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1、套管和绝缘子的状态分析与诊断套管和绝缘子的状态分析与诊断 绝缘子的性能要求和材料绝缘子的性能要求和材料（1）绝缘绝缘子：用作子：用作导电导电体和接地体之体和接地体之间间的的绝缘绝缘和固定和固定连连接。如隔离开关中用于固定触接。如隔离开关中用于固定触头头的支柱的支柱绝缘绝缘子等。子等。（2）瓷套：用作）瓷套：用作电电器内器内绝缘绝缘的容器，并使内的容器，并使内绝缘绝缘免遭周免遭周围环围环境因素的影响。如境因素的影响。如电压电压互感器的瓷套等。互感器的瓷套等。（3）套管：用作）套管：用作导电导电体穿体穿过电过电器外壳、接地隔板或器外壳、接地隔板或墙墙壁壁的的绝缘绝缘部件。部件。绝缘子分类：绝缘子分
2、类：绝缘绝缘子的作用子的作用：将不同：将不同电电位的位的导电导电体在机械上相互体在机械上相互连连接接，而在，而在电电气上气上则则相互相互绝缘绝缘。高压绝缘子按用途分为高压绝缘子按用途分为线路绝缘子线路绝缘子和和电站电器绝缘电站电器绝缘子子两类。两类。高压线路绝缘子包括高压线路绝缘子包括针式绝缘子针式绝缘子、盘形悬式绝缘子盘形悬式绝缘子、棒形悬式绝缘子棒形悬式绝缘子、横担绝缘子横担绝缘子、电气化铁道用绝缘子、电气化铁道用绝缘子、蝴蝶形绝缘子和拉紧绝缘子等。蝴蝶形绝缘子和拉紧绝缘子等。高压电站电器绝缘子，包括高压电站电器绝缘子，包括支柱绝缘子支柱绝缘子和和套管绝缘套管绝缘子子等。等。低值绝缘子：低
3、值绝缘子：绝缘子击穿电压下降至小于沿面干闪绝缘子击穿电压下降至小于沿面干闪电压时，称为低值绝缘子。电压时，称为低值绝缘子。零值绝缘子：零值绝缘子：低值绝缘子的内部击穿电压为零时，低值绝缘子的内部击穿电压为零时，称为零值绝缘子。称为零值绝缘子。闪络电压闪络电压：连连通通绝缘绝缘子两子两电电极、沿极、沿绝缘绝缘体外部空气体外部空气的放的放电电压电电压。闪络电压闪络电压分分类类：（1）干干闪络闪络电压电压：表面清：表面清洁洁、干燥的、干燥的绝缘绝缘子的子的闪络电压闪络电压。是是户户内内绝缘绝缘子的主要性能。子的主要性能。（2）湿湿闪络闪络电压电压：表面：表面洁净洁净的的绝缘绝缘子在淋雨子在淋雨时时的
4、的闪络电闪络电压压。是。是户户外外绝缘绝缘子的主要性能。子的主要性能。（3）污秽闪络污秽闪络电压电压：表面：表面脏污脏污的的绝缘绝缘子在受潮情况下的子在受潮情况下的闪络电压闪络电压。电气性能电气性能（1）雷）雷电电冲冲击电压击电压下下绝缘绝缘子的干、湿子的干、湿闪电压闪电压基本相同；基本相同；（2）工）工频电压频电压下两者相差下两者相差较较多；多；（3）而操作冲）而操作冲击电压击电压下两者下两者虽虽有差有差别别，但不如工，但不如工频电压频电压下下显显著。著。干、湿干、湿闪络电压闪络电压之之间间的差的差别别（实验规实验规律）：律）：绝缘绝缘子子组组成成：绝缘绝缘件；机械固定件；机械固定用的金属附
5、件；胶装用的金属附件；胶装绝缘绝缘件和金属附件和金属附件的胶合件的胶合剂剂。绝缘绝缘件件：电电瓷；玻璃；瓷；玻璃；浇浇注注环环氧氧树树脂；复合脂；复合绝缘绝缘子（子（环环氧氧树树脂玻璃脂玻璃纤纤维维芯棒，高分子聚合物芯棒，高分子聚合物伞盘伞盘，护护套）套）绝缘子材料：绝缘子材料：气体中沿固体介质表面的放电气体中沿固体介质表面的放电 沿面放沿面放电电：绝缘绝缘子和它所固定的子和它所固定的带电导带电导体体绝绝大部分大部分处处于空气中，在于空气中，在绝缘绝缘子和空气的分界面上有子和空气的分界面上有时时会出会出现现放放电电现现象，称象，称为为沿面放沿面放电电。闪络闪络：若沿面放：若沿面放电发电发展到展
6、到贯贯穿性的空气穿性的空气击击穿，称穿，称为为闪络闪络。气体中的沿面放气体中的沿面放电电也是一种气体放也是一种气体放电现电现象，沿面象，沿面闪络电压闪络电压比比气体或固体气体或固体单单独存在独存在时时的的击击穿穿电压电压都低，都低，电电力力设备设备的的绝缘绝缘事故中，事故中，很多是沿面放很多是沿面放电电造成的。造成的。沿面放沿面放电电与固体介与固体介质质表面的表面的电场电场分布有关，固体介分布有关，固体介质质表面表面电场电场分布有以下分布有以下三种典型情况三种典型情况：（1）固体介）固体介质处质处于均匀于均匀电场电场中，固、气体介中，固、气体介质质分界面平分界面平行于行于电电力力线线，如，如图
