交流输电线路瓷质不良绝缘子按串检测仪

摘要

一种交流输电线路瓷质不良绝缘子检测仪,通过比较输电线路三相绝缘子的接地端绝缘子分布电压的升高、工频电流升高和绝缘子内部放电脉冲来综合判断是否有不良绝缘子串。通过绝缘体和外电极、内电极构成的高压电容与分压电阻连成的阻容分压器,把高压信号变成低压信号来测量分布电压,用并联在接地端绝缘子上的取样电阻来测量工频电流及电流脉冲,检测数据可直接显示。本发明操作方便,实用可靠,实现绝缘子按串检测,大大减小了检测工作量。

说明书

本发明涉及一种交流输电线路瓷质不良绝缘子按串检测仪，用于电力系统交流线路瓷绝缘子老化检测，属于电力设备技术领域。

电力系统使用最多的电力设备是线路绝缘子，绝缘子在运行中会损坏，失去绝缘性能，从而造成污闪、掉线等事故，损失极大。因此，必须及时检测出损坏的绝缘子。交流输电线路大部分采用瓷质绝缘子片串联成串的方式以保证足够的绝缘距离，例如110kV线路，每串有7-9片绝缘子，220kV线路，每串有14-17片绝缘子，500kV线路，每串有28-35片绝缘子。瓷质绝缘子虽然有百年的运行经验，检测方法不断开发，但目前为止还停留在在杆塔上逐片检测的水平，工作量非常大。在地面上检测不良绝缘子至今无解决的方法。

目前应用最广的方法是电压分布法，如国内普遍使用的短路叉或火花间隙法，也有许多直接测量电压分布的仪器，通过测量电压分布来检测不良绝缘子，此方法要逐片检测绝缘子，工作量很大。即使有些单位如日本，中国的江苏江阴供电局开发了自爬式测量仪，工作量仍然很大，且仪器笨重，可靠性差，没有得到实际应用。

文献“劣化绝缘子测试仪在我局推广应用的可行性分析”(《青海电力》1998、第3期，P46～50)介绍的三种仪器，火花间隙检测装置，光纤语音报数式分布电压测试仪以及智能语音式劣化绝缘子检测仪，都是利用不良绝缘子分布电压下降的特性。火花间隙检测装置利用火花间隙放电电压和间隙距离的关系来反映绝缘子的分布电压；光纤语音报数式利用电光效应，光强与电压有对应的关系，通过光电管来检测分布电压。智能语音式劣化绝缘子检测仪，利用分压器原理，采用单片机系统，把电压分布用语音播出。此方法漏检率低，实用，但需要逐片检测，检测工作量大，因为大部分绝缘子串上并没有不良绝缘子，此方法造成大量无用的工作量。

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，设计提供一种新方法，可以通过比较输电线路A、B、C三相绝缘子的接地端绝缘子分布电压的升高，绝缘子串工频电流升高和绝缘子内部放电脉冲来综合判断哪个绝缘子串上有不良绝缘子，然后可再用传统的方法检测出不良绝缘子，实现按串检测，降低工作量。

本发明的理论根据是：1、如果绝缘子串上有不良绝缘子，由于不良绝缘子自身承担的电压严重下降，引起绝缘子串电压分布的改变，即造成其它绝缘子分布电压升高，接地端绝缘子分布电压也升高。2、不良绝缘子绝缘下降，使整串绝缘子的电抗降低，绝缘子串工频电流增加。3、有些不良绝缘子内部还有放电现象，在电流上叠加有放电脉冲。由于不良绝缘子的占有量很低，三相同时有不良绝缘子的概率接近零，所以，可以通过比较A、B、C三相绝缘子的接地端绝缘子分布电压的升高，绝缘子串工频电流升高和绝缘子内部放电脉冲来综合判断哪个绝缘子串上有不良绝缘子。应用此方法，只有在绝缘子串上有不良绝缘子时，才逐片检测，大大节省了检测工作量。

为实现这样的目的，本发明在技术方案中，通过在绝缘体上放置高压电容外电极和高压电容内电极，构成接地端绝缘子分布电压测量的高压电容，并与分压电阻连成分压器，把高压信号变成低电压信号来测量分布电压；用取样电阻并联在接地端的绝缘子上取电流信号，并用接地导电铜环套在接地端绝缘子瓷表面上，以短路表面泄漏电流。电流信号一路输入到低通放大器，得出工频电流，一路输入到带通滤波放大器，得出放电脉冲特性。测量得到的数据可以通过LCD显示器显示出来。

