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摘要：输电线路中产生的断电事故部分是因绝缘子的污闪造成的，后果十分严重，探讨了如何运用线路上磁场的变化，选择磁传感器地判断绝缘子的污秽程度，并用参考相关数据，从而快速准确地判断是否需要清污。
关键词：绝缘子；传感器；输电线路；污闪
作者简介：章仲卿（1989-），男，浙江富阳人，三峡大学电气与新能源学院；汪俊枭（1988-），男，湖北宜昌人，三峡大学电气与新能源学院。（湖北 宜昌 443002）
中图分类号：TM845 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）12-0114-01
近年来，随着工业的高速发展和环境条件的恶化，全国几大电网都曾多次发生严重的污闪事故，造成了极大损失。
一、选用原理
发生污闪时，由于一个区域内的绝缘子积污、受潮情况相似，所以容易发生大面积多点污闪事故，自动重合闸成功率远低于雷击闪络时的情况，最后导致事故的扩大和长时间停电。就经济损失而言，污闪在各类事故中居首位，故目前普遍认为，污闪是妨碍电力系统安全运行的重要因素。
现有的判断污闪事故（绝缘子上的污秽）发生的方法主要基于等值盐密，需人工取绝缘子上沉积的污秽，再进行换算，比较繁杂，也存在一定的随机性，市场上以此原理为制作基础的有光传感器等。故笔者构想以另一方式来检测绝缘子上的污秽程度，以期能简洁、可靠地达到目的。
由于超高压线路（如220kV交流）运行时周围会形成一定的电场和磁场，当绝缘子表面有一定量污秽积累时，其磁场就会发生变化（∮Bdl=μI，μ发生变化），利用其变化来反映其污秽程度，可视为一种有效地方法。
二、具体流程
现就污闪电压、传感器及相应的试验来进行分析。
1.污闪电压
（1）输电线路中的绝缘子大多在户外运行，表面易受到污秽物质的污染，结果是沿面放电电压降低。一个绝缘装置的实际耐压能力取决于沿面闪络电压，而污闪电压便是绝缘子表面有污层时的沿面放电电压。
（2）污闪是一个十分复杂的过程，分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展四个阶段。1）积污。线路和变电所的外绝缘在运行中会受到环境应力的作用，其中包括雨、雪、风等气候条件和工业粉尘、废气、灰尘、鸟粪等污秽物的污染。外绝缘被污染的过程一般是渐进的，有时也可能是急速的。2）受潮。染污绝缘子表面上的污层在干燥下一般不导电，但有时污层会被水层所浸润，电导大增，从而使泄漏电流大增。3）干区形成。产生的热量可能使水分蒸发、污层变干，出现干区。4）局部电弧的出现和发展。干区的电阻比其余湿污层大得多，故整个绝缘子上的电压都几乎集中到干区上，电场强度也变得很大。若电场强度已足以引起表面空气的碰撞电离，在绝缘子表面会出现局部电弧，随后干区扩大，电弧被拉长，一旦局部电弧达到某一临界长度，弧道自动延伸直至贯穿两级，完成沿面闪络。
积污是发生污闪的根本原因，故以此为理论基础选用传感器也较为有效。
2.传感器的选用
（1）确定测试方式和初步确定传感器类型。主要为磁场测量，初步确定为物性型传感器
（2）分析测试环境和干扰因素。该传感器暂定位于绝缘子下端部，测试环境有磁场、电场的干扰，还有温度、潮湿的影响。
（3）根据测试范围确定某种传感器。绝缘子串长度在10m以内，为小位移测量，可用霍尔传感器等。
（4）确定测试方式。测量磁场的磁感应强度时，磁场虽为实际存在的物质，但归为非接触测量。
（5）传感器的体积及安装方式。传感器技术发展较快，可选用体积小的集成传感器，安装于绝缘子的下部。
3.传感器自身要求
（1）灵敏度。当有污秽积聚在绝缘子上时，磁场变化并不大，所以要求灵敏度较高，但灵敏度变高后，外界的噪声也被放大，故还要求传感器有比较大的信噪化。
（2）响应特性。选用物性型传感器，响应时间短，工作频率范围广。考虑到电磁兼容性（EMC），在输电线路上，会产生频率较高的电磁波，一般为几十万赫兹以上，而工频电流频率为50赫兹，对传感器工作无影响，故在所测频率范围内能较好地保持不失真。