7、图a所示。所示。（2）固体介）固体介质处质处于极不均匀于极不均匀电场电场中，且中，且电场电场强强度垂直于度垂直于介介质质表面的分量（以下表面的分量（以下简简称垂直分量）要比平行于表面的称垂直分量）要比平行于表面的分量大得多，如分量大得多，如图图3-5b所示。所示。套管就属于套管就属于这这种情况种情况（3）固体介）固体介质处质处于极不均匀于极不均匀电场电场中，但在介中，但在介质质表面大部表面大部分地方（除分地方（除紧紧靠靠电电极的很小区域外）极的很小区域外）电场电场强强度平行于介度平行于介质质表面的分量要比垂直分量大，如表面的分量要比垂直分量大，如图图3-5c所示。所示。支柱支柱绝缘绝缘子子就属
8、于就属于这这种情况种情况。实验现实验现象象：在平行平板在平行平板电电极极间间放一放一圆圆瓷柱，瓷柱表瓷柱，瓷柱表面与面与电电力力线线平行，如平行，如图图3-5a所示，瓷柱所示，瓷柱虽虽未影响极板未影响极板间电间电场场分布，但放分布，但放电总电总是是发发生在瓷柱表面，且生在瓷柱表面，且闪络电压闪络电压比比纯纯空空气的气的击击穿穿电压电压低得多。低得多。一、均匀电场中的沿面放电一、均匀电场中的沿面放电（1）固体介）固体介质质与与电电极的接触面极的接触面间间可能存在气隙；可能存在气隙；（2）空气湿度及固体介）空气湿度及固体介质质吸附水分的能力吸附水分的能力对闪络电压对闪络电压也也有有显显著影响；著影
9、响；（3）介）介质质表面表面电电阻不均匀和介阻不均匀和介质质表面粗糙，也都会畸表面粗糙，也都会畸变变电场电场分布，使分布，使闪络电压闪络电压降低。降低。出现这种现象的原因出现这种现象的原因：二、极不均匀电场具有强垂直分量时的沿面放电二、极不均匀电场具有强垂直分量时的沿面放电绝缘结绝缘结构具有构具有强强垂直分量垂直分量时时的沿面放的沿面放电电压较电电压较低，放低，放电对绝电对绝缘缘的危害大，下面以的危害大，下面以绝缘绝缘套管套管为为例例进进行行讨论讨论。（一）放（一）放电电基本基本过过程程（1）法）法兰边缘电场较兰边缘电场较强强，在不太高的，在不太高的电压电压下，法下，法兰边缘兰边缘出出现现微弱
10、的微弱的发发光圈（光圈（电晕电晕放放电电）；）；（3）当）当电压电压超超过过某某临临界界值值后，放后，放电电性性质发质发生生变变化，个化，个别别细线细线迅速增迅速增长长，转变为树转变为树枝状、紫色、枝状、紫色、较较明亮的火花，火明亮的火花，火花在法花在法兰兰不同位置交替出不同位置交替出现现，一，一处处出出现现后后紧贴紧贴介介质质表面向表面向前前发发展，随即很快消失，而后又在新的位置展，随即很快消失，而后又在新的位置产产生。生。这这种放种放电电称称为为滑滑闪闪放放电电。（2）随着）随着电压电压升高，升高，电晕电晕向上延伸，逐向上延伸，逐渐渐形成由火花形成由火花细细线组线组成的光成的光带带（辉辉光
11、放光放电电，电电流密度小流密度小）；）；滑滑闪闪放放电电的机理：的机理：（1）放）放电电起始起始阶阶段，段，细线细线通道内因碰撞通道内因碰撞电电离存在大量离存在大量带带电质电质点；点；（2）在）在较较强强的的电场电场垂直分量作用下，垂直分量作用下，带电质带电质点不断撞点不断撞击击介介质质表面，使局部温度升高；表面，使局部温度升高；（3）当温度高达足以引起气体）当温度高达足以引起气体热电热电离离时时，通道中，通道中带电质带电质点点剧剧增、增、电电阻阻剧剧降，通道降，通道头头部部场场强强也也剧剧增，增，导导致通道迅速致通道迅速增增长长，放，放电转电转入滑入滑闪闪放放电阶电阶段。段。滑闪放电的特征：
12、介质表面放电通道中发生热电离。滑闪放电的特征：介质表面放电通道中发生热电离。滑闪放电现象和比电容及电压变化速率有关，由此可以理解，滑闪放电现象和比电容及电压变化速率有关，由此可以理解，滑闪放电现象在交流和冲击电压下很明显，在直流电压不会发生滑滑闪放电现象在交流和冲击电压下很明显，在直流电压不会发生滑闪放电现象；玻璃管壁减薄，比电容增大，滑闪火花长度显著增加。闪放电现象；玻璃管壁减薄，比电容增大，滑闪火花长度显著增加。（二）等（二）等值值回路及分析（回路及分析（产产生滑生滑闪闪放放电电原因）原因）在在导导杆和法杆和法兰兰之之间间加交流加交流电压电压，沿套管表面将有，沿套管表面将有电电流流流流过过
