數(shù)字電路分析論文范文

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第1篇

電子束爐按正常程序操作熔煉鉭金屬時(shí)，40KV高壓電源突然斷電，操作面板上出現(xiàn)報(bào)警顯示：“HvTransformerBUCHHOLZ”（高壓變壓器瓦斯繼電保護(hù)動(dòng)作）。打開(kāi)變壓器的放氣閥放氣，報(bào)警消失，此時(shí)變壓器能產(chǎn)生40kv直流電壓，但高壓既不能保持又不能帶負(fù)載，2到3分鐘后，同樣的報(bào)警信號(hào)再次出現(xiàn)，變壓器主回路電源斷開(kāi)，停止工作。

2故障檢查

2.1變壓器的外部檢查

（1）檢查油枕內(nèi)和充油套管內(nèi)油面的高度，發(fā)現(xiàn)油位正常，封閉處無(wú)滲漏油現(xiàn)象；

（2）檢查變壓器的響聲，發(fā)現(xiàn)噪音稍大，但未有異常聲音出現(xiàn)；

（3）檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶，未發(fā)現(xiàn)有破損裂紋及放電燒傷痕跡；

（4）檢查一、二次母線，接頭接觸良好，不過(guò)熱，外殼接地良好；

（5）檢查呼吸器，氣路暢通，硅膠的顏色為淡紅色，吸潮未達(dá)到飽和。

2.2變壓器負(fù)荷檢查

（1）用鉗形電流表測(cè)量變壓器空載時(shí)一次繞組的三相空載電流，A相：IA=160.8A；B相:IB=55.8A；C相:IC=5.7A。

（2）故障發(fā)生時(shí)，用紅外線測(cè)溫儀測(cè)量變壓器外殼不同區(qū)域的溫度，溫度為55℃左右，一分鐘溫升超過(guò)5℃。

2.3氣相色譜分析檢查

采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進(jìn)行氣相色譜分析檢查，結(jié)果見(jiàn)表1。

本體油瓦斯油瓦斯氣

氫11091710373350

氧211652119021345

一氧化碳21016528235

二氧化碳53011458570

甲烷309.53284.512659

乙烷38.5947.56592

乙烯535.511309.514516

乙炔380.339860.020725.0

總烴1264.019528.054492.0

表1油樣氣相色譜分析表

3故障現(xiàn)象及分析

變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見(jiàn)的電路故障有線圈絕緣老化、受潮，材料質(zhì)量及制造工藝不良，二次系統(tǒng)短路引起的故障等。磁路故障常見(jiàn)的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。

3.1三相電流不平衡

當(dāng)變壓器二次繞組開(kāi)路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時(shí)，一次繞組中的電流稱空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關(guān)系可表示為：

i0％＝（I0/IN）*100＝1－3％

該變壓器的額定電流為577A，空載電流I0應(yīng)在5.77A到17.3A之間，而實(shí)測(cè)的一次繞組三相空載電流IA=160.8A，IB=55.8A，IC=5.7A。三相電流極大的不平衡，初步推斷為變壓器繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，產(chǎn)生很大的短路電流。

3.2變壓器油溫不斷升高

油溫不斷升高可能由以下幾個(gè)方面引起：

（1）渦流使鐵芯長(zhǎng)期過(guò)熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞，鐵損增大，油溫升高；

（2）穿芯螺絲絕緣破壞后，與硅鋼片短接，有很大的電流通過(guò)，使螺絲發(fā)熱，油溫升高；

（3）繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，二次線路上有大電阻短路等，也會(huì)使油溫升高。

3.3瓦斯繼電保護(hù)動(dòng)作

瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)，它能監(jiān)視變壓器內(nèi)部發(fā)生的大部分故障。繼電保護(hù)動(dòng)作的原因有以下幾個(gè)方面：

（1）濾油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，致使空氣進(jìn)入變壓器；

（2）變壓器內(nèi)部故障、短路，產(chǎn)生少量的氣體；

（3）保護(hù)裝置二次回路故障。

外部檢查未發(fā)現(xiàn)變壓器有異常現(xiàn)象，應(yīng)查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)。從表1瓦斯氣體中氫、一氧化碳、甲烷等可燃?xì)怏w含量劇增，說(shuō)明變壓器內(nèi)部有故障。氣體顏色為灰色和黑色，有焦油味，則說(shuō)明油因過(guò)熱分解或油內(nèi)層發(fā)生過(guò)閃絡(luò)故障。

