绝缘子串电压分布测量方法详解

在运行中，当绝缘子串或支柱绝缘子中有一个或数个绝缘子劣化后，绝缘子串中各元件上的电压分布将与正常分布情况不同，电压分布曲线会发生畸变。畸变的形状随绝缘子劣化程度和劣化绝缘子的位置不同而异。图1所示为具有劣化绝缘子串的电压分布曲线发生畸变的情况。

图1：沿串中绝缘子的电压分布（220kV）

当绝缘子串或支柱绝缘子中有劣化元件时，此元件上分担的电压将比正常时所分担的小；其降低的数值随劣化加深而增大，将原来作用在它上面的电压转移到串中其他绝缘子上，特别是与其靠近元件上的电压升高多。因此，必须把劣化了的绝缘子及时地检出。

测量绝缘子电压分布一般选用绝缘子分布电压测试仪（也叫绝缘子零值测试仪），该测试仪由短路叉、电阻分压杆、电容分压杆、火花间隙检验杆等部分组成。现简要介绍如下。

（一）短路叉

这是检测损坏绝缘子（又称零值绝缘子）简便的工具，其检测方法如图2所示。

图2：短路叉检测法

检测杆端部装上一个金属丝做成的叉子，把短路叉的一端1靠在绝缘子的钢帽上，而当其另一端2和下面绝缘子的钢帽将相碰时其间的空气隙会产生火花。被测绝缘子承受的分布电压愈高，出现火花愈早，而且火花的声音也愈大，因此根据放电情况可以判断被测绝缘子承受电压的情况。如果被测绝缘子是零值的，就不承受电压，因而就没有火花。这种测杆不能测出电压分布的具体数值，但可以检查出零值绝缘子。

使用短路叉检测零值绝缘子时，应注意当某一绝缘子串中的零值绝缘子片数达到了表  1中的数值时，应立即停止检测。此外，针式绝缘子及少于3片的悬式绝缘子串不准使用这种方法。

（二）电阻分压杆

电阻分压杆的内部结构和接线如图3所示，图3 (a)、(b)是表示测量两点之间电位差的外部和内部连接图；图3 (c)、(d)是表示测量某点对地电位的外部和内部连接图。

图3：电阻分压感
（a）测量两点电位差的外部连接；（b）测量两点电位差的内部连接
（c）测量某点电位的外部连接；（d）测量某点电位的内部连接

前者适用于110kV及以上的变电所和线路绝缘子串测量；后者适用于35kV变电所内支柱绝缘子的测量。图16 5中的C为滤波电容，一般采用0.1-5μF的电容（有时也可不用此电容）；微安表可采用50 -100μA的表头。电阻杆的电阻值可按10 -20kΩ/V选取，电阻表面爬距宜按0.5-1.5kV/crn考虑，每个电阻的容量为1~2W。整流管可选用普通的硅二极管。

这种检验杆应预先在室内求出端部电压和微安表读数的关系，并应经常校准。在强电场附近测量时，要注意外界电场对表读数的影响，必要时采用适当的抗干扰措施。用于测量的接地线要连接牢靠，防止测量过程中脱开，造成危险。

（三）电容分压杆

电容分压杆与电阻分压杆类似，只是将电阻串和带有桥式整流的微安表，换成一个或几个串联且承受被测电压的高压电容器；当电容器的电容量取得足够小的时候，被测量的电压都分布在电容器上，因此小量限的电压表就可测量几千到几万伏的电压，为了做到指示准确，要求电容器的电容量稳定不变。这种检验杆的结构简单、操作方便，也能满足测量要求。

（四）火花间隙测杆

图4所示为一种可调火花间隙的检测杆。

图4：可调火花间隙测杆

其测量部分是一个可调的放电间隙和一个小容量的高压电容器相串联，预先在室内校好放电间隙的放电电压值，并标在刻度板上，测杆在机械图166上可以旋转。这样，在现场当接到被测的绝缘子上后，便转动操作杆，改变放电间隙，直至开始放电，即可读出相应于间隙距离在刻度板上所标出的放电电压值。如果某一元件上的分布电压低于规定标准值，而相邻其他元件的分布电压又高于标准值时，则该元件可能有缺陷。

为了防止因火花间隙放电短接了良好的绝缘元件而引相对地闪络，可以用电容C与火花间隙串联后再接到探针上去。C值约为30pF，和一片良好的悬式绝缘子的电容值接近。因为和C串联的火花间隙的电容只有几皮法，所以C的存在基本上不会降低作用于间隙上的被测电压。

这种检测工具的缺点是，动电极容易损伤而变形，放电电压受温度影响，检测结果分散性大，这些都使其检测的准确性差，而且测量时劳动强度较大，时间也较长。因此，它仅用于检验性测量，对于零值绝缘子的检测还是有效的。

(五) SG系列数字式高电压表

目前我国生产的SG系列数字式高电压表可用于测量绝缘子表面某点对地电位，其测量范围是100- 150kV．它具有自动变换量程、液晶显示、数据保持等特点，还可配备微型数据存储器和打印设备，使用方便。