盤式絕緣子狀態(tài)在線遠程檢測方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及遠程監(jiān)測技術領域，尤其涉及輸電線路盤式絕緣子狀態(tài)監(jiān)測的遠程監(jiān) 測裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 輸電線路的安全，對國家安全、國民經(jīng)濟及人民生活至關重要。隨電網(wǎng)的發(fā)展，為 維護線路安全經(jīng)歷了從故障檢修，定期檢修到目前的智能檢測狀態(tài)檢修階段。關于絕緣子 狀態(tài)的監(jiān)測內(nèi)容有絕緣子污穢狀態(tài)監(jiān)測、零值絕緣子監(jiān)測、絕緣子結冰監(jiān)測、絕緣子金屬附 件監(jiān)測等等。目前前三者在在線遠程監(jiān)測上受到比較多的關注，其他的仍處在人工檢查水 平。現(xiàn)有的監(jiān)測裝置，基本上是處在各自獨立的狀態(tài)?，F(xiàn)將與本發(fā)明有關的方面加以敘述：
[0003] A.當前表征絕緣子污穢的若干方法
[0004] 當前表征絕緣子污穢狀態(tài)的方法有多種，例如：
[0005] 1、污層電導率法
[0006] 它是德國進行人工污穢使用的指標，被歐洲一些國家長期使用著。該方法是在污 層飽和受潮條件下測定絕緣子的電流電壓，從而求得電導，進一步求得電導率。此法是一種 實驗室方法，在絕緣子在線實時遠程檢測中存在困難。其原因有：
[0007] 1)絕緣子運行電壓測量困難
[0008] 污層電導率法，首先要測量絕緣子電導。絕緣子電導是由其電壓與其污層的電流 求得的。絕緣子電壓很高，在變電站內(nèi)是可以用高壓電壓表或電壓互感器測量的，由于高壓 電壓互感器龐大以及價格昂貴，在變電站以外的各絕緣子串的線路電壓不可能都用電壓互 感器測量，目前尚無廉價的、輕巧的和有效的絕緣子電壓的測量方法。
[0009] 2)不能隨時滿足檢測條件
[0010] 在線實時遠程檢測要求能在任何需要的時刻進行測量。污層電導率法要求在污層 飽和受潮下測量。這在實驗室中是很容易實現(xiàn)的，但在實際運行中測量時，并不是總能滿足 的，例如，大多數(shù)運行時間內(nèi)，環(huán)境相對濕度不會是100 %的，也就是說在大多數(shù)時間里檢測 裝置是處在失效狀態(tài)。實際上污層電導率法的測量結果還與污層溫度有關，要在特定的溫 度下的測量，才能唯一地表達污層狀態(tài)，這條件與相對濕度一樣也不能總是能滿足的。
[0011] 3)檢測是在絕緣子污閃的危險性最大時進行
[0012] 當滿足檢測條件時，絕緣子污穢在飽和受潮狀態(tài)，這時電導最小?？赡馨l(fā)生這樣情 況，當檢測條件未具備時，污穢已經(jīng)達到或超過允許狀態(tài)，當檢測條件具備時，絕緣子可能 就發(fā)生污閃或已經(jīng)發(fā)生污閃。所以，這種檢測方法不能用來作在線遠程污穢檢測。
[0013] 總之，污層電導率法，因測量設備困難，以及在絕大多數(shù)時間內(nèi)，環(huán)境溫度、環(huán)境相 對濕度等條件無法滿足。不能應用于在線遠程檢測絕緣子污穢狀態(tài)。2、等值鹽密度法
[0014] 此法由于其設備簡便在國內(nèi)廣泛采用。此法同樣是實驗室方法，不能應用到在線 遠程檢測中。此外此法還存在一些本質(zhì)上的缺陷，以致污穢電導與鹽密度失去對應關系。
[0015] 1)測量時的溶液電導率與運行時的污穢電導率并不是--對應
[0016] 等值鹽密度法是以從絕緣子表面洗刷下的溶液的電導率來表示絕緣子污穢的電 導。對于我國，洗刷水量為300ml，然而實際運行中絕緣子污穢最多吸收大約在10ml水。某 些污穢成分在300ml水中完全可以溶解、電離，在10ml的水中，則可能只有少量溶解、電離。 因而測得的絕緣子污穢的電導就偏大。這個偏大值隨污穢的化學成分、數(shù)量而變化。而絕 緣子的污穢的化學成分與數(shù)量是不確定的，所以測定值與絕緣子污穢的實際電導就失去了 一一對應的關系，因此失去了測量的準確度。
[0017] 2)污穢電導還與灰度有關
[0018] 絕緣子的電導除與能電離的污穢有關外，與不電離的物質(zhì)也有關系。如Si02是基 本上不溶于水的物質(zhì)，也基本上不導電。但它可以吸收大氣中的水分，而大氣中的水分是可 以導電的。另外水分改變了，其它的電解質(zhì)的電離度也改變了，自然污穢電導也改變了。也 即鹽密度不是確定絕緣子污穢電導的唯一因數(shù)。
[0019] 3)污穢電導還與污穢分布有關