上述分析對(duì)變壓器內(nèi)的潛伏性故障還不能作出正確的判斷，還需要結(jié)合氣相色譜法判斷：

從表1中可以看出氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，這就表明了變壓器裸金屬方面及固體絕緣物（木質(zhì)、紙、紙板）的過(guò)熱性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯氣體有所增加，而乙炔含量很高，這表明變壓器內(nèi)出現(xiàn)過(guò)電弧放電，使油分解而產(chǎn)生乙烷、乙烯和乙炔，可能為繞組匝間和層間短路放電性故障導(dǎo)致。為更加明確故障點(diǎn)，需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊芯檢查。

4吊芯檢查與維修

拆開(kāi)變壓器，用20噸吊車吊出變壓器芯部作如下檢查：

（1）用萬(wàn)用表依次測(cè)量一、二次繞組每個(gè)線圈對(duì)地的絕緣情況，發(fā)現(xiàn)一次繞組U、V相線圈與地及鐵芯接通，其他線圈絕緣良好。

（2）用萬(wàn)用表測(cè)量硅鋼片間、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣良好，鐵芯接地良好。

（3）檢查保護(hù)裝置二次回路，將保護(hù)開(kāi)關(guān)、保護(hù)線路及整流阻容作檢查，全部良好。

通過(guò)檢查與分析，斷定變壓器故障為一次繞組U、V相線圈絕緣層損懷，匝間短路放電、油過(guò)熱分解使瓦斯繼電保護(hù)動(dòng)作，斷開(kāi)變壓器主回路電源。聯(lián)系變壓器生產(chǎn)廠家德國(guó)MUNK公司，定購(gòu)兩組線圈，各種費(fèi)用總計(jì)25萬(wàn)元人民幣。更換兩組線圈后，由國(guó)內(nèi)變壓器生產(chǎn)廠家對(duì)油進(jìn)行過(guò)濾、干燥處理，對(duì)變壓器芯部作24小時(shí)的烘干處理。安裝調(diào)試后，變壓器恢復(fù)正常工作。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述分析，可以發(fā)現(xiàn)變壓器油樣氣相色譜分析報(bào)告中的氫、烴類含量急劇增加，乙炔含量很高，一次繞組空載電流不平衡，油溫不斷升高等現(xiàn)象。所有這些都說(shuō)明變壓器內(nèi)部出現(xiàn)了繞組匝間和層間短路的放電性故障。本文介紹的故障檢查與分析方法簡(jiǎn)單、實(shí)用、成本低廉，為單位節(jié)約資金約20萬(wàn)元，值得同行業(yè)用戶借鑒。

第2篇

關(guān)鍵詞：TSA5526；頻率合成器；分頻器；電荷泵

1概述

頻率合成技術(shù)是近代無(wú)線電技術(shù)發(fā)展中的一門(mén)新技術(shù)，也是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它通常利用一塊晶體或少量晶體組成標(biāo)準(zhǔn)頻率源，然后通過(guò)合成方法產(chǎn)生各種所需的頻率信號(hào)。這些頻率信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)頻率源具有相同的頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度。使用該技術(shù)構(gòu)成的電路在通信設(shè)備中稱為頻率合成器。頻率合成器的種類很多，目前普遍采用的是數(shù)字式頻率合成器。數(shù)字式頻率合成器由晶體振蕩器、固定分頻器、鑒相器、濾波器和VCO等組成，晶體振蕩器輸出的頻率信號(hào)經(jīng)固定分頻器后得到標(biāo)準(zhǔn)頻率，而VCO輸出的頻率信號(hào)經(jīng)可變分頻器分頻后得到實(shí)際頻率信號(hào)，兩信號(hào)在鑒相器中經(jīng)相位比較產(chǎn)生的環(huán)路鎖定控制電壓將通過(guò)濾波器加到VCO上，以對(duì)實(shí)際頻率信號(hào)進(jìn)行控制和校正，直到環(huán)路鎖定。當(dāng)所需信號(hào)頻率較高時(shí)，該電路的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試難度較大，通常只能依靠專業(yè)廠家來(lái)完成，不僅成本高，而且生產(chǎn)周期長(zhǎng)。TSA5526芯片是Philips公司推出的通用數(shù)字頻率合成集成電路，它將晶體振蕩器、固定分頻器、鑒相器、濾波器等電路集成在一塊芯片上，其主要特性參數(shù)如下：

輸入射頻信號(hào)的頻率為：64～1300MHz；

輸入射頻信號(hào)的電平為：－28～3dBm；

輸出誤差調(diào)整電壓為：4．5～33V；

具有鎖定檢測(cè)功能；

內(nèi)置可編程的15bit分頻器；

通過(guò)程序控制可在512、640和1024中選擇基準(zhǔn)信號(hào)分頻比，在外接4MHz晶振時(shí)，則可獲得3．90625kHz、6．25kHz和7．8125kHz的頻率精度；