13、。由于。由于C0的分流作用，套管表面各的分流作用，套管表面各处电处电流不等，越流不等，越靠近法靠近法兰电兰电流越大，流越大，单单位距离上的位距离上的压压降也大，降也大，这这就使套管就使套管表面的表面的电压电压分布更不均匀。分布更不均匀。沿介沿介质质表面的表面的电压电压分布极不均匀，分布极不均匀，紧紧靠法靠法兰处场兰处场强强最高，首最高，首先在此先在此处发处发生局部放生局部放电电。电晕电晕放放电电的起始的起始电压为电压为：（1）电压变电压变化快，化快，电晕电晕起始起始电压电压低；低；（2）介）介质质厚度小，相厚度小，相对对介介电电常数大，即比常数大，即比电电容大，容大，电晕电晕起始起始电压电压低
14、；低；（3）介）介质质表面表面电电阻率大，表面阻率大，表面电压电压分布不均匀，分布不均匀，电晕电晕起起始始电压电压低。低。由上式可以看出：由上式可以看出：电晕电晕放放电电的起始的起始电压为电压为：（1）减小比）减小比电电容容C0，如增加，如增加绝缘绝缘厚度厚度 d 和采用介和采用介电电常数常数小的介小的介质质；（2）减小表面）减小表面电电阻率，如在靠近法阻率，如在靠近法兰处兰处涂半涂半导导体漆或上体漆或上半半导导体釉。体釉。提高放提高放电电起始起始电压电压的方法有：的方法有：（1）电场电场垂直分量垂直分量较较小，沿表面不会有小，沿表面不会有较较大的大的电电容容电电流流流流过过，不会出，不会出现
15、热电现热电离离现现象，因此没有明象，因此没有明显显的滑的滑闪闪放放电电；（2）垂直于放）垂直于放电发电发展方向的介展方向的介质质厚度厚度对对放放电电压实际电电压实际上上没有影响；没有影响；（3）为为提高沿面放提高沿面放电电压电电压，一般从改，一般从改进电进电极形状以改善极形状以改善电电极附近的极附近的电场电场着手。着手。三、具有弱垂直分量三、具有弱垂直分量时时的沿面放的沿面放电电支柱支柱绝缘绝缘子子结结构构：由瓷柱和上、下金属附件。分：由瓷柱和上、下金属附件。分为户为户外、外、户户内内两大两大类类。一、一、户户外支柱外支柱绝缘绝缘子子1、棒形、棒形结结构构2、针针式式结结构构 3、串、串联绝缘
16、联绝缘子柱子柱屏蔽环屏蔽环：绝缘支柱、分压器等设备在高压端加屏蔽环，增大：绝缘支柱、分压器等设备在高压端加屏蔽环，增大高压电极对本体的电容，补偿对地电容电流，改善电压分布。高压电极对本体的电容，补偿对地电容电流，改善电压分布。二、户内支柱绝缘子二、户内支柱绝缘子干干闪电压闪电压：由棒形：由棒形绝缘绝缘子两子两电电极极间间的最短空气距离的最短空气距离决定；决定；湿湿闪电压闪电压：由：由伞伞的形状和布置决定。的形状和布置决定。棒形棒形绝缘绝缘子的子的闪络电压闪络电压棒形绝缘子的高度和外形结构是影响闪络电压的主棒形绝缘子的高度和外形结构是影响闪络电压的主要因素。要因素。瓷套管瓷套管（1）具有）具有强
17、强垂直垂直电场电场分量，表面分量，表面电压电压分布很不均匀，在分布很不均匀，在中中间间法法兰边缘处电场兰边缘处电场十分集中，很易从此十分集中，很易从此处处开始开始电晕电晕及滑及滑闪闪放放电电。（2）法）法兰兰和和导导杆杆间间的的电场电场也很也很强强，绝缘绝缘介介质质易被易被击击穿。穿。高压套管分类高压套管分类（1）套管内壁）套管内壁喷铝喷铝，并用，并用弹弹簧片与簧片与导导杆接触，使瓷套内杆接触，使瓷套内腔的空气不承受腔的空气不承受电压电压，因而，因而导导杆表面不会杆表面不会电晕电晕。（2）加大）加大紧紧靠法靠法兰兰的的伞伞的直径和瓷壁厚度，的直径和瓷壁厚度，这这使得接地使得接地电电极附近的瓷壁
18、增厚，减小了比极附近的瓷壁增厚，减小了比电电容；容；（3）法）法兰兰到大到大伞伞的瓷壁的瓷壁喷铝喷铝或上半或上半导导体釉，减弱法体釉，减弱法兰兰附附近的近的电场电场强强度，提高了度，提高了电晕电晕和滑和滑闪闪放放电电的起始的起始电压电压。在在35kV的套管中要设法提高导杆表面发生电晕和法兰周围发的套管中要设法提高导杆表面发生电晕和法兰周围发生电晕、滑闪放电的起始电压。生电晕、滑闪放电的起始电压。悬悬式式绝缘绝缘子串子串悬悬式式绝缘绝缘子的子的优优点：可以点：可以组组成成绝缘绝缘子串来提高工作子串来提高工作电压电压。问题问题：由于：由于绝缘绝缘子的金属部分与接地子的金属部分与接地铁铁塔或塔或带电