测量得到的数据还可以输入到掌上电脑保留，并用分析软件给出是否有不良绝缘子的结论。如果判断出某相有不良绝缘子，则再用自带的电压分布测量仪检测出此不良绝缘子。

下面通过附图对本发明的技术方案作进一步描述。

附图1为本发明的结构示意图。

如图所示，高压电容外电极1和高压电容内电极2固定在绝缘体8上，并与绝缘体8构成接地端绝缘子分布电压测量的高压电容。电路板13上有与此高压电容串联的分压电阻R3，通过分布电压信号引线6与高压电容连成分压器。测量上探针3与高压电容外电极1固定在一起，测量下探针18与接地的铝外壳16连结，两探针用来接触所测绝缘子的上下金具，把绝缘子的分布电压信号通过上述分压器输入到电路进行处理。高强永磁体4和20固定在上下探针上，以保证接触牢靠。

电池5置于绝缘体8内，通过电池引线9给电路板13供电。屏蔽层7紧紧贴在绝缘体8内壁，为双层屏蔽，一层铝筒，一层高导磁合金，以防止电磁干扰。

这样，通过这种结构，就把接地端绝缘子分布电压测量出，并在液晶显示表头15上显示出分布电压值。

在测量完分布电压后，电流信号线挂钩10通过电流信号线过孔11挂到测量上探针3上，把电流信号引入到连接插头12上，通过连接插头使电流信号输入到电路板13。电路板上有取信号的取样电阻R8，此电阻一端通过铝外壳14接地，另一端通过电流信号线挂钩10连接到测量上探针3，从而把绝缘子串的电流引入到电路板处理。

经处理后的信号由电路板经显示表头引线17输入到显示表头15显示。

接地导电铜环19由两个半圆环组成，在测量电流时卡在绝缘子的上表面靠近金具处，用以短路掉大部分表面泄漏电流，减少表面泄漏电流对测量灵敏度的影响。连接铜环的软线22保证接地铜环能够放在合适的位置。

整个测量过程由操作人员手持绝缘操作杆21来操作。

附图2为本发明的处理、显示电路图。

图中，可调电阻R3与图1所示的高压电容组成分压器，把所测的分布电压变成低压信号VIN。输入到由运算放大器U1A，R4，R1，C1，D1，D5构成的滤波、精密整流电路，把工频电流变成直流，后面的R5，C3，R6，C4是两级无源滤波器，消除直流上的纹波。直流信号通过选择开关SW1送入到液晶显示表头LCD，在LCD上显示出分布电压值。电阻R3可调，用来调整分压比，使LCD显示的结果与分布电压一致。R2，C2为低通无源滤波器消除各种高频干扰信号，D2，D3为保护用二极管，保证输入端电压小于二极管的导通电压，约0.7V。D4为TVS，用于消除快速的干扰信号。

电流信号从IIN输入，一路输入到由运算放大器U1B，R9，R7，C5，D9，D10构成的滤波、精密整流电路，把分布电压变成直流，后面的R11，C8，R12，C9是两级无源滤波器，消除直流上的纹波。直流信号通过选择开关SW1送入到液晶显示表头LCD，在LCD上显示出电流值。电阻R8可调，用来调整输入信号大小，使LCD显示的结果与电流一致。D6，D7为保护用二极管，保证输入端电压小于二极管的导通电压，约0.7V。D8为TVS，用于消除快速的干扰信号。

另一路输入到由运算放大器U1C，C6，C7，R10，R13，R14组成的带通滤波器，滤掉工频信号和高频电晕、无线电干扰。如果不良绝缘子内部有放电，则内部放电脉冲经此带通滤波放大器，输出一组脉冲。此脉冲输入到U1D，R15，D11组成的比较器，进一步去除一些小的干扰，并使脉冲变成方波信号。此方波信号由脉冲计数器COUNTER计数，并通过开关SW1送到LCD显示。

测定的数据可以输入到掌上电脑保留，并用分析软件给出是否有不良绝缘子的结论。

本发明采用了合理的结构和方法，使用阻容分压器来测量分布电压，使用取样电阻来测量工频电流及电流脉冲，非常实用可靠。仪器整体重量轻，操作方便，由于实现了按串检测，大大减小了检测工作量。

本发明用于对山东电力试验研究所提供的25片不良绝缘子模拟110KV线路进行检测，可以全部检出。