可選擇I2C總線和3總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

采用單電源供電，電源電壓為4．5～5．5V。

2引腳功能

TSA5526有SSOP16和SO16兩種封裝，引腳排列如圖1所示，各引腳功能見(jiàn)表1所列。

表1TSA5526的引腳功能

引腳名稱功能應(yīng)用說(shuō)明

1RF射頻信號(hào)RF輸入通常接本振輸出

2VEE地

3VCC1電源電壓1芯片電源，接+5V

4VCC2電源電壓2開(kāi)關(guān)控制電源，通常接+12V

5BS4電子開(kāi)關(guān)BS4輸出PNP三極管OC輸出

6BS3電子開(kāi)關(guān)BS3輸出PNP三極管OC輸出

7BS2電子開(kāi)關(guān)BS2輸出PNP三極管OC輸出

8VS1電子開(kāi)關(guān)BS1輸出PNP三極管OC輸出

9CP環(huán)路濾波器外接RC濾波網(wǎng)絡(luò)

10Vtune誤差控制電壓輸出通過(guò)上拉電阻輸出直流電壓并加到VCO

11SW總線選擇開(kāi)關(guān)接地時(shí)選擇I2C總線方式；懸空時(shí)選擇3總線方式

12LOCK/ADC鎖定標(biāo)志/ADC輸入3總線方式時(shí)為鎖定標(biāo)志，低電平有效；I2C總線方式時(shí)5為電平ADC輸入端

13SCL串行時(shí)鐘下降沿時(shí)將SDA輸出的數(shù)據(jù)鎖存

14SDA串行數(shù)據(jù)在3總線方式時(shí)，18bit、19bit和27bit三種數(shù)據(jù)可供選擇

15CE片選信號(hào)高電平有效

16XTAL基準(zhǔn)振蕩輸入通常外接4MHz晶體

表2寫(xiě)狀態(tài)數(shù)據(jù)格式

字節(jié)MSB數(shù)據(jù)字節(jié)LSB

地址字節(jié)（ADB）11000MA1MA0

分頻字節(jié)（DI1）0N14N13N12N11N10N9N8

分頻字節(jié)2（DB2）N7N6N5N4N3N2N1N0

控制字節(jié)（CB）1CPT2T1T0RSARSB0S

電子開(kāi)字節(jié)（BB）空空空空BS4BS3BS2BS1

3內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

TSA5526的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，它包括射頻信號(hào)處理單元、基準(zhǔn)信號(hào)處理單元、相位比較和輸出單元以及接口控制單元等四部分。射頻信號(hào)處理單元對(duì)輸入的射頻小信號(hào)進(jìn)行放大和8分頻，再送到15bit可編程分頻器，分頻比的大小可根據(jù)輸入射頻信號(hào)的頻率來(lái)確定。基準(zhǔn)信號(hào)處理單元中的基準(zhǔn)振蕩器通過(guò)外接晶體產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，同時(shí)經(jīng)基準(zhǔn)分頻器產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)。基準(zhǔn)分頻器通過(guò)編程可選512、640和1024三種分頻比。經(jīng)過(guò)分頻處理后的兩路信號(hào)同時(shí)加到數(shù)字式相位比較器，然后經(jīng)電荷泵、放大器和驅(qū)動(dòng)三極管后得到誤差控制電壓輸出。接口控制單元用于實(shí)現(xiàn)微處理器與該器件的通信，它一方面接收微處理器送來(lái)的數(shù)據(jù)并在內(nèi)部處理以形成各種控制指令；另一方面將本器件的狀態(tài)送往微處理器。通過(guò)SW端信號(hào)的不同連接，可選擇兩種串行通信方式：I2C總線方式和3總線方式。

圖2

3．1I2C總線方式

a．寫(xiě)狀態(tài)R／W＝0

在寫(xiě)狀態(tài)時(shí)，對(duì)TSA5526編程需要四個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，并應(yīng)在地址字節(jié)傳輸后將數(shù)據(jù)字節(jié)送入芯片。當(dāng)?shù)刂纷止?jié)第一字節(jié)傳輸后，I2C總線的收發(fā)會(huì)使地址字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)連在一起，并在一個(gè)傳輸過(guò)程中傳輸完畢。如果地址字節(jié)后的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)為分頻字節(jié)或控制字節(jié)，則芯片將被部分編程。表2是其數(shù)據(jù)字節(jié)定義。表中，MA1和MA0是可編程地址位，用于控制加到片選端的電壓。N14～N0為可編程分頻比，其分頻比為：