19、导带电导体体间间有有电电容存在，使得沿容存在，使得沿绝缘绝缘子串的子串的电压电压分布不均匀。分布不均匀。只考只考虑对虑对地地电电容的影响容的影响只考只考虑对导线电虑对导线电容的影响容的影响两种两种电电容同容同时时考考虑虑一般情况下：一般情况下：C 30-60 pF；CE 4-5 pF；CL 0.5-1 pFCE 的影响比的影响比CL大，大，绝缘绝缘子串中靠近子串中靠近导线导线的的绝缘绝缘子的子的电压电压降最大降最大（大截面大截面导线导线或分裂或分裂导线导线可使可使导线侧导线侧第一个第一个绝缘绝缘子上的子上的电压电压降减小降减小）。复合绝缘子复合绝缘子 复合复合绝缘绝缘子：子：环环氧氧树树脂玻璃
20、脂玻璃纤维纤维芯棒和硅橡胶芯棒和硅橡胶伞盘伞盘、护护套套组组成的成的线线路复合路复合绝缘绝缘子。子。硅橡胶复合硅橡胶复合绝缘绝缘子子优优点：与瓷或玻璃点：与瓷或玻璃绝缘绝缘子相比，子相比，硅橡胶复合硅橡胶复合绝缘绝缘子子优优点是点是耐耐污闪污闪湿湿闪闪性能性能优优异异、运行运行维护维护费费用低用低以及用于以及用于高高电压电压等等级级的价格的价格优势优势。硅橡胶复合硅橡胶复合绝缘绝缘子缺点：子缺点：易易损损坏坏、易老化、易老化、鸟类鸟类或或鼠鼠类类咬咬伤伞伤伞裙裙护护套套、绝缘绝缘子表面有微生物或霉菌生子表面有微生物或霉菌生长长等。等。引起复合引起复合绝缘绝缘子子损损坏的主要原因有：芯棒断裂；界
21、坏的主要原因有：芯棒断裂；界面面击击穿；金具与芯棒的穿；金具与芯棒的连连接接发发生滑移或拉脱；外生滑移或拉脱；外绝缘绝缘硅橡硅橡胶胶严严重劣化，造成芯棒暴露等。重劣化，造成芯棒暴露等。1、芯棒断裂、芯棒断裂（1）主要）主要问题问题：脆断（在：脆断（在较较低的机械低的机械应应力作用下力作用下发发生的生的芯棒断裂）芯棒断裂）（2）产产生原因：酸生原因：酸蚀蚀（3）解决方案：提高材料耐酸性能；加）解决方案：提高材料耐酸性能；加强强端部密封端部密封一、复合一、复合绝缘绝缘子的子的损损坏坏2、界面、界面击击穿：穿：伞伞裙裙护护套与芯棒界面若存在制造缺陷，套与芯棒界面若存在制造缺陷，则则在在电场电场作用下
22、可能作用下可能产产生局部放生局部放电电，进进而形成而形成电树电树枝枝、水水树树枝枝，严严重重时导时导致整个界面致整个界面击击穿。穿。二、复合二、复合绝缘绝缘子的老化子的老化1、化学老化、化学老化2、电电老化老化新、旧复合新、旧复合绝缘绝缘子憎水性能子憎水性能对对比（运行比（运行时间时间3年）年）污层污层等等值值附附盐盐密度：是指与密度：是指与绝缘绝缘子表面子表面单单位面位面积积上上污秽污秽物物导电导电性相当的等性相当的等值盐值盐量（量（NaCl）（以）（以mg/cm2表示）。表示）。所所谓谓等等值值是指是指这这些量的些量的盐盐溶于一定容溶于一定容积积蒸蒸馏馏水后形水后形成的溶液的成的溶液的电导
23、电导率与率与实际污秽实际污秽物溶于同物溶于同样样容容积积蒸蒸馏馏水而形水而形成的溶液的成的溶液的电导电导率相等。率相等。污层等值附盐密度污层等值附盐密度施加交流低施加交流低电压电压，在受潮情况下，在受潮情况下测测量量绝缘绝缘子表面子表面污污层层的的电导电导，根据表面，根据表面电导电导和和绝缘绝缘子外形可子外形可计计算得到算得到污层污层表表面面电导电导率。它反映了率。它反映了绝缘绝缘子表面子表面污秽污秽物在受潮情况下的物在受潮情况下的导导电电能力，也可用来作能力，也可用来作为监测绝缘为监测绝缘子子脏污严脏污严重程度的一个特重程度的一个特征参数。征参数。湿润污层的表面电导率湿润污层的表面电导率耐污
24、绝缘子耐污绝缘子耐耐污绝缘污绝缘子具有的特点：子具有的特点：1、伞伞形形扩张较扩张较大，增加了大，增加了爬爬电电距离；距离；2、一部分表面不容易被、一部分表面不容易被污污染；染；3、下雨、下雨时脏污时脏污易被冲洗掉，便于清易被冲洗掉，便于清扫扫。复合绝缘子复合绝缘子在各在各类污秽类污秽地区，复合地区，复合绝缘绝缘子均表子均表现现出了出了优优异的耐异的耐污闪污闪性能，其主要原因是复合性能，其主要原因是复合绝缘绝缘子的憎水性。复合子的憎水性。复合绝缘绝缘子子较较小的直径也是其小的直径也是其污闪电压较污闪电压较高的一个原因。高的一个原因。绝缘绝缘子寿命子寿命统计统计玻璃玻璃绝缘绝缘子的寿命周期子的寿
