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复合绝缘子目前用量巨大，但芯棒工艺控制不好时会留下缺陷，运行中持续发展出现断串、击穿故障。为将故障消除在萌芽中，复合绝缘子芯棒缺陷的诊断显得非常重要。对运行单位而言，带电检测手段是兼顾可靠性与设备状态感知的最佳手段，目前对于复合绝缘子带电检测相对有效、成熟的手段是红外、紫外测试。

1.1  内部缺陷的红外特征

复合绝缘子的发热来源主要有极化损耗、局部放电、泄漏电流等。前两者都源于缺陷引起的电场过分集中；泄露电流发热多见于绝缘子伞面发生劣化的情况，泄露电流集中在劣化部分，与周围出现明显的温差。通常气隙、碳化通道的端部由于局部放电情况的存在将成为“热点”，而碳化通道中间部分由于电场较弱，往往温度较低。

例1：端部受潮

某500kV线多支复合绝缘子出现2-4K的温升，在实验室中进行交流、直流耐压下的温升测试，施加电压幅值与最高运行电压幅值相等（1.1Um/）。

特征：施加交流高压时，高湿度下的温升在4-5K左右，明显高于低湿度下的温升，直流高压试验中绝缘子几乎观察不到温升；不同湿度下的温升差异使得现场检测时出现有时温升较高，有时不存在温升的现象。（参考文献：复合绝缘子护套受潮对端部异常温升的影响）

例2：碳化通道

某500kV线某塔双V串复合绝缘子中一支断裂，断裂绝缘子芯棒有多处孔洞，内部已产生电蚀通道，其中将断裂绝缘子A、同批次绝缘子B置于运行电压下进行红外测温。

两支绝缘子的红外测温

▲图1 绝缘子A（断裂）红外特性图

▲图2 绝缘子B红外特性图

检测发现， 绝缘子A中部温度为14.8℃，高于绝缘子B的12.9℃。试验过程中发现，绝缘子A中部第45-46单元（低压端首个单元为第1个单元，45-46单元之间为芯棒蚀损与未蚀损的交界点）温度高于绝缘子B温度1.9℃1）绝缘子A、B高压端温度均在15℃左右，差异不大。

存在电蚀通道绝缘子的红外特征：

①电蚀通道的高压端、与完好芯棒的分界区域上是温升明显区域；

②与无电蚀通道绝缘子相比温升幅值可能不高（仅1.9°）；

③绝缘子本身不同位置的温差较为明显；

（实际上B绝缘子也存在内部缺陷，粘接不良）

1.2  测试判断

现场在运复合绝缘子的红外诊断判断准则为标准《DL/T 664 带电设备红外诊断应用规范》的附表I.2，复合绝缘子本体温差超过0.5-1.0 K时，应引起注意。

考虑到现场红外检测易受外界光照反射、角度、对焦清晰度影响，测试误差较难控制，因此当前许多单位（包括中国电科院与各省公司）现场测试时将上述判据放宽为2.0K。

为辅助判断，对于有怀疑的绝缘子，应进行多次跟踪检测、开展相间比对辅助判断。

1.3  测试注意事项

a、避免阳光、其他可见光影响

由于复合绝缘子属电压致热型设备，其温度场测试容易受到外部环境影响。阳光、可见光较强时，会造成绝缘子向阳面、背阳面温度的差异，造成芯棒不同侧面的温差。如图3所示，当天测试外界阳光较强，此时红外测温的最高点位于阳光反射较强的伞裙表面，同时芯棒向阳面测点（SP1）与背阳面测点（SP2）温度分别为27.9℃、25.0℃，其温差达到了2.9 K,阳光造成的温差极有可能将芯棒内部可能存在的热点淹没，造成漏判。因此在测试时，最好在阴天进行。

