À l'heure actuelle, la quantité d'utilisation d'isolateurs composites est énorme. Si le processus de tige centrale n'est pas bien contrôlé, des défauts y resteront, et des ruptures de chaîne et des pannes se produiront pendant le fonctionnement de l'isolateur. Afin d'éliminer les défaillances dans le bourgeon, il est très important de diagnostiquer précocement les défauts de la tige centrale de l'isolateur composite. Pour l'unité opérative, la méthode de détection en direct est le meilleur moyen de prendre en compte la fiabilité et la perception de l'état des équipements. À l'heure actuelle, les méthodes relativement efficaces et matures pour la détection en direct des isolants composites sont les tests infrarouges et ultraviolets.
1 Diagnostic infrarouge des défauts internes
1.1 Caractéristiques infrarouges des défauts internes
Les sources de chaleur des isolateurs composites comprennent principalement la perte de polarisation, la décharge partielle, le courant de fuite, etc. Les deux premières sont causées par la concentration excessive du champ électrique causée par des défauts ; l'échauffement par le courant de fuite est plus courant dans la détérioration de la surface de la jupe de l'isolant, tandis que le courant de fuite est concentré dans la partie détériorée et qu'il existe une différence de température importante entre la pièce et l'environnement. Habituellement, l'entrefer et l'extrémité du canal carbonisé deviendront des "points chauds" en raison d'une décharge partielle, tandis que la partie médiane du canal a tendance à avoir une température plus basse en raison du faible champ électrique.
Exemple 1 : La fin devient humide.
De nombreux isolateurs composites sur une ligne de 500 kV avaient une élévation de température de 2-4 K. Le test d'échauffement sous tension de tenue AC et DC a été réalisé en laboratoire. L'amplitude de la tension appliquée est égale à celle de la tension maximale de fonctionnement (1,1 Um/).
Caractéristiques : Lorsqu'une haute tension CA est appliquée, l'élévation de température sous une humidité élevée est d'environ 4-5 K, ce qui est nettement supérieur à l'élévation de température sous une faible humidité. Dans le test à haute tension continue, l'élévation de température de l'isolant est presque invisible ;la différence d'élévation de température sous différentes humidités fait augmenter la température lors de la détection sur site, et parfois l'élévation de température est élevée, et parfois il n'y a pas d'élévation de température.(Référence : Influence de l'humidité sur la gaine isolante composite sur l'élévation anormale de la température à la fin)
Exemple 2 : Canal de carbonisation
L'un des isolateurs composites à double chaîne en V d'une tour pour une ligne de 500 kV était cassé, et la tige centrale de l'isolateur cassé avait de nombreux trous, et un canal de corrosion électrique avait été généré à l'intérieur. L'isolant cassé A et le même lot d'isolant B ont été placés sous la tension de fonctionnement pour la mesure de température infrarouge.
Il a été constaté que la température au milieu de l'isolant A était de 14,8 degrés, supérieure à celle de l'isolant B, qui était de 12,9 degrés. Au cours du test, il a été constaté que la température des unités 45-46 au milieu de l'isolant A (la première unité à l'extrémité basse tension est la première unité, et la section entre les unités {{6} } est le point de jonction entre la corrosion et la non-corrosion de la tige centrale) est supérieur à celui de l'isolant B (1,9 degré ). Les températures des extrémités haute tension des isolateurs A et B sont d'environ 15 degrés, avec peu de différence.
Il existe des caractéristiques infrarouges des isolateurs avec des canaux de corrosion électrique :
(1) L'extrémité haute tension du canal de corrosion électrique et la zone limite de la tige centrale intacte sont les zones avec une élévation de température évidente ;
(2) Par rapport aux isolateurs sans canal de corrosion électrique, l'élévation de température peut ne pas être élevée (seulement 1,9 degré );
(3) La différence de température entre les différentes positions de l'isolant lui-même est évidente.
(En fait, l'isolant B a également des défauts internes et est mal collé.)
1.2 Test de jugement
Le critère de diagnostic infrarouge des isolateurs composites en fonctionnement sur site est l'annexe I.2 DL/T664 Spécifications d'application pour le diagnostic infrarouge des équipements sous tension. Lorsque la différence de température de l'isolant composite lui-même dépasse 0.5-1.0 K, il convient de prêter attention à cette différence.