25、命周期为为 30 a 以上以上;瓷瓷绝缘绝缘子平均寿命周期子平均寿命周期为为 1525 a;合成合成绝缘绝缘子的平均寿命周期子的平均寿命周期为为 7 a。第一第一节节 套管和套管和绝缘绝缘子的子的绝缘试验绝缘试验 一、套管一、套管绝缘试验绝缘试验套管的定期套管的定期预预防性防性试验项试验项目包括：目包括：1、主、主绝缘绝缘及及电电容型套管末屏容型套管末屏对对地地绝缘电绝缘电阻；阻；2、主、主绝缘绝缘及及电电容型套管末屏容型套管末屏对对地地tan与与电电容量。容量。在大修后或必要在大修后或必要时进时进行油中溶解气体色行油中溶解气体色谱谱分析、交流耐分析、交流耐压试验压试验和局部放和局部放电试验电
26、试验。按按绝缘结绝缘结构和主构和主绝缘绝缘材料不同，将高材料不同，将高压压套管分套管分为单为单一一绝缘绝缘套管套管（纯纯瓷套管、瓷套管、树树脂套管）、复合脂套管）、复合绝缘绝缘套管（充油套管、充气套管）、套管（充油套管、充气套管）、电电容式套管等；容式套管等；按用途不同可分按用途不同可分为为穿穿墙墙套管和套管和电电器套管，其中器套管，其中电电器套管又按具器套管又按具体配套体配套对对象分象分为变压为变压器、互感器、断路器套管。器、互感器、断路器套管。高高压电压电容式套管容式套管设设有介有介质损质损耗耗测测量端子，用小瓷套从末屏（量端子，用小瓷套从末屏（电电容芯子最外容芯子最外层电层电极）引出，运
27、行极）引出，运行时时接地。接地。充油套管充油套管接地屏接地屏：最外：最外层电层电容极板，用小套管引出，运行容极板，用小套管引出，运行时时接接地，地，试验时试验时用来用来测测量泄漏量泄漏电电流、局放信号等。流、局放信号等。法法兰兰到大到大伞伞的瓷壁的瓷壁喷铝喷铝或上半或上半导导体釉，减弱法体釉，减弱法兰兰附近附近的的电场电场强强度，提高了度，提高了电晕电晕和滑和滑闪闪放放电电的起始的起始电压电压。1、绝缘电绝缘电阻阻测试测试测测量量绝缘电绝缘电阻主要用于阻主要用于检测检测：瓷套管裂：瓷套管裂纹纹、本体、本体严严重受潮、重受潮、测测量小套管（末屏）量小套管（末屏）绝缘绝缘劣化等。劣化等。测测量前要
28、先用干燥清量前要先用干燥清洁洁的布擦去其表面的布擦去其表面污污垢，并垢，并检查检查套管有无裂套管有无裂纹纹及及烧伤烧伤情况。情况。应应用用2500V兆欧表兆欧表进进行行测测量，兆欧表的两个端子分量，兆欧表的两个端子分别别接接在套管的在套管的导导杆和法杆和法兰兰上。上。电电容型套管容型套管绝缘电绝缘电阻阻测测量量结结果果应满应满足：足：导电导电芯芯对对抽抽压压端子或端子或测测量端子量端子间间的的绝缘电绝缘电阻不小于阻不小于10000M，测测量端子量端子对对法法兰兰的的绝缘电绝缘电阻阻应应不小于不小于1000M。2、tan 和和电电容量容量测测量量测测量量单单独套管的独套管的tan 值值，可采用，
29、可采用正接正接线线方式方式。已安装于已安装于电电力力设备设备上的高上的高压压套管，法套管，法兰盘兰盘与与设备设备金属金属外壳直接外壳直接连连接并接地。接并接地。测测量套管的量套管的tan 值时值时，首先将与套，首先将与套管管连连接的引接的引线线或或绕组绕组断开。除接地屏断开。除接地屏经经小套管引出小套管引出时时可用可用上述正接上述正接线线法法测测量外，一般用反接量外，一般用反接线线法法测测量。量。测测量套管量套管tan，有，有时时只只测电测电容芯子的容芯子的tan，或只，或只测测量量油油纸纸套管套管导电导电芯芯对对抽抽压压或或测测量端子量端子间间的的tan ，而不，而不测测量量端子或抽端子或抽
30、压压端子的端子的tan。由于套管内部初期由于套管内部初期进进水受潮水受潮时时，潮气和水分只，潮气和水分只进进入末屏附近的入末屏附近的绝缘层绝缘层，其占，其占总总体体积积的比例小，的比例小，tan 灵敏度差灵敏度差，无法反映，无法反映绝缘绝缘受受潮，潮，测测量量时应时应引起注意。当引起注意。当测测量小套管量小套管对对地地绝缘电绝缘电阻小于阻小于1000M 时时，需要，需要测测量小套管量小套管对对地的地的tan。末屏末屏对对地地绝缘电绝缘电阻小于阻小于1000M时时，测测量末屏量末屏对对地的地的tan值值，且不，且不大于大于2%。电电容型套管容型套管电电容容值值与出厂与出厂值值或上一次或上一次测测
