘子为劣化绝缘子。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，若R1-R2>1000MΩ，则绝缘子为劣化绝缘子。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，若R1/R2＞5，则绝缘子为劣化绝缘子。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，对持续测量的绝缘电阻值进行线性拟合得到斜率k；
若k<-0.01MΩ/s，则绝缘子为劣化绝缘子。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述绝缘电阻的测量方法为：直流高压测量，电压为250～5000V。
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述溶液为去离子水。
7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述溶液液面距离所述绝缘子第一端的竖直高度为10～60mm。
8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述溶液的pH值为5.5～7.0，电导率小于10μS/cm，电阻率大于0.5MΩ·cm。
9.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述溶液的温度为室温，所述持续测量的压强为101.3kPa，时间为1～2h。
10.权利要求1～9任意一项所述检测方法在检测瓷绝缘子内部裂纹、微气孔或贯穿性通道中的应用。
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