[0020] 因風向、雨水等因素的影響，絕緣子表面的污穢的分布是各色各樣的。同樣的鹽密 度、同樣的絕緣子污穢化學成分、同樣的污穢數(shù)量，由于絕緣子表面污穢分布的不同，其電 導也是不同。將絕緣子泄漏電流流動方向垂直方向作已一封閉路徑，在該路徑上沒有污穢， 并且絕緣子表面的電導為零，顯見整個絕緣子的電導為零。而只要絕緣子表面有可電離的 污穢，用等效鹽密法測定不可能為零。這就說明污穢的分布狀態(tài)會影響等值鹽密度法的正 確性。
[0021] 3、泄漏電流法
[0022] 此法測量絕緣子污穢電流的某些特征來表征絕緣子的污穢。如測量絕緣子污閃前 的最大污穢電流、運行電壓下的最大脈沖電流幅值、超過一定幅值的污穢電流脈沖數(shù)、臨界 污閃時的電流波形等方法。由于能容易實現(xiàn)在線實時遠程檢測，因而受到人們的重視，在一 些國家地區(qū)得到比較廣泛的應用。但這些方法大多只能起污閃前的警報作用，不能隨時地 定量地檢測絕緣子的污穢狀態(tài)，對狀態(tài)檢修參考價值很有限。因為，當這些特征來臨時，污 閃就可能接踵而至，其時間可能是數(shù)分鐘。而且可能在很大區(qū)域同時發(fā)生。此時再去檢修已 經(jīng)來不及了。之所以這些方法只能作警報用，關鍵在于污穢電流與絕緣子的積污不是一一 對應的。污穢電流除了與絕緣子的污穢電導自身有關外還與如絕緣子串的電壓、絕緣子串 的電壓分布、污穢成分、大氣環(huán)境、……等等因素有關。于是由江皓等在'盤式絕緣子污穢 狀態(tài)在線遠程監(jiān)測方法及裝置'（專利號：ZL 2011 1 0341888. 1)中考慮了影響污穢電流 的溫度、相對濕度因素，提出相對電導的表征量。
[0023] 相對電導法利用絕緣子串流向地的污穢電流、被檢絕緣子串所在點的線路電壓、 絕緣子串表面附近的溫度值、絕緣子串表面附近的相對濕度值以及提供作為標準污穢度的 絕緣子串的污穢電流與溫度、相對濕度、絕緣子串的電壓的關系式或數(shù)據(jù)表格，直觀地定量 地表征絕緣子的污穢相對于絕緣子標準污穢的比值?？朔宋蹖与妼史ㄖ荒茉谖蹖映浞?受潮時才有效，以及絕緣子電壓測量困難的缺點?？梢栽谌魏螘r刻定量地描述絕緣子的污 穢狀態(tài)，實現(xiàn)了基于絕緣子污穢電流的絕緣子污穢狀態(tài)監(jiān)測，而不僅僅是污閃警報。為狀態(tài) 檢修提供科學依據(jù)。但此方法仍有兩個不足之處：
[0024] 1)需要在線高壓測量設備
[0025] 由于該法需要知道絕緣子串的電壓，而輸電線上各點的電壓并不等于變電站的電 壓，且各點的電壓也各不相同，于是就產(chǎn)生如同上述需要測量電壓的同樣困難。
[0026] 2)需要昂貴的龐大的溫度濕度實驗室
[0027] 此方法需要提供作為標準污穢度的絕緣子串的污穢電流與溫度、相對濕度、絕 緣子串的電壓的關系式或數(shù)據(jù)表格。為了獲得該數(shù)據(jù)，要有一個龐大的實驗室。該試驗 室的規(guī)模應該相當于目前的人工霧室再加溫度、相對濕度發(fā)生控制設備。目前1500KV 的人工霧室的容積為24mX 24mX 30m，電源容量約3000KW ; 150KV人工霧室的容積為 18mX 15mX 15m(意大利CESI)。由此可見可以控制溫度與相對濕度的試驗室的投資及運行 費用，非一般工廠能承擔的。其試驗設備之所以昂貴，關鍵在于其設備費隨被試的絕緣子串 的電壓等級提高而迅速增加。B.當前電網(wǎng)中零值絕緣子監(jiān)測狀態(tài)
[0028] 在電網(wǎng)長期運行中，絕緣子會老化，某些盤式絕緣子會出現(xiàn)絕緣性能降低，甚至于 短路。稱它為零值絕緣子。當絕緣子串中零值絕緣子個數(shù)達到一定數(shù)值時有可能出現(xiàn)閃爍 或造成嚴重問題。故及時掌握零值絕緣子情況，安排檢修，也是當前電網(wǎng)要解決的問題。目 前零值絕緣子遠程在線監(jiān)測裝置可分為基于絕緣子放電現(xiàn)象與基于絕緣子泄漏電流等類 型。前者如用紅外線檢測、紫外線檢測、超聲檢測等檢測絕緣子放電現(xiàn)象。然而絕緣子放電 現(xiàn)象出現(xiàn)不僅僅與絕緣子串中出現(xiàn)零值絕緣子有關，如污穢增加也會發(fā)生放電，由于絕緣 子串設計時有一定的裕度，即使出現(xiàn)個別零值絕緣子也未必肯定會出現(xiàn)放電。后者如金華 電業(yè)局楊金飛提出的裝置，其原理是檢測絕緣子流向地的電流，利用出現(xiàn)零值絕緣子時，電 流變大來檢出存在零值絕緣子。但是，這種方法準確度很低，不妨用只有兩片絕緣子的絕緣 子串的最有利的情況為例，當其中一片絕緣