Étant donné que la détection infrarouge sur site est facilement affectée par la réflexion de la lumière externe, l'angle et la clarté de la mise au point, il est difficile de contrôler l'erreur de test. Par conséquent, de nombreuses unités (y compris l'Institut de recherche sur l'énergie électrique de Chine et les entreprises provinciales) ont assoupli les critères ci-dessus à 2.0K lors des tests sur site.
Pour les isolateurs suspects, plusieurs tests de suivi et des comparaisons phase à phase doivent être effectués pour faciliter le jugement.
1.3. Précautions pour le test
un. Évitez l'influence de la lumière du soleil et d'autres lumières visibles.
Étant donné que l'isolateur composite est un dispositif de chauffage induit par tension, son test de champ de température est facilement affecté par l'environnement extérieur. Lorsque la lumière du soleil et la lumière visible sont fortes, la différence de température entre le côté ensoleillé et le côté arrière de l'isolateur sera causée, entraînant la différence de température entre les différents côtés de la tige centrale.Comme le montre la figure 3, la lumière du soleil était forte pendant le test ce jour-là. A cette époque, le point le plus élevé de mesure de la température infrarouge était situé sur la surface de la jupe avec une forte réflexion de la lumière du soleil. La température du point de mesure (SP1) du côté ensoleillé de la tige centrale et la température du point de mesure (SP2) de la face arrière sont respectivement de 27,9 degrés et 25,0 degrés, et la différence de température atteint 2,9 K. La différence de température causée par la lumière du soleil est très susceptible de submerger les éventuels points chauds à l'intérieur de la tige centrale, ce qui entraîne une erreur de jugement.Par conséquent, il est préférable de faire le test par temps nuageux.
b. Réglez raisonnablement la distance de test, la réflectivité, la vitesse du vent et d'autres paramètres. La réflectivité doit être réglée entre {{0}}.85 et 0,95, et la distance de test doit être réglée raisonnablement lors de l'ascension de la tour ou sous la tour (des équipements tels qu'un télémètre, un anémomètre, etc. peuvent être transportés pour mesurer les paramètres de l'environnement de test) ;
c. Mieux vaut choisir un angle perpendiculaire à la tige du noyau isolant pendant le test et faire attention à la mise au point en même temps. Les photos infrarouges trop vagues doivent être rejetées. Le point chaud de la tige centrale doit être comparé à d'autres positions éloignées de la tige centrale pour déterminer l'élévation de température. L'angle indiqué ci-dessous est meilleur :
ré. Enregistrez l'heure, l'humidité ambiante et la température pendant le test et obtenez des photos infrarouges pour une analyse ultérieure.
e. Si les paramètres de test de la photo infrarouge ne sont pas corrects (le logiciel de l'instrument infrarouge général a la fonction d'inversion de l'image de test), utilisez le logiciel pour modifier les paramètres de test et recalculer l'augmentation de température. Cela peut réduire dans une certaine mesure l'impact causé par un réglage incorrect des paramètres de test. (Cependant, la précision est encore médiocre par rapport au réglage correct des paramètres pour le test réel).
F. Si la tour est trop haute, la distance de test est longue et la résolution de l'instrument infrarouge est limitée, l'élévation de température ne peut pas être mesurée. La distance de test peut être augmentée en ajoutant une lentille de focalisation.
2 Diagnostic ultraviolet des défauts internes
2.1 Caractéristiques ultraviolettes des défauts internes
Lorsque la couronne est causée par des défauts tels que des canaux de carbonisation, de la corrosion, etc. de l'isolant composite, la couronne peut être observée à l'aide d'un imageur ultraviolet. Les avantages de la méthode ultraviolette : (1) La distance de détection est longue ; (2) la sensibilité de détection à l'effet corona est élevée, ce qui est propice à une détection précoce des défauts ; (3) la sensibilité de détection des défauts de conduction est supérieure à celle de la méthode infrarouge.L'inconvénient de la méthode UV : les types de défauts pouvant être détectés sont limités et tous les défauts ne génèrent pas de couronne stable. Par exemple, la fissure sur la surface de la tige centrale génère une couronne uniquement lorsqu'elle est humide, mais à ce moment, les gouttes de pluie sur la surface de l'isolant peuvent également générer une couronne.La méthode ultraviolette a certaines exigences sur l'éclairage et des exigences élevées sur la position de détection. L'image de décharge ne peut être obtenue que sur la face avant de la décharge.Par conséquent, le jugement des défauts locaux des isolants par la méthode est principalement dans une position auxiliaire, et est généralement utilisé avec la méthode infrarouge.