31、量量值值相比超相比超5%时时要要查查明原因。在明原因。在测测量套管介量套管介质损质损耗角正切耗角正切时时，可以同，可以同时测时测得其得其电电容容值值，其允，其允许许偏差偏差为为5%。当套管受潮或。当套管受潮或电电容套管中的一容套管中的一层层或数或数层层电电容短路容短路时时，测测得的得的电电容容值值将增大，此将增大，此时应查时应查明原因，作出正确分明原因，作出正确分析。析。规规程程规规定定20时时tan值值（%）不）不应应大于下表的大于下表的规规定定值值。电压等级类型2035kV63110kV220500kV交接/大修运行中交接/大修运行中交接/大修运行中充油型30351515油纸电容型1010
32、10100808充胶型30352020胶纸电容型203015151010胶纸型253520203、交流耐、交流耐压实验压实验套管在交接套管在交接时时或大修后需要或大修后需要进进行交流耐行交流耐压试验压试验。对对于于变压变压器或油断路器等充油器或油断路器等充油设备设备上的套管，上的套管，应应将下部浸于将下部浸于绝绝缘缘油内，法油内，法兰兰与油箱外壳与油箱外壳连连接并接地，接地屏同接并接地，接地屏同时时接地，在接地，在导导杆上杆上施加施加试验电压试验电压。套管。套管1min耐耐压试验标压试验标准准见见下表。下表。4、局部放、局部放电测电测量量对对66kV及以上的及以上的电电容型套管在大修后可容型套
33、管在大修后可测测量局部放量局部放电电作作为辅为辅助助试验试验。垂直安装的套管水平放置一年以上，投运前需垂直安装的套管水平放置一年以上，投运前需进进行局部放行局部放电试验电试验。额定电压试验电压36103560110220纯瓷套管在交接和大修中户外式273546105180285550户内式25324292165265490非纯瓷套管在交接和大修中户外式24324295165265500户内式22283885150240440二、二、绝缘绝缘子子绝缘试验绝缘试验 绝缘绝缘子子预预防性防性试验项试验项目包括：目包括：1、零、零值绝缘值绝缘子子检测检测；2、绝缘电绝缘电阻阻测测量；量；3、交流耐、交
34、流耐压试验压试验；4、绝缘绝缘子表面子表面污秽污秽物的等物的等值盐值盐密密测测定。定。1、绝缘电绝缘电阻的阻的测试测试注意：注意：电电瓷有裂瓷有裂纹时纹时，绝缘电绝缘电阻一般没有明阻一般没有明显显降低。降低。当当电电瓷瓷龟龟裂裂处处有湿气及灰有湿气及灰尘尘、脏污脏污入侵后，入侵后，绝缘电绝缘电阻阻将将显显著下降，著下降，仅为仅为数百甚至数十兆欧，用兆欧表可以明数百甚至数十兆欧，用兆欧表可以明显显地地检检出。出。规规程程规规定，用定，用2500V兆欧表兆欧表测测量量绝缘电绝缘电阻阻时时，多元，多元件支柱件支柱绝缘绝缘子的每一元件和每片子的每一元件和每片悬悬式式绝缘绝缘子的子的绝缘电绝缘电阻不阻不
35、应应低于低于300M。500kV悬悬式式绝缘绝缘子的子的绝缘电绝缘电阻不阻不应应低于低于500M。2、交流耐、交流耐压试验压试验对对于支柱于支柱绝缘绝缘子，交流耐子，交流耐压试验压试验是最有效的是最有效的试验试验方法。在方法。在预预防防性性试验试验中，可用交流耐中，可用交流耐压试验压试验代替代替测测量量电压电压分布和分布和绝缘电绝缘电阻。阻。试验试验中中应应注意的注意的问题问题：（1）根据）根据试验变压试验变压器的容量，可器的容量，可选择选择一只或多只相同一只或多只相同电压电压等等级级绝缘绝缘子同子同时试验时试验，交流耐，交流耐压压1min。（2）耐）耐压过压过程中程中绝缘绝缘子无子无闪络闪络
36、、无异常声响、无异常声响为为合格。合格。（3）对对于于35kV多元件支持多元件支持绝缘绝缘子，当子，当试验电压试验电压不不够时够时，可分，可分节节进进行。行。（4）由两个胶合元件）由两个胶合元件组组成的，每成的，每节试验电压节试验电压50kV/min，由三个，由三个胶合元件胶合元件组组成的，每成的，每节试验电压节试验电压34kV/min；非；非标标准型号准型号绝缘绝缘子按制子按制造厂造厂规规定的干定的干闪电压闪电压的的75%进进行交流耐行交流耐压试验压试验。对对运行中的运行中的35kV变电变电所内的支柱所内的支柱绝缘绝缘子，可以子，可以连连同母同母线进线进行整体耐行整体耐压压，试验电压为试验电
