絕緣子的電位分布實(shí)驗(yàn).doc

絕緣子的電位分布實(shí)驗(yàn)一、絕緣子串電壓分布規(guī)律每一個(gè)絕緣子就相當(dāng)于一個(gè)電容器，因此一個(gè)絕緣子串就相當(dāng)于由許多電容器組成的鏈形回路。因?yàn)榻^緣子的體積電阻和表面電阻較正常情況下（50Hz）的容抗大得多，所以一般將它看成串聯(lián)的電容回路。如果不考慮其他因素影響，由于每個(gè)絕緣子的電容量相等，因而在絕緣子串中，每一片絕緣子分擔(dān)的電壓是相同的。但由于每個(gè)絕緣子的金屬部分與桿塔（地）間、導(dǎo)線間均存在雜散電容（寄生電容），絕緣子串中每個(gè)絕緣子實(shí)際所分擔(dān)的電壓并不相同。圖11-1 絕緣子串的等值電路(a) 僅考慮金屬部分對桿塔的電容(b) 僅考慮金屬部分對導(dǎo)線的電容在圖11-1（a）中，C為絕緣子本身的電容，Cz為其金屬部分對桿塔的電容。由于存在這種電容，當(dāng)有電位差時(shí)，就有一個(gè)電流經(jīng)Cz流入接地支路。流經(jīng)Cz的電流都分別要流經(jīng)電容C，因此，愈靠近導(dǎo)線的電容C所流經(jīng)的電流就愈大。由于各絕緣子電容大致相等，則它們的容抗也大致相等，又由于靠近導(dǎo)線的絕緣子的電容電流較大，所以此處每片絕緣子上的電壓降也就較大。絕緣子串的電壓分布如圖11-2中的曲線1所示。在圖11-1（b）中，C為絕緣子本身的電容，Cd為其金屬部分對導(dǎo)線的電容。由于每個(gè)電容Cd兩端均有電位差，因此就有電容電流流過，而且都必須經(jīng)電容C到地構(gòu)成回路，這樣就使離導(dǎo)線愈遠(yuǎn)的絕緣子所流過的電流愈多，電壓降也愈大。絕緣子串的電壓分布如圖11-2的曲線2所示。圖11-2 絕緣子串的電壓分布曲線1僅考慮Cz作用；2僅考慮Cd作用；3考慮Cz、Cd兩者同時(shí)作用由于絕緣子金屬部分對導(dǎo)線的電容Cd比其對地電容Cz小，因而流過的電流也小，所以產(chǎn)生的壓降就相對地較小。實(shí)際的絕緣子串各個(gè)絕緣子上的電壓分布應(yīng)考慮兩種電容的同時(shí)作用，即沿絕緣子串的電壓分布應(yīng)該由分別考慮Cz與Cd所得到的電壓分布相疊加，如圖11-2中的曲線3所示。由圖可見，沿絕緣子串的電壓分布是極不均勻的，靠近導(dǎo)線的絕緣子電壓降最大，離導(dǎo)線愈遠(yuǎn)的絕緣子兩端壓降愈小，當(dāng)絕緣子靠近桿塔橫擔(dān)時(shí)，絕緣子電壓降又升高。絕緣子串愈長，電壓分布愈不均勻，愈容易導(dǎo)致某些部位的絕緣損壞。二、絕緣子串電壓分布測量方法測量電壓分布的工具有短路叉、電阻分壓桿、電容分壓桿、火花間隙檢驗(yàn)桿等。1、 短路叉這是檢測損壞絕緣子（又稱零值絕緣子）最簡便的工具，其檢測方法如圖11-3所示。圖11-3 短路叉檢測法檢測桿端部裝上一個(gè)金屬絲做成的叉子，把短路叉的一端2和下面絕緣子的鋼帽接觸，當(dāng)另一端1靠近被測絕緣子的鋼帽時(shí)，1和鋼帽間的空氣隙會產(chǎn)生火花。被測絕緣子承受的分布電壓愈高，出現(xiàn)火花愈早，而且火花的聲音也愈大，因此根據(jù)放電情況可以判斷被測絕緣子承受電壓的情況。如果被測絕緣子是零值的，就不承受電壓，因而就沒有火花。這種測桿不能測出電壓分布的具體數(shù)值，但可以檢查出零值絕緣子。在使用時(shí)應(yīng)注意，當(dāng)電壓等級較低時(shí)（35kV及以下）不能因火花間隙放電而引起相對地閃絡(luò)。