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          超高压带电作业绝缘工具击穿特性的研究                    摘要：本文研究了高压固体复合绝缘材料的电击特性，用红外热成像方法研究了超高压充电绝缘工具的表面温度分布和局部温升，分析了固体绝缘管的断裂机理我们发现，在绝缘工具的内部潜在的热缺陷可以检测到红外热成像提出了生产高压绝缘工具的固体绝缘管的内部间隙和界面孔隙凹陷小于1%关键字：配电；带电作业；绝缘工具前言到2020年，我国在全国范围内形成500kV超高压电力系统  输电线路和变电站的运行对电厂的维护和充电运行提出了新的、明确的要求，保证了电网的安全、经济、可靠运行绝缘工具是电站、变电站充配电的主要工具，广泛应用于各类充电业务中这是保证电力系统安全运行，取得可靠运行和经济效益的重要途径之一近年来，我国发生了一起超高压绝缘工具充电作业中爆炸事故，一名操作人员受伤，一条高压输电线路发生事故在高压绝缘工具的电气试验中，也出现了绝缘工具的闪光击穿现象这些问题解释了超高压充电用绝缘工具的击穿特性、电老化和寿命的研究这是因为硬质绝缘材料是一种典型的固体复合绝缘材料本文研究了固体复合绝缘材料的击穿机理1 试验方法和试验设备国家标准gb13398-92规定，超高压带电作业绝缘工具必须进行全面的电气试验，包括工频耐压试验和正向标准操作。

试验期间的环境温度通常为10至30℃，相对湿度始终为  对于70%，图1是进行抗冲击试验的电气原理图，用电容分压器和4s00kv和360kj的冲击电压发生器测量冲击电压的峰值试件为实际的绝缘棒和绝缘管，长度为4～5米在500kV绝缘工具的长期电老化试验中，利用瑞典aga782红外热像仪对绝缘棒的表面温度分布进行了远距离非接触检测必须注意防止安全距离和静电感应的影响2 试验结果和讨论2.1 用国家标准要求的超卷硬绝缘工具（绝缘棒、绝缘硬梯等）进行电气试验时，超高压绝缘和固体复合绝缘材料的击穿特性会被破坏或闪现表1显示3例 500 kV硬工作硬工具的电气试验不能被电气试验破坏或闪现多数绝缘工具在5min工频耐压试验中断裂，沿绝缘棒轴向分布，各点距离为-160mm，与高压金具的距离为2.5-3.2m，位于绝缘工具底部这些局部断裂点的最大直径为14mm，最小直径为2mm，在330kv爆炸绝缘棒中发现了三个呈三角形分布的局部断裂点绝缘棒沿轴向分布点之间的距离分别为3.34和32厘米更为严重的是，在500kV绝缘管壁长期电老化过程中，发现了约500mm的内黑碳层这些结果表明，固体复合绝缘材料的电劣化效应对硬绝缘工具的内部击穿有影响，从而降低了绝缘工具的有效绝缘长度和电强度，降低了绝缘工具的寿命和可靠性，影响充电动作的安全性。

2.2 绝缘工具表面温度分布测试对500kV带电作业绝缘棒进行了长期电老化试验利用瑞典aga782红外测温仪对长绝缘棒的表面温度分布进行了研究沿长绝缘棒的温度分布不均匀，局部极段有明显的局部发热区，局部温升超过8℃，绝缘棒高压侧和绝缘子中部有局部发热区绝缘介质发热的原因主要是内部局部放电和介质损耗的作用，在高电场下更为突出，引起电绝缘劣化，降低绝缘工具的电性能2.3 固定休眠复合绝缘材料中电气分支的老化和边界现象上述高压硬绝缘工具的内部碳化物和局部断口插层碳化痕迹是固体复合绝缘材料在高压强电场中典型的电树枝退化现象内部碳化物主要沿绝缘棒的轴向发展，但沿该方向的电场强度最大，固体复合绝缘材料中存在层间界面缺陷电分支主要沿着玻璃纤维和树脂的边界发展，这是电场强度的主要弱点之一，也是固体复合绝缘材料的结构弱点之一，造成内部绝缘老化，绝缘工具的电气强度降低，对充电操作的安全性造成不利影响它反映了固体复合绝缘材料电性能退化的特点由于固体复合材料内部玻璃纤维与树脂之间的界面往往是一个电强度较低的薄弱层，因此固体复合绝缘材料内部层间界面问题非常重要，对超高压绝缘工具的电性能有着重要的影响3 分析3.1 固体复合保温材料内部孔隙率的计算在玻璃纤维与铯的界面处，固体复合绝缘材料在玻璃纤维与铯树脂的界面处起着重要的作用。

因为长期的内放电作用会使复合绝缘子的内放电恶化固体复合绝缘材料的内部气隙含量内部的孔压盖含量相差很大风险投资由于复合材料中存在大量的孔隙和界面缺陷，因此提出了产生高压电荷绝缘工具的复合绝缘管中的空穴含量应小于1%3.2 探讨固体复合保温材料的断裂机理以上结果表明，典型复合绝缘材料在高电场中的击穿过程是典型电树枝的老化过程，局部介质老化的原因主要是内部局部放电作用，沿复合绝缘材料内界面的薄弱区域和电场的主场不断发展电分支结果表明，绝缘工具的有效绝缘长度相应减小电强度也会降低，绝缘工具最终会在不施加外加电压的情况下被截留对超高压硬绝缘工具发现的局部断裂点和内部碳化层进行了解释作为一种高压绝缘工具，即使在通常的工作电压下，电性能退化也不可忽略，而且随着工具使用时间的增加，这一问题更加严重为此，建议根据试验结果确定充电作业绝缘工具的有效寿命或安全使用时间，以保证绝缘工具在有效寿命内的电气性能和安全可靠性，防止事故的发生，保证充电作业的安全4 结束语综上所述， 固体复合绝缘管的放电属于强电场下的击穿过程固体绝缘管的内部气孔和界面缺陷严重影响其电强度结果表明，电树枝的老化往往沿着界面缺陷发展，而界面缺陷是材料结构中电强度较低的薄弱区域。

提出了生产高压绝缘工具的固体绝缘管材料内孔的界面缺陷含量小于1%红外热像检测超高压绝缘工具温度分布不均匀，局部加热区域显示电场分布不均匀，存在材料缺陷，从而利用红外热成像方法检测出绝缘管材料和工具的局部潜在缺陷检查充电工具的有效寿命，可以有效保证充电操作的安全参考文献1. 丁登伟, 韩先才, 王宁华,等. 特高压GIL绝缘击穿时暂态电压时频特征分析[J]. 电网技术, 2020, v.44;No.439(06):421-428.2. 任志强, 潘王新, 姜文东,等. 人体对带电作业间隙放电特性的影响研究[J]. 武汉大学学报:工学版, 2020(2):145-153.3. 雒育宏, 赵军, 杨国练,等. 一种带电作业绝缘工具篮:, CN211320760U[P]. 2020.  -全文完-。