N＝N14×214＋N13×213＋…＋N1×2＋N0

CP為控制電荷泵電流大小位，CP為0，對(duì)應(yīng)電流為60μA，CP為1時(shí)，電流為280μA缺省值。T2～T0代表測(cè)試位。RSA和RSB為基準(zhǔn)分頻比選擇位。0S為可調(diào)放大器控制位，0S位為0時(shí)，可調(diào)放大器接通缺省值，0S位為1時(shí)斷開(kāi)。BS4～BS1是PNP電子開(kāi)關(guān)控制位，其對(duì)應(yīng)關(guān)系是：當(dāng)BSn為0時(shí)，電子開(kāi)關(guān)n接通；當(dāng)BSn為1時(shí)，電子開(kāi)關(guān)n斷開(kāi)。

表3讀狀態(tài)數(shù)據(jù)格式

字節(jié)MSB數(shù)據(jù)字節(jié)LSB

地址字節(jié)11000MA1MA2R/W=1

狀態(tài)字節(jié)PORFLACPS11A2A1A0

表43總線方式數(shù)據(jù)格式

數(shù)據(jù)形式D0D3D4D17D18D19D20D21D22D23D24D25D26

18位BS4BS1N13N0

19位BS4BS1N14N1N0

27位BS4BS1N14N1N0-CPT2T1T0RSARSB0S

b．讀狀態(tài)R／W＝1

表3所列為讀狀態(tài)數(shù)據(jù)格式。當(dāng)輔助地址位被識(shí)別之后，將自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)脈沖到SDA線上。SDA線上的數(shù)據(jù)在SCL時(shí)鐘信號(hào)為高電平時(shí)有效，數(shù)據(jù)字節(jié)在SDA線上產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)之后從器件中讀出；如果沒(méi)有主應(yīng)答信號(hào)產(chǎn)生，傳輸過(guò)程就會(huì)結(jié)束，此時(shí)芯片將釋放數(shù)據(jù)線從而使微控制器產(chǎn)生終止條件。當(dāng)上電時(shí)，POR標(biāo)志被置為1，當(dāng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志時(shí)，POR標(biāo)志被復(fù)位讀周期的結(jié)束。FL為進(jìn)入鎖存標(biāo)志，用于表示何時(shí)循環(huán)建立起來(lái)。通過(guò)對(duì)FL置1或清零可對(duì)循環(huán)進(jìn)行控制。ACPS為自動(dòng)充電電流轉(zhuǎn)換標(biāo)志，當(dāng)自動(dòng)充電電流轉(zhuǎn)換打開(kāi)且循環(huán)鎖定時(shí)，此標(biāo)志為0，此時(shí)充電電流被強(qiáng)制為低。在其它條件下，ACPS為邏輯1。在I2C總線狀態(tài)下，內(nèi)置的A／D轉(zhuǎn)換器可將自動(dòng)頻率微調(diào)模擬電平轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并送往微控制器。

3．23總線方式

在3總線方式下，該器件接收的數(shù)據(jù)有18位、19位和27位三種，參見(jiàn)表4。在該方式下，當(dāng)片選引腳CE由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，SCL引腳輸入時(shí)鐘脈沖的下降沿會(huì)將SDA引腳上的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)寄存器，數(shù)據(jù)的前四位用來(lái)控制電子開(kāi)關(guān)的通斷，在第五個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿，這四位數(shù)據(jù)被送入內(nèi)部電子開(kāi)關(guān)控制寄存器。如果傳輸?shù)氖?8或19位數(shù)據(jù)字，那么，在片選線上電平由高向低轉(zhuǎn)換時(shí)，頻率位將被送入頻率寄存器。在上電復(fù)位狀態(tài)下，電荷泵電流為280μA，調(diào)諧電壓輸出被關(guān)斷；而在標(biāo)準(zhǔn)模式下，當(dāng)ACPS標(biāo)志為高電位時(shí)，測(cè)試位T2～T0被置為001，此時(shí)將禁止TSA5526輸出。當(dāng)傳輸?shù)氖?7位數(shù)據(jù)字時(shí)，在時(shí)鐘脈沖的第20個(gè)上升沿到來(lái)時(shí)，頻率位將被送入頻率寄存器，而控制位則在片選引腳CE從高電平向低電平轉(zhuǎn)換時(shí)送入控制寄存器。在這種方式下，基準(zhǔn)分頻比由RSA和RSB位確定，測(cè)試位（T2、T1、T0）、電荷泵控制位CP、分頻比選擇位（RSA、RSB）以及0S位只能進(jìn)行27位的傳輸。圖3所示是3總線方式時(shí)的時(shí)序圖。