2、 電阻分壓桿、電容分壓桿電阻分壓桿的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接線如圖11-4所示，其中圖11-4 (a) 、(b)是表示測量兩點(diǎn)之間電位差的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部連接圖，適用于110kV及以上的變電所和線路絕緣子串測量；圖11-4 (c) 、(d)是表示測量某點(diǎn)對地電位的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部連接圖，適用于35kV變電所內(nèi)支柱絕緣子的測量。這種檢驗(yàn)桿應(yīng)預(yù)先在室內(nèi)求出端部電壓和微安表讀數(shù)的關(guān)系，并應(yīng)經(jīng)常校準(zhǔn)。通常盤形懸式絕緣子C50pF， =64M。當(dāng)采用電阻為220M的絕緣桿與之并聯(lián)時(shí)，阻抗值降為50M，將會導(dǎo)致約20%的誤差，這需要在測量中注意。在強(qiáng)電場附近測量時(shí)，要注意外界電場對表讀數(shù)的影響，必要時(shí)需采用適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施。圖11-4 電阻分壓桿測量法(a)測量兩點(diǎn)電位差的外部連接; (b)測量兩點(diǎn)電位差的內(nèi)部連接;(c)測量某點(diǎn)電位的外部連接; (d)測量某點(diǎn)電位的內(nèi)部連接當(dāng)采用圖11-4 (a)方法測量時(shí)，若某片絕緣子片的電位差為0，則該片絕緣子即為零值絕緣子。當(dāng)采用圖11-4 (b)方法測量時(shí)，應(yīng)先從母線端開始讀取微安表的讀數(shù)，依次往下進(jìn)行，所測得的微安數(shù)應(yīng)該是遞減的，如出現(xiàn)某片絕緣子與上一片絕緣子電流值相同，則該片絕緣子就是零值絕緣子。電容分壓桿與電阻分壓桿類似，只是將電阻串和帶有橋式整流的微安表，換成一個(gè)或幾個(gè)串聯(lián)且能承受被測電壓的高壓電容器與一個(gè)小量程指針式的靜電電壓表相串聯(lián)。當(dāng)電容器的電容量取的足夠小的時(shí)候，被測量的電壓都分布在電容器上，因此小量限的電壓表就可測量幾千到幾萬伏的電壓。3、 火花間隙檢測桿圖11-5 可調(diào)火花間隙檢測桿測量法圖11-5所示為一種可調(diào)火花間隙的檢測桿，其測量部分是一個(gè)可調(diào)的放電間隙和一個(gè)小容量的高壓電容器相串聯(lián)，預(yù)先在室內(nèi)校好放電間隙的放電電壓值，并標(biāo)在刻度板上，測桿在機(jī)械上可以旋轉(zhuǎn)。這樣，在現(xiàn)場將高壓電容器和放電間隙串聯(lián)的部分并聯(lián)到絕緣子片兩端，轉(zhuǎn)動操作桿，改變放電間隙，直至開始放電，即可讀出相應(yīng)于間隙距離在刻度板上所標(biāo)出的放電電壓值。如果某一元件上的分布電壓低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值，而相鄰其他元件的分布電壓又高于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，則該元件可能有缺陷。為了防止因火花間隙放電短接了良好的絕緣元件而引起相對地閃絡(luò)，可以用電容與火花間隙串聯(lián)后再接到探針上去。電容值約為30pF,與一片良好的懸式絕緣子的電容值接近。因?yàn)楹碗娙荽?lián)的火花間隙的電容量只有幾皮法（pF），所以電容的存在基本上不