▲图3 阳光影响

b、合理设置测试距离、反射率、风速等参数，反射率应设置在0.85至0.95之间，登塔、在塔下测试应合理设置测试距离（可以携带测距仪、风速仪等设备勘定测试环境参数）；

c、测试时尽量选择与绝缘子芯棒垂直的角度，同时注意对焦，对于过于模糊地红外照片，应予以放弃。应将绝缘子芯棒热点与芯棒其他较远位置比较确定温升，如下图角度较好：

▲图4 推荐的拍摄角度

d、测试时记录时间、环境湿度、温度，并给出红外照片，以便后续分析。

e、发现红外照片测试参数设置不对时，一般红外仪器的软件都有测试图像的反演功能，利用软件对测试参数进行修改、重新计算温升，可以一定程度减少测试参数设置不正确带来的影响（但与实际测试时正确设置参数相比，准确度仍然较差）。

f、杆塔过高时，测试距离较远，红外仪分辨率有限，将无法测出温升，可以通过加装调焦镜头的方式提升测试距离。

2.1  内部缺陷的紫外特征

复合绝缘子碳化通道和蚀损等缺陷引起电晕时，利用紫外成像仪可对电晕实现观测。紫外法的优点是检测距离远，对电晕的检测灵敏度高，利于尽早发现缺陷，对导通性缺陷的检测灵敏度高于红外法。紫外法的缺点是能检测的缺陷类型较受限，并非所有缺陷都产生稳定电晕，如芯棒表面的裂纹只有受潮后才会产生电晕，但此时绝缘子表面雨滴也可能产生电晕。紫外法对光照有一定要求，对检测位置要求较高，只有在放电的正面才能得到放电图像，因此紫外对于绝缘子局部缺陷的判断则主要处于辅助地位，通常与红外法配合使用。

紫外检测案例：

某500kV输电线路复合绝缘子发现温升，同时开展红外、紫外测试，如下图。

▲图5 含电蚀通道复合绝缘子的紫外图谱

复合绝缘子存在护套破损、护套沿芯棒裂开、端部爬电时的紫外图像如图6-图8。

▲图6  绝缘子局部护套破损紫外图谱

▲图7  绝缘子局部护套破损紫外图谱

▲图8 积污严重导致端部表面爬电

缺陷绝缘子的紫外特征：

①芯棒破开的绝缘子，同时检测红外与紫外时，绝缘子出现非正常放电的区域与温升超标区域一致；（如果检测同时存在温升与紫外放电，则其存在缺陷的概率非常高）

②局部护套破损、护套长条形开裂的端部会有显著紫外放电；

另外，局部积污严重导致的端部爬电，也会导致绝缘子护套受损。对复合绝缘子而言，如果紫外检测发现护套表面有集中、稳定的放电，就要考虑护套受损的可能，需要进行仔细检查，如果护套破损，应尽快更换。

2.2  测试判断

紫外测试依据标准：《DL/T 345-2010 带电设备紫外诊断技术应用导则》；

诊断方法包括设备本身的判断、三相设备之间的比对判断两类，一般在严重放电时，紫外光子数值较大，很容易判断，如果紫外光字数较少、不稳定，则需要多次跟踪检测、开展相间比对。

2.3  测试注意事项

①设置合理的增益

增益设置过低时检测灵敏度不够，设置过高则容易受到外界光纤干扰，一般开始测试时设置增益为最大值，根据光子数的饱和情况逐渐调整增益；

②风速不宜大于5m/s;

风速过大时将影响观测到的紫外光子数；

③避开遮挡、避开电磁干扰；

④宜在夜晚或阴天检测；

⑤表面污秽过重、复合绝缘子憎水性丧失也会产生紫外信号，需要加以区分；

①对于怀疑存在芯棒缺陷的绝缘子，可同时开展红外、紫外检测，如同时存在温升与紫外放电，则其存在缺陷的概率非常高；

②红外测试需合理设置参数、保证测试图像清晰度，否则测试结果偏差较大，登塔测试效果显著优于塔下测试；

③对于电蚀通道，产生红外、紫外异常信号的往往是电蚀通道的端部；

④内部缺陷产生的温升初期不明显，往往需要多次跟踪测试、结合相间比对最终确认；

⑤紫外测试对芯棒破损缺陷的灵敏度更高，但对于内部缺陷主要依靠红外测试。