（3）稳定性。长期工作后其输出特性不发生变化。
（4）精度。所需精度较高，且为定量分析。
4.试验
（1）实验说明。由于目前还未有类似的数据来进行规范，所以需要进行一系列的相关试验，取得所需数据。
（2）实验内容。在一定的温度、湿度等自然条件下，以及电压等级、绝缘子长度等设计因素中，在一定的污秽程度下，再根据以往的经验有目的地实施。
（3）实验数据。将所测得的一些数据进行规范化处理，使之成为一些具有可信度的参考信息，再输入到计算机中。
（4）监控。将传感器连接到计算机上，实时反映所得到的参数，与先前在计算机上设定的某些数据比较，如果有异常发生，则预警。
（5）处理。计算机预警后，有关部门应派遣相关人员到预警地点进行排查，如属实，则应清洗绝缘子。
三、所面临的挑战及待改进
1.传感器
传感器现已应用得相当广泛，技术方面日趋成熟，有集成化传感器等。本装置所需的传感器应具有测量、存储、通信及寿命长、工作稳定等特点，目前还未有非常适合的产品。
2.试验
此次试验由于是以另一原理（磁场变化）为基础，故还未有一些相关的实验数据，如想完整实施整个装置，不仅需要大量的人力、物力的投入，还需建立一套完善的数据库系统，为计算机监控奠定基础，有一定的难度。
如能克服相关难题，最后建立一套自动化的污秽监测系统，无疑会为电力系统及整个社会带来许多便捷。
参考文献：
[1]邬雄,万宝权,等.输变电工程的电磁环境[M].北京:中国电力出版社,2009.
[2]刘振亚.特高压电网[M].北京:中国经济出版社,2005.
[3]周旭.现代传感技术[M].北京:国防工业出版社,2007.
[4]郭思顺.架空送电线路设计基础[M].北京:中国电力出版社,2010.
[5]贾民平,张洪亭.测试技术(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2009.
[6]王泽忠,全玉生,卢斌先.工程电磁场[M].北京:清华大学出版社,2010.
[7]赵智大.高电压技术[M].北京:中国电力出版社,2010.
（责任编辑：沈清）
关键词：绝缘子；传感器；输电线路；污闪
作者简介：章仲卿（1989-），男，浙江富阳人，三峡大学电气与新能源学院；汪俊枭（1988-），男，湖北宜昌人，三峡大学电气与新能源学院。（湖北 宜昌 443002）
中图分类号：TM845 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）12-0114-01
近年来，随着工业的高速发展和环境条件的恶化，全国几大电网都曾多次发生严重的污闪事故，造成了极大损失。
一、选用原理
发生污闪时，由于一个区域内的绝缘子积污、受潮情况相似，所以容易发生大面积多点污闪事故，自动重合闸成功率远低于雷击闪络时的情况，最后导致事故的扩大和长时间停电。就经济损失而言，污闪在各类事故中居首位，故目前普遍认为，污闪是妨碍电力系统安全运行的重要因素。
现有的判断污闪事故（绝缘子上的污秽）发生的方法主要基于等值盐密，需人工取绝缘子上沉积的污秽，再进行换算，比较繁杂，也存在一定的随机性，市场上以此原理为制作基础的有光传感器等。故笔者构想以另一方式来检测绝缘子上的污秽程度，以期能简洁、可靠地达到目的。
由于超高压线路（如220kV交流）运行时周围会形成一定的电场和磁场，当绝缘子表面有一定量污秽积累时，其磁场就会发生变化（∮Bdl=μI，μ发生变化），利用其变化来反映其污秽程度，可视为一种有效地方法。
二、具体流程
现就污闪电压、传感器及相应的试验来进行分析。
1.污闪电压
（1）输电线路中的绝缘子大多在户外运行，表面易受到污秽物质的污染，结果是沿面放电电压降低。一个绝缘装置的实际耐压能力取决于沿面闪络电压，而污闪电压便是绝缘子表面有污层时的沿面放电电压。
