耐張絕緣子串

絕緣子串是兩片或多片絕緣子組合在一起，柔性懸掛架空線導線。絕緣子串主要承受張力。在輸電線路中，只有將絕緣子組成串後才能滿足機械和電氣的要求。由於使用要求的不同，絕緣子串有多種形式，其受力情況區別很大，因為要將絕緣子串與杆塔和導線相連。絕緣子串的電氣特性主要是指絕緣子串在正常電壓時絕緣子片之間的電壓分佈，在過電壓作用下絕緣子串可能閃絡的途徑，以及雙串或多串絕緣子對電容電壓等。 ^[1] 

耐張絕緣子串是當前輸電線路架設過程中常用的產品，是架設輸電線路過程中的重要元件，在輸電線路的運行過程中，絕緣子長期承受着電流的高壓和自然環境的變化的影響，絕緣子絕緣能力下降，絕緣子老化、破損，嚴重威脅着輸電線路的運行安全。750千伏耐張絕緣子串的塔上監測存在着讀數困難、裝置操作不靈活等問題，需要相關的人員針對這些問題，應用新技術、新材料、改進監測的工具，解決耐張絕緣子串的監測操作困難的問題，進而保障輸電線路的架設安全和線路的正常使用。

陶瓷耐張絕緣子串系列：XP-70，XP-100，XP-120，XP-160..XWP-70，XWP-100，XWP-160，XP-70C，XP-100C

複合耐張絕緣子串系列：FXBW4-10/70，FXBW4-10/100，FXBW4-35/70，FXBW4-35/100，FXBW4-66/70，FXBW4-66/100，FXBW4-110/70，FXBW4-110/100，FXBW4-220/70，FXBW4-220/100，FXBW4-220/160，FXBW4-330/70，FXBW4-330/100，FXBW4-330/160...

在輸電線路的運行過程中，絕緣子長期承受着電流的高壓和自然環境的變化的影響，其使用的瓷絕緣子為內膠裝結構，其內部的鐵帽、瓷件、膠裝粘合水泥的膨脹係數不同，導致絕緣子的絕緣性隨着運行時間的推移而逐漸降低，甚至出現絕緣能力喪失的情況。絕緣子絕緣能力下降，絕緣子老化、破損，嚴重威脅着輸電線路的運行安全，220千伏及以下線路，絕緣子串和輸電線之間的距離並不大，因此，可以使用間接帶電監測絕緣子的方法。但是，在750千伏輸電線路中，高電壓情況下，使用間接帶電監測方法並不適合，所以，必須要對750千伏耐張絕緣子串監測需要進行相關的技術研究。 ^[2] 

750千伏帶電監測耐張絕緣子串的工作原理為將高壓線路上絕緣子串視為夾在兩個金屬電極之間的連續絕緣體，理論條件下，監測到的電壓分佈曲線是根據電磁場理論計算的電廠強度按照絕緣子軸向的變化曲線，並在一般條件下呈光滑的“U”連續曲線。當絕緣子的導通性存在問題時，在曲線上就會表現為該處曲線發生變化，絕緣子發生故障時會使某處曲線產生下凹，最終絕緣子會損壞。

1.直接測量法

750 千伏帶點監測耐張絕緣子串的方法主要是通過對各絕緣子電壓的測量，得到絕緣子電壓的分佈曲線，並與理論計算的絕緣子電壓分佈圖曲線進行比較，由於絕緣子的主要性能的優劣是通過其電阻值的下降表現出來的，因此，抓住其本質為電阻值的下降，再經過對實際測量的電壓分佈曲線與理論曲線的比較分析，就可以得出絕緣子的好壞及其出現問題的位置，這種直接測量的方式是比較常用的一種絕緣子電壓監測方式。

2.直接測量法的不足

直接測量絕緣子串每個絕緣子的電壓，並經過對比實際電壓測量曲線與理論曲線分佈圖得出絕緣子好壞及位置的方法存在一定的缺陷，主要在於絕緣子投入正常運營之後由於各種原因會導致絕緣子串的實際電壓分佈和理論分佈存在一定的偏差，有些條件下偏差的範圍較大，分析過程十分複雜，無法獲取較為精確的結果。

（1）750千伏耐張絕緣子串監測操作裝置的研究內容

輸電線路中耐張絕緣子串的監測採用活化間隙法進行監測，這種監測方法存在着測量準確度差的問題，並且，由於750千伏耐張塔絕緣子片數量多，工作人員進行監測的時間長、使用的監測工具較為笨重，費時費力。操作裝置的操作性不強成為了帶電作業開展難度大的重要原因，為了改善這種情況，需要合理設計操作裝置，明確規範其適用範圍，抓住重點解決的問題和改進方向，進而達到解決塔上監測讀數困難、操作複雜、工具笨重、作業人員勞動強度大、危險性高等問題。

（2）主要工作原理分析

耐張絕緣子串帶電監測的主要工作原理就是通過在機械機構部分沿着絕緣子軸線方向步進，到達絕緣子測量的最佳規定位置時停止，將兩隻監測臂伸入絕緣子上下的連接鋼帽位置，在彈簧的作用下貼緊鋼帽，進而通過監測臂上的高壓作用於絕緣子，產生電流，得到絕緣子的電阻值。

電阻值的下降變化是由於絕緣子性能優劣表現出來的，因此，從電性能來説，其性能變化的本質是電阻值的下降，因此，絕緣子的電阻值是衡量絕緣子性能優劣的根本指標。

（3）監測裝置的主要構成

監測裝置系統主要包括機械裝置部分、電路控制部分和軟件系統三個部分。

（4）控制電路部分

控制電路部分的設計主要是通過後台計算機和現場控制器結合，由現場控制器的直流供電路、整流電路等進行數據的採集、信號的採樣等。工作流程結構主要是：高壓產生電路-信號採樣電路-信號調理電路-模數轉換電路-智能單元CPU，通過顯示驅動電路與顯示器、數字量輸出鎖存與驅動電路等執行器器件最終驅動電路。

（5）系統軟件

絕緣子絕緣能力下降，嚴重威脅着輸電線路的運行安全。耐張絕緣子串監測裝置的系統軟件是通過記錄每次測量電阻值，將其彙總，並由專業的技術人員對其進行測試的每次電阻變化程度進行分析比對。經過系統軟件對測量結果的比對和分析，顯示出絕緣子的優劣程度變化及是否需要進行更換，最後彙總並建立主要的杆塔的兩相絕緣子的數據庫系統，對相關的絕緣子電阻、電流數據和劣化程度分析進行備份，便於專業的技術人員對數據觀察。

系統軟件的應用主要是為了進行絕緣子電阻和其他的數據彙總和分析，由技術人員的分析，找到線路上絕緣子劣化的普遍原因，並針對其劣化的一般性原因進行相應的對策研究，延緩絕緣子劣化的速度和絕緣性能的降低速度，保證電路系統能夠安全、正常運行。 ^[3]