37、压为100kV，时间为时间为1min；对对于穿于穿墙墙套管套管绝缘绝缘子，子，应应根据根据实际实际状状态进态进行加行加压压；对变压对变压器出器出线线套管，套管，试验时试验时下半部下半部应应浸入浸入绝缘绝缘油中再油中再加加压压。支柱绝缘子的交流耐压试验标准（支柱绝缘子的交流耐压试验标准（kVkV）悬式绝缘子的交流耐压试验标准悬式绝缘子的交流耐压试验标准 额定电压3610152035最高工作电压356911517523405纯瓷和充油绝缘出厂2532425768100交接和大修2532425768100固体有机绝缘出厂2532425768100交接和大修222838505990型号X-3 X-3C
38、X-14.5 X-4.5 C-5X-7X-11X-16XF-4.5试验电压（kV）4556606470803、表面、表面污秽污秽物等物等值盐值盐密密测测定定等等值盐值盐密：一些量的密：一些量的盐盐溶于一定容溶于一定容积积蒸蒸馏馏水后形成的溶液的水后形成的溶液的电电导导率与率与实际污秽实际污秽物溶于同物溶于同样样容容积积蒸蒸馏馏水形成的溶液的水形成的溶液的电导电导率相等。率相等。等等值盐值盐密法的最大密法的最大优优点点：直：直观观易懂，便于推广。易懂，便于推广。缺点缺点：不反映：不反映污秽污秽成分；不反映非成分；不反映非电电物物质质的含量；不的含量；不反映反映污秽污秽在在绝缘绝缘子上的分布；不反
39、映局部子上的分布；不反映局部电电弧的弧的发发生、生、发发展展过过程。程。第二第二节节 绝缘绝缘子的子的电电位分布位分布实验实验 一、一、绝缘绝缘子串子串电压电压分布分布规规律律绝缘绝缘子的体子的体积电积电阻和表面阻和表面电电阻阻较较工工频频下的容抗大得多，所以一下的容抗大得多，所以一般将它看成串般将它看成串联联的的电电容回路。容回路。如果不考如果不考虑虑其他因素影响，由于每个其他因素影响，由于每个绝缘绝缘子的子的电电容量相等，因容量相等，因而在而在绝缘绝缘子串中，每一片子串中，每一片绝缘绝缘子分担的子分担的电压电压是相同的。是相同的。但由于每个但由于每个绝缘绝缘子的金属部分与杆塔（地）子的金属
40、部分与杆塔（地）间间、导线间导线间均存在均存在杂杂散散电电容（寄生容（寄生电电容），容），绝缘绝缘子串中每个子串中每个绝缘绝缘子子实际实际所分担的所分担的电压电压并不相同。并不相同。只考只考虑导线电虑导线电容容只考只考虑对虑对地地电电容容两种情况同两种情况同时时考考虑虑二、二、绝缘绝缘子串子串电压电压分布分布测测量方法量方法测测量量电压电压分布的工具有分布的工具有短路叉短路叉、电电阻分阻分压压杆杆、电电容分容分压压杆杆、火火花花间间隙隙检验检验杆杆等。短路叉等。短路叉这这是是检测损检测损坏坏绝缘绝缘子（又称零子（又称零值绝缘值绝缘子）子）最最简简便的工具，其便的工具，其检测检测方法如方法如图图
41、所示。所示。短路叉检测法短路叉检测法检测检测杆端部装上一个金属杆端部装上一个金属丝丝做做成的叉子，把短路叉的一端成的叉子，把短路叉的一端2和下和下面面绝缘绝缘子的子的钢钢帽接触，当另一端帽接触，当另一端1靠近被靠近被测绝缘测绝缘子的子的钢钢帽帽时时，1和和钢钢帽帽间间的空气隙会的空气隙会产产生火花。被生火花。被测绝测绝缘缘子承受的分布子承受的分布电压电压愈高，出愈高，出现现火火花愈早，而且火花的声音也愈大，花愈早，而且火花的声音也愈大，因此根据放因此根据放电电情况可以判断被情况可以判断被测绝测绝缘缘子承受子承受电压电压的情况。如果被的情况。如果被测绝测绝缘缘子是零子是零值值的，就不承受的，就不
42、承受电压电压，因，因而就没有火花。而就没有火花。这这种种测测杆不能杆不能测测出出电压电压分布的具体数分布的具体数值值，但可以，但可以检查检查出零出零值绝缘值绝缘子。子。电电阻分阻分压压杆杆测测量法量法图图(a)测测量两点量两点电电位差的外部位差的外部连连接，接，(b)测测量两点量两点电电位差的内部位差的内部连连接接;(c)测测量某点量某点电电位的外部位的外部连连接，接，(d)测测量某点量某点电电位的内部位的内部连连接接 电电阻分阻分压压杆、杆、电电容分容分压压杆杆测测量。量。图图(a)、(b)：测测量两点之量两点之间电间电位位差的外部差的外部结结构和内部构和内部连连接接图图，适用于，适用于11