表5AT89C51內(nèi)RAM中20H、21H、22H、23H的定義

字節(jié)地址D7D6D5D4D3D2D1D0

20HBS4BS3BS2BS1N14N13N12N11

21HN10N9N8N7N6N5N4N3

22HN2N1N011000

23H01000000

4應(yīng)用

TSA5526在某航空電子設(shè)備檢查儀中的應(yīng)用電路如圖4所示，圖中，單片機(jī)與TSA5526采用3總線方式進(jìn)行通信。P1．0與SCL引腳相連，用于串行時(shí)鐘輸出。P1．1與SDA引腳相連，用于串行數(shù)據(jù)輸出。P1．2與CE引腳相連以進(jìn)行片選控制；電子開(kāi)關(guān)BS1～BS4用于通過(guò)VCO產(chǎn)生4種不同頻率信號(hào)，VCO的輸出將通過(guò)C6送到TSA5526的RF引腳，并經(jīng)分頻后與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行相位比較。Vtune輸出的誤差控制電壓經(jīng)電阻R3、電容C5加到VCO。R1、C4的數(shù)值可用于決定微調(diào)的快慢。當(dāng)頻率鎖定后，LOCK引腳將變?yōu)榈碗娖剑⒃撾娖酵ㄟ^(guò)AT89C51的P1．3引腳送入單片機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。本電路采用27位數(shù)據(jù)格式，發(fā)送的數(shù)據(jù)存放在單片機(jī)AT89C51中RAM的20H、21H、22H、23H四個(gè)單元中，各位定義見(jiàn)表5所列。其具體程序清單如下：

Rfegadj:CLRP1．0

SETBP1．2

MOVR0，＃08H

Fregadj1:MOVA,20H

CLRC

RRCA

MOVP1．1，C

SETBP1．0

NOP

CLRP1．0

DJNZR0，F(xiàn)regadj1

MOVR0＃08H

Fregadj2:MOVA,21H

CLRC

RRCA

MOVP1．1，C

SETBP1．0

NOP

CLRP1．0

DJNZR0，F(xiàn)regadj2

MOVR0,＃08H

Fregadj3：MOVA，22H

CLRC

RRCA

MOVP1．1，C

SETBP1．0

NOP

CLRP1．0

DJNZR0，F(xiàn)regadj3

MOVR0，＃03H

Fregadj4：MOVA，23H

CLRC

RRCA

MOVP1．1，C

SETBP1．0

NOP

CLRP1．0

第3篇

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；高壓輸電線路；絕緣子；選型

Abstract：Thecorrectselectionandapplicationoftransmissionlineinsulatoraretheguaranteeforlinesoperationrelaibility.Forthis，thepracticaloperationsituationandthecharacterof500kVtransmissionlineinsulatorinJiangsupowernetworkareana_lysed，thesuggestionshowtoselectandusethelineinsulatorareproposed.

Keywords：powernetwork；high_voltagetransmissionline；insulator；typeselection

近幾年江蘇電網(wǎng)發(fā)展迅速，截至2001年底，全省投運(yùn)的500kV線路3174km、500kV變電站11座。線路使用的絕緣子種類繁多，目前輸電線路使用的絕緣子按型式主要分為盤(pán)式絕緣子和長(zhǎng)棒型絕緣子。下面介紹這2種絕緣子的特點(diǎn)。

1盤(pán)式絕緣子的特點(diǎn)

盤(pán)式絕緣子按材質(zhì)可分為盤(pán)式瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子。

1.1盤(pán)式瓷絕緣子

盤(pán)式瓷絕緣子是最早用在線路上的絕緣子，已有一百多年的歷史。它具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于各種電壓等級(jí)的線路。盤(pán)式瓷絕緣子是屬于可擊穿型的，它是采用水泥將物理、化學(xué)性能各異的瓷件與金屬件膠裝而構(gòu)成的，在長(zhǎng)期經(jīng)受電場(chǎng)、機(jī)械負(fù)荷和大自然的陽(yáng)光、風(fēng)、雨、雪、霧等的作用，會(huì)逐步劣化，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。特別是含有劣化絕緣子的絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)（由于雷擊或污閃等原因）時(shí)，可能會(huì)使劣化的絕緣子頭部瞬間發(fā)熱爆炸，造成導(dǎo)線落地的事故。華東電網(wǎng)在1996年底的大污閃事故中，500kV系統(tǒng)有11條線路因霧閃發(fā)生72次跳閘。其中，3條線路因零值絕緣子爆炸造成導(dǎo)線落地；2條線路多串絕緣子結(jié)構(gòu)中有1串因零值絕緣子爆炸斷串。