（2）污闪是一个十分复杂的过程，分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展四个阶段。1）积污。线路和变电所的外绝缘在运行中会受到环境应力的作用，其中包括雨、雪、风等气候条件和工业粉尘、废气、灰尘、鸟粪等污秽物的污染。外绝缘被污染的过程一般是渐进的，有时也可能是急速的。2）受潮。染污绝缘子表面上的污层在干燥下一般不导电，但有时污层会被水层所浸润，电导大增，从而使泄漏电流大增。3）干区形成。产生的热量可能使水分蒸发、污层变干，出现干区。4）局部电弧的出现和发展。干区的电阻比其余湿污层大得多，故整个绝缘子上的电压都几乎集中到干区上，电场强度也变得很大。若电场强度已足以引起表面空气的碰撞电离，在绝缘子表面会出现局部电弧，随后干区扩大，电弧被拉长，一旦局部电弧达到某一临界长度，弧道自动延伸直至贯穿两级，完成沿面闪络。
积污是发生污闪的根本原因，故以此为理论基础选用传感器也较为有效。
2.传感器的选用
（1）确定测试方式和初步确定传感器类型。主要为磁场测量，初步确定为物性型传感器
（2）分析测试环境和干扰因素。该传感器暂定位于绝缘子下端部，测试环境有磁场、电场的干扰，还有温度、潮湿的影响。
（3）根据测试范围确定某种传感器。绝缘子串长度在10m以内，为小位移测量，可用霍尔传感器等。
（4）确定测试方式。测量磁场的磁感应强度时，磁场虽为实际存在的物质，但归为非接触测量。
（5）传感器的体积及安装方式。传感器技术发展较快，可选用体积小的集成传感器，安装于绝缘子的下部。
3.传感器自身要求
（1）灵敏度。当有污秽积聚在绝缘子上时，磁场变化并不大，所以要求灵敏度较高，但灵敏度变高后，外界的噪声也被放大，故还要求传感器有比较大的信噪化。
（2）响应特性。选用物性型传感器，响应时间短，工作频率范围广。考虑到电磁兼容性（EMC），在输电线路上，会产生频率较高的电磁波，一般为几十万赫兹以上，而工频电流频率为50赫兹，对传感器工作无影响，故在所测频率范围内能较好地保持不失真。
（3）稳定性。长期工作后其输出特性不发生变化。
（4）精度。所需精度较高，且为定量分析。
4.试验
（1）实验说明。由于目前还未有类似的数据来进行规范，所以需要进行一系列的相关试验，取得所需数据。
（2）实验内容。在一定的温度、湿度等自然条件下，以及电压等级、绝缘子长度等设计因素中，在一定的污秽程度下，再根据以往的经验有目的地实施。
（3）实验数据。将所测得的一些数据进行规范化处理，使之成为一些具有可信度的参考信息，再输入到计算机中。
（4）监控。将传感器连接到计算机上，实时反映所得到的参数，与先前在计算机上设定的某些数据比较，如果有异常发生，则预警。
（5）处理。计算机预警后，有关部门应派遣相关人员到预警地点进行排查，如属实，则应清洗绝缘子。
三、所面临的挑战及待改进
1.传感器
传感器现已应用得相当广泛，技术方面日趋成熟，有集成化传感器等。本装置所需的传感器应具有测量、存储、通信及寿命长、工作稳定等特点，目前还未有非常适合的产品。
2.试验
此次试验由于是以另一原理（磁场变化）为基础，故还未有一些相关的实验数据，如想完整实施整个装置，不仅需要大量的人力、物力的投入，还需建立一套完善的数据库系统，为计算机监控奠定基础，有一定的难度。
如能克服相关难题，最后建立一套自动化的污秽监测系统，无疑会为电力系统及整个社会带来许多便捷。
参考文献：
[1]邬雄,万宝权,等.输变电工程的电磁环境[M].北京:中国电力出版社,2009.
[2]刘振亚.特高压电网[M].北京:中国经济出版社,2005.
[3]周旭.现代传感技术[M].北京:国防工业出版社,2007.
[4]郭思顺.架空送电线路设计基础[M].北京:中国电力出版社,2010.
[5]贾民平,张洪亭.测试技术(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2009.
[6]王泽忠,全玉生,卢斌先.工程电磁场[M].北京:清华大学出版社,2010.
[7]赵智大.高电压技术[M].北京:中国电力出版社,2010.
（责任编辑：沈清）