43、0kV及以上的及以上的变电变电所和所和线线路路绝缘绝缘子串子串测测量；量；图图(c)、(d)：测测量某点量某点对对地地电电位的外部位的外部结结构和内部构和内部连连接接图图，适用于，适用于35kV变电变电所内支柱所内支柱绝缘绝缘子的子的测测量。量。火花火花间间隙隙检测检测杆。杆。其其测测量部分是一个可量部分是一个可调调的放的放电间电间隙和一个高隙和一个高压电压电容相串容相串联联。当接到被。当接到被测测的的绝缘绝缘子上后，子上后，转动转动操作杆，改操作杆，改变变放放电电间间隙，直至开始放隙，直至开始放电电，即可，即可读读出相出相应应的放的放电电压值电电压值。可调火花间隙检测杆测量法图可调火花间隙检
44、测杆测量法图绝缘绝缘材料老化一般由材料老化一般由电电、机械、机械、热热、环环境等多种因素交叉作用境等多种因素交叉作用引起，因此老化呈引起，因此老化呈现现出多出多样样性。性。1、龟龟裂裂发现绝缘发现绝缘子子龟龟裂情况，必裂情况，必须须尽快更尽快更换换。局部的裙。局部的裙边边缺缺损损或凸或凸缘缘缺缺损损，虽虽然不一定会引起事故，但由于会然不一定会引起事故，但由于会扩扩展成展成龟龟裂，所以裂，所以应应及及时时更更换换。发发生生龟龟裂的原因有下列几方面：裂的原因有下列几方面：（1）瓷）瓷绝缘绝缘子、子、绝缘绝缘套管套管产产生生龟龟裂的原因裂的原因1）瓷件表面和内部存在着制造）瓷件表面和内部存在着制造过
45、过程中程中产产生的微小缺陷，因反复生的微小缺陷，因反复承受外力作用，逐承受外力作用，逐渐发渐发展出展出现龟现龟裂、裙裂、裙边边断裂等。断裂等。2）过电压过电压或或污损污损引起的引起的闪络闪络，使瓷件受到，使瓷件受到电电弧、局部弧、局部过热过热而引而引起破坏。起破坏。第三第三节节 套管和套管和绝缘绝缘子故障子故障诊诊断断3）绝缘绝缘子上涂敷硅脂，一般是作子上涂敷硅脂，一般是作为为防防污损污损的措施。当的措施。当长时间长时间不不重涂硅脂而重涂硅脂而继续继续使用使用时时，会因硅脂的老化，会因硅脂的老化产产生漏生漏电电流和局部放流和局部放电电，以及以及发发生瓷生瓷绝缘绝缘子表面釉子表面釉剂剂的剥落，裙
46、的剥落，裙边边缺缺损损和裂和裂缝缝。4）由于）由于紧紧固金具固金具过紧过紧，使瓷件的某些部位上受到，使瓷件的某些部位上受到过过大的大的应应力。力。5）由于操作）由于操作时时的疏忽，使的疏忽，使绝缘绝缘子受到意外的外力打子受到意外的外力打击击或投石等或投石等外力破坏等原因引起外力破坏等原因引起损伤损伤。6）使用于）使用于设备设备上的瓷套，如内部上的瓷套，如内部设备设备配合不好，有配合不好，有时时会引起瓷会引起瓷套套间间接性的破坏。接性的破坏。（2）高分子材料的）高分子材料的绝缘绝缘子、套管子、套管产产生生龟龟裂的原因裂的原因1）制造）制造过过程中材料固化收程中材料固化收缩时产缩时产生的残留内生的
47、残留内应应力引起力引起龟龟裂。裂。2）设备设备在反复运行、停运的在反复运行、停运的过过程中造成的程中造成的热热循循环环，因不同材料，因不同材料热热膨膨胀胀系数的差系数的差别别，使制品受到循，使制品受到循环热应环热应力，从而引起埋入力，从而引起埋入树树脂中脂中的金属剥离和的金属剥离和发发生生龟龟裂。裂。3）由于）由于长长期运行中期运行中绝缘绝缘材料机械材料机械强强度下降或是反复度下降或是反复应应力引起的力引起的疲疲劳劳，也会，也会发发生生龟龟裂。裂。4）紧紧固部位固部位过过份份紧紧固而固而产产生机械生机械应应力力过过大引起大引起龟龟裂。裂。2、爬、爬电电痕迹痕迹当有机当有机绝缘绝缘材料表面材料表
48、面污损污损并湿并湿润时润时，产产生局部放生局部放电电，导导致致绝缘绝缘表面被炭化形成表面被炭化形成导电导电通路，通路，这这就是爬就是爬电电痕迹。局部放痕迹。局部放电电逐逐渐发渐发展，展，最后形成沿面最后形成沿面闪络闪络。3、漏油、漏油内部装有内部装有绝缘绝缘油的油的绝缘绝缘套管，会由于瓷套管套管，会由于瓷套管龟龟裂，裂，过过大的弯曲大的弯曲负载负载引起瓷管引起瓷管错错位，或因密封材料老化等引起漏油。位，或因密封材料老化等引起漏油。4、电晕电晕声音声音端子金具上突出部分、端子金具上突出部分、龟龟裂和内部缺陷等，容易形成裂和内部缺陷等，容易形成电晕电晕。听。听到到电晕电晕声音声音时时必必须须及早及早查查明原因，采取适当的措施。明原因，采取适当的措施。5、端子、端子过热过热 套管套管头头部端子金具与母部端子金具与母线线等相等相连连接，如端子的接，如端子的连连接不良，就接不良，就会会发发生生过热过热而使端子而使端子变变色，色，导导致致绝缘绝缘材料寿命材料寿命缩缩短等故障。短等故障。本章结束