2000年9月22日，江蘇省220kV溧陽(yáng)變電站220kV旁母、正母瓷瓶發(fā)生因大量低值絕緣子的存在而導(dǎo)致的掉串事故。所以劣化絕緣子的檢測(cè)工作非常重要，前系統(tǒng)停電是較難的，即使線路停電，也無(wú)足夠的時(shí)間和人力進(jìn)行全線絕緣子的檢測(cè)工作。因劣化絕緣子的安裝位置和分布區(qū)域的原因，向來(lái)是絕緣在線檢測(cè)的一個(gè)難點(diǎn)。目前常用短路叉法和火花間隙法檢測(cè)，這些方法易于檢測(cè)零值絕緣子，測(cè)試方法簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確性較低，對(duì)低值絕緣子，特別是1串中存在多片低值的情況下，則很難作出正確的判斷。瓷絕緣子的老化率隨其運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而逐年上升。

1.2鋼化玻璃絕緣子

鋼化玻璃絕緣子具有較好的機(jī)電性能，其抗拉強(qiáng)度、耐電擊穿性能、耐振動(dòng)疲勞、耐電弧燒傷和耐冷熱沖擊性能等都優(yōu)于瓷絕緣子。且與瓷絕緣子不同，玻璃絕緣子具有零值自爆的絕緣自我淘汰能力，這樣就很容易被發(fā)現(xiàn)，無(wú)需對(duì)其進(jìn)行絕緣測(cè)試。自爆率通常在前3年較高，這與瓷絕緣子相反。數(shù)十年的運(yùn)行和試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，鋼化玻璃絕緣子具有長(zhǎng)期穩(wěn)定的機(jī)電性能和較長(zhǎng)的使用壽命。防污型玻璃絕緣子為取得較大的爬電距離，只有在傘裙下表面增加數(shù)個(gè)深棱來(lái)實(shí)現(xiàn)（由于工藝的原因，無(wú)法像瓷絕緣子通過(guò)雙傘或三傘增加爬距）。當(dāng)用于粉塵污染較嚴(yán)重的地區(qū)，因這種鐘罩深棱的傘型自潔能力差、清掃不便，下表面結(jié)垢嚴(yán)重，造成耐污閃能力大大降低。從江蘇電網(wǎng)運(yùn)行情況來(lái)看，鐘罩深棱型絕緣子（包括瓷的和玻璃的）不適合江蘇地區(qū)這種以粉塵污染為主、污染較重的地區(qū)使用，如果使用，應(yīng)充分考慮其爬電距離的有效利用系數(shù)。1999-2002年，江蘇省500kV線路污閃跳閘中，只有7%（一次跳閘）是瓷雙傘絕緣子，其余都是玻璃絕緣子。這里針對(duì)的是懸垂串絕緣子，全省尚未發(fā)生過(guò)耐張串絕緣子的污閃跳閘。

2長(zhǎng)棒型絕緣子的特點(diǎn)

長(zhǎng)棒型絕緣子按材質(zhì)可分為合成絕緣子和長(zhǎng)棒瓷絕緣子。

2.1合成絕緣子

合成絕緣子具有質(zhì)量小、強(qiáng)度高、耐污性能好、維護(hù)工作量小等諸多優(yōu)點(diǎn)。硅橡膠合成絕緣子表面具有憎水性，且附著在傘裙表面的污染層也具有憎水性(即硅橡膠的憎水性遷移)，這大大提高了合成絕緣子的抗污能力。從國(guó)內(nèi)的使用情況來(lái)看，歷次的大面積污閃事故中，合成絕緣子都表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污閃能力，在外絕緣水平偏低和污染較重的情況下，合成絕緣子是個(gè)較好的選擇對(duì)象。國(guó)外合成絕緣子的研制和掛網(wǎng)較早，使用范圍很廣泛，已取得成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)合成絕緣子生產(chǎn)廠家經(jīng)過(guò)數(shù)代產(chǎn)品的改進(jìn)，生產(chǎn)技術(shù)水平大大提高，主絕緣成型技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。合成絕緣子端頭的連接型式是多種型式并存，但逐步趨向國(guó)際先進(jìn)的探傷監(jiān)控下的壓接式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、美觀，產(chǎn)品質(zhì)量的人為分散性得到控制。合成絕緣子的長(zhǎng)期機(jī)械可靠性主要依靠：芯棒的質(zhì)量和截面尺寸、金屬端部附件特性以及附件與芯棒的連接質(zhì)量。傘套為芯棒提供保護(hù)，并提供必要的爬電距離，要求它有長(zhǎng)期的憎水性、較好的抗氣候變化的性能、較高的撕裂強(qiáng)度等，常采用一些試驗(yàn)(如5000h加速老化試驗(yàn))，可檢驗(yàn)傘套的長(zhǎng)期性能。為改善端部電場(chǎng)分布，降低無(wú)線電干擾程度，提高電暈起始電壓等原因，500kV合成絕緣子兩端都裝有均壓環(huán)，但均壓環(huán)的存在降低了放電距離。