Boîtier de détection UV :
L'élévation de température de l'isolant composite sur une ligne de transmission de 500 kV a été constatée et des tests infrarouges et ultraviolets ont été effectués en même temps, comme le montre la figure ci-dessous.
Les images ultraviolettes de l'isolant composite avec gaine endommagée, gaine fendue le long de la tige centrale et extrémités de fuite sont illustrées à la Fig. 6-8.
Il existe des caractéristiques infrarouges des isolateurs présentant des défauts :
(1) Pour l'isolateur avec une tige centrale cassée, lorsque les détections infrarouges et ultraviolettes sont effectuées en même temps, la zone où l'isolateur présente une décharge anormale correspond à la zone où l'augmentation de température dépasse la norme ; (S'il y a une élévation de température et une décharge ultraviolette en même temps, la probabilité de défaut est très élevée.)
(2) Il y aura une décharge ultraviolette importante à l'extrémité de la gaine partiellement endommagée et de la gaine fissurée allongée ;
De plus, le fluage d'extrémité provoqué par une forte pollution locale endommagera également la gaine de l'isolant. Pour les isolateurs composites, si une décharge concentrée et stable à la surface de la gaine est détectée par un test UV, la possibilité d'endommager la gaine doit être envisagée et une inspection minutieuse doit être effectuée. Si la gaine est endommagée, l'isolant doit être remplacé dès que possible.
2.2 Test de jugement
Norme de test ultraviolet : DL/T 345-2010 Directives pour l'application de la technologie de diagnostic ultraviolet des équipements sous tension" ;
La méthode de diagnostic comprend le jugement de l'équipement lui-même et le jugement de comparaison entre les équipements triphasés. Généralement, lorsque la décharge est importante, le nombre de photons ultraviolets est important, ce qui est facile à juger. Si le nombre est petit et instable, plusieurs détections de piste et comparaison de phase doivent être effectuées.
2.3. Précautions pour le test
(1) Définir un gain raisonnable
Lorsque le gain est réglé trop bas, la sensibilité de détection n'est pas suffisante, et si le gain est réglé trop haut, il est facile d'être interféré par la fibre optique externe. Généralement, le gain est réglé à la valeur maximale au début du test, et le gain est progressivement ajusté en fonction de la saturation du nombre de photons ;
(2) La vitesse du vent ne doit pas dépasser 5 m/s ;
Lorsque la vitesse du vent est trop grande, cela affectera le nombre de photons ultraviolets observés;
(3) Éviter les blocages et les interférences électromagnétiques ;
(4) Il est conseillé de tester la nuit ou par temps nuageux ;
(5) Si la surface est trop sale et que l'hydrophobicité de l'isolant composite est perdue, des signaux ultraviolets seront également générés, qu'il convient de distinguer.
3Conclusion
(1) Pour les isolateurs suspectés d'avoir des défauts dans la tige centrale, les inspections infrarouges et ultraviolettes doivent être effectuées en même temps. S'il y a des échauffements et des décharges ultraviolettes en même temps, la probabilité de défauts est très élevée ;
(2) Des paramètres raisonnables doivent être définis pour le test infrarouge afin d'assurer la clarté de l'image de test ; sinon, les résultats du test s'écarteront considérablement et le résultat du test d'escalade de la tour est nettement meilleur que le test sous la tour;
(3) Pour le canal de corrosion électrique, l'endroit qui génère des signaux anormaux infrarouges et ultraviolets est souvent l'extrémité du canal ;
(4) L'augmentation de température causée par des défauts internes n'est pas évidente au stade initial et doit être finalement confirmée par de multiples tests de suivi et une comparaison de phase à phase ;
(5) Le test ultraviolet est plus sensible aux défauts de rupture de la tige centrale, mais la détection des défauts internes repose principalement sur le test infrarouge.