從合成絕緣子運(yùn)行中發(fā)生的事故、故障情況來(lái)看，大部分是雷擊閃絡(luò)，這可通過(guò)增加干弧距離來(lái)解決。其次是不明原因的閃絡(luò)，不明原因的閃絡(luò)是指閃絡(luò)發(fā)生在系統(tǒng)無(wú)任何過(guò)電壓的情況下，且發(fā)生閃絡(luò)后的絕緣子送到試驗(yàn)室檢驗(yàn)時(shí)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均合格。目前對(duì)不明原因的閃絡(luò)問(wèn)題尚無(wú)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，有的認(rèn)為是絕緣子由于污濕原因，其憎水性會(huì)暫時(shí)消失；也有的認(rèn)為是鳥(niǎo)糞引起的。從事故后果的嚴(yán)重性來(lái)看，最嚴(yán)重的是合成絕緣子的脆斷問(wèn)題，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，有些合成絕緣子就發(fā)生了脆斷事故。這種現(xiàn)象是由環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維芯棒的玻璃纖維受酸蝕引起的，一般在暴露于酸性環(huán)境中的玻璃纖維芯棒承受機(jī)械負(fù)載時(shí)發(fā)生的。華東電網(wǎng)在1998年發(fā)生了2例典型的500kV合成絕緣子脆斷事故。一起是1998年3月，上海500kV渡南5101線發(fā)現(xiàn)1支合成絕緣子折斷，該絕緣子是進(jìn)口產(chǎn)品，運(yùn)行時(shí)間僅4年多。該產(chǎn)品芯棒的硅橡膠護(hù)套厚度僅1.5mm（通常為3～5mm），引起折斷的原因是護(hù)套厚度太薄，在運(yùn)行中出現(xiàn)破損，水分滲入至芯棒，最終導(dǎo)致芯棒酸蝕脆斷。另一起是1998年8月，浙江500kV蘭窯5404線1支國(guó)產(chǎn)合成絕緣子發(fā)生斷裂，原因是該絕緣子金具端頭連接密封結(jié)構(gòu)為第一代型，密封層較薄，水氣沿著金具與護(hù)套間的縫隙滲入芯棒后，形成酸性環(huán)境，芯棒在此酸性環(huán)境和應(yīng)力的作用下發(fā)生脆斷。制造廠和運(yùn)行部門(mén)從多起脆斷事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中，已認(rèn)識(shí)到傘裙護(hù)套與金具之間可靠密封的重要性。

2.2長(zhǎng)棒瓷絕緣子

一般情況下，長(zhǎng)棒型瓷絕緣子串110kV為1節(jié)，220kV為2節(jié)，500kV為3節(jié)，每節(jié)都帶有均壓環(huán)和招弧角。絕緣體由氧化鋁高強(qiáng)度瓷制作。江蘇省1997年在500kV斗渡線無(wú)錫段率先采用了德國(guó)CERAM公司的瓷棒絕緣子，98串用在直線塔兩邊相。運(yùn)行一段時(shí)間后，測(cè)量所得鹽密較低。鹽密的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。

表1鹽密測(cè)量結(jié)果

絕緣子投運(yùn)時(shí)間測(cè)量時(shí)間測(cè)量部位鹽密

型式（mg/cm2）

瓷棒1997年12月1998年11月A相上串第2個(gè)傘0.0081

A相上串第8個(gè)傘0.0098

A相上串第16個(gè)傘0.0124

1999年11月C相下串第2個(gè)傘0.0061

C相下串第8個(gè)傘0.0065

C相下串第16個(gè)傘0.0069

2000年3月A相下串第2個(gè)傘0.0105

A相下串第8個(gè)傘0.0105

A相下串第16個(gè)傘0.0184

500kV瓷棒絕緣子由3節(jié)組成，每節(jié)之間均有均壓環(huán)和招弧角，與同樣棒型的合成絕緣子相比，在相同的結(jié)構(gòu)高度下，空氣間隙縮短。如某合成絕緣子供貨商提供的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度4450mm、干弧距離4135mm、負(fù)極性50%雷電沖擊閃絡(luò)電壓為2540kV；而某瓷棒絕緣子廠商提品的連接長(zhǎng)度4452mm、干弧距離4030mm、負(fù)極性50%雷電沖擊閃絡(luò)電壓為1950kV。因此，要達(dá)到一般合成絕緣子所要求的雷電沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓，則瓷棒絕緣子的結(jié)構(gòu)高度將大于合成絕緣子的，這就要求桿塔尺寸應(yīng)選大一點(diǎn)，對(duì)于多雷區(qū)線路，作為懸垂串使用時(shí)，存在一定的局限性。

使用長(zhǎng)棒瓷絕緣子時(shí)，需在運(yùn)輸和安裝過(guò)程別小心。瓷件大而笨，在運(yùn)輸和安裝時(shí)，有碰撞和損壞的危險(xiǎn)。另外，如果制造過(guò)程中內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)微的缺陷，在運(yùn)行中，熱-機(jī)械應(yīng)力的長(zhǎng)期作用會(huì)降低絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度，且巡線時(shí)對(duì)長(zhǎng)棒瓷絕緣子串的觀察和檢測(cè)還不能發(fā)現(xiàn)故障絕緣子，這樣會(huì)導(dǎo)致瓷件意外折斷和導(dǎo)線落地。

3對(duì)江蘇電網(wǎng)輸電線路絕緣子選型的建議

(1)懸垂串絕緣子應(yīng)選用防污型盤(pán)式瓷絕緣子或長(zhǎng)棒型絕緣子。我國(guó)盤(pán)懸式瓷絕緣子的生產(chǎn)廠家多、產(chǎn)量大，但不同廠家的產(chǎn)品質(zhì)量差異很大。輸電線路的絕緣子選型時(shí)，應(yīng)對(duì)不同廠家生產(chǎn)的瓷絕緣子的運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查了解，選用高品質(zhì)的瓷絕緣子。同時(shí)，對(duì)運(yùn)行中的瓷絕緣子應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)，及時(shí)更換劣化絕緣子，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。除耐張串可選用普通型的外，傘型的應(yīng)選用雙傘或三傘，而鐘罩深棱型絕緣子不宜使用。

(2)瓷棒絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度直接與瓷件有關(guān)，由于運(yùn)輸、安裝過(guò)程中造成的損壞，或運(yùn)行中外界偶然的撞擊，或制造過(guò)程中形成的內(nèi)部缺陷（要求產(chǎn)品有嚴(yán)格的質(zhì)量檢查、優(yōu)良的制造工藝），可能會(huì)在運(yùn)行中意外折斷，所以瓷棒絕緣子應(yīng)選擇質(zhì)量好的產(chǎn)品，并加強(qiáng)檢驗(yàn)工作，小心運(yùn)輸、安裝。

(3)鋼化玻璃絕緣子具有零值自爆的優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)省大量的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。由于鐘罩深棱型絕緣子的固有缺陷以及江蘇省的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，這種型式的絕緣子不適合以粉塵污染為主、污染較重的地區(qū)使用，如果使用，應(yīng)充分考慮其爬電距離的有效利用系數(shù)。普通型的玻璃絕緣子可在耐張串使用。

(4)合成絕緣子具有維護(hù)工作量小、質(zhì)量小、耐污性能好等優(yōu)點(diǎn)，這是瓷、鋼化玻璃絕緣子不可相比的。目前在我國(guó)大氣污染嚴(yán)重、輸電線路外絕緣水平普遍偏低、塔頭尺寸也限制了調(diào)爬的選擇性的情況下，合成絕緣子應(yīng)是污染嚴(yán)重地區(qū)的選擇對(duì)象。但是，合成絕緣子運(yùn)行時(shí)間短，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)尚嫌不足。對(duì)500kV合成絕緣子應(yīng)慎重選擇制造廠家及技術(shù)參數(shù)，積極研究考核其各項(xiàng)性能、壽命的技術(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)方法，對(duì)在線運(yùn)行的合成絕緣子應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。

(5)絕緣子爬電比距的配置應(yīng)符合本地區(qū)審定后最新版污區(qū)圖的要求，并應(yīng)參照J(rèn)B/T5895-91《污穢條件下絕緣子的使用導(dǎo)則》的要求，充分考慮其爬電距離的有效性和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，絕緣子的污閃放電特性與結(jié)構(gòu)造型及自然積污量有關(guān)。爬電距離有效利用系數(shù)應(yīng)反映放電發(fā)展時(shí)爬電距離長(zhǎng)度利用的有效性，又能反映絕緣子在運(yùn)行條件下的積污性能。因此，在相同條件下和在相同的積污時(shí)間內(nèi)，爬電距離有效利用系數(shù)應(yīng)由被試絕緣子與基準(zhǔn)絕緣子的污閃電壓梯度相比較來(lái)確定，在絕緣子選型時(shí)應(yīng)充分考慮。

參考文獻(xiàn)：

［1］龔堅(jiān)剛.長(zhǎng)棒型絕緣子在超高壓輸電線路中的應(yīng)用前景［J］.浙江電力，2000，(5).