考虑环境相对湿度和污秽度的零值绝缘子红外检测方法

零值绝缘子红外检测方法因精准、高效、安全等优点得以广泛应用,但其测量结果易受环境相对湿度和污秽度影响。为此,文中首先建立污秽绝缘子串电-热-流场耦合模型,分析零值绝缘子位置、环境相对湿度和污秽度对绝缘子串温度分布的影响;然后提出一种基于相邻温升差的零值绝缘子红外检测方法,并进行试验验证。结果表明:零值的存在会使绝缘子串连续性马鞍型温度分布遭到破坏;绝缘子离回转中心轴越远,温升越小,反之越大,最大温升出现在铁脚与下表面连接处;随着环境相对湿度和污秽度的增加,绝缘子串的整体温升逐渐增加,零值绝缘子与正常绝缘子温升差逐渐变大。试验结果证明了所提方法用于现场零值绝缘子检测的可行性和有效性。     

不同污秽度下零值绝缘子串温度场仿真研究

为研究含零值绝缘子串的温升分布特性,以双伞型瓷质绝缘子为研究对象,建立电 热 流多物理场耦合模型,分析不同污秽度、零值绝缘子位置、温度对绝缘子串温度分布的影响。仿真结果表明,正常绝缘子串的温升变化范围较小,含零值绝缘子串的温升变化范围相对较大,零值绝缘子的温度与其余正常绝缘子相比较低;清洁和干燥污秽条件下零值绝缘子串的温升较小,饱和湿润污秽条件下零值绝缘子串的温升较大,且污秽度越大,零值绝缘子的温度与其余正常绝缘子的差值越大;零值绝缘子位于绝缘子串两端时,与相邻绝缘子温度差较大,位于中间时与相邻绝缘子的温度差较小,随着污秽度的增加,零值绝缘子与相邻绝缘子的温度差有所增大。     

污秽分布对绝缘子串温度场影响

为研究污秽分布直流绝缘子串温度变化情况，建立70 kV直流双伞型瓷绝缘子串模型，通过有限元法对绝缘子串温度场进行仿真，分析了均匀、不均匀污秽分布对绝缘子串温度变化的影响。结果表明：在均匀饱和湿污秽的条件下，各片绝缘子温度有不同幅度的上升，且随着总污秽程度的增加，绝缘子整体温升增大；当考虑绝缘子上、下表面盐密不一致时，绝缘子下表面积污对绝缘子串温升影响比上表面大，且随着绝缘子下表面污秽量的增加，绝缘子串的整体温升增大；当上、下表面盐密比从7∶1变化至1∶7时，绝缘子串的温度先升高再降低，在1∶3时达到最高温度，研究结果可为污秽监测提供参考。     

基于红外成像法的零值瓷绝缘子检测

以7片XP-70型绝缘子组成的绝缘子串为研究对象,研究了加压时间、零值绝缘子位置以及湿度对零值绝缘子红外成像法检测结果的影响,并对零值瓷绝缘子位于绝缘子串中不同位置时的静电场进行仿真分析。结果表明:随着加压时间的增加,瓷绝缘子串的温度逐渐升高,3 h后趋于稳定;零值瓷绝缘子位于不同位置时,绝缘子串的温度分布规律不同,但均可识别出零值瓷绝缘子;湿度对绝缘子串的温度分布影响较小。仿真结果表明,零值瓷绝缘子钢帽内部的场强远低于正常绝缘子,与红外成像试验结果一致,验证了零值绝缘子红外检测判断依据的准确性。     

污秽对红外成像法测零值绝缘子影响的有限元分析

为研究污秽对绝缘子串电压分布及红外热像法测零值绝缘子的影响,以110 kV绝缘子串为例,采用有限元分析方法对不同污秽条件下含零值及正常绝缘子串的电压分布进行了多组仿真对比试验。结果表明:零值绝缘子位于两端比位于中部对绝缘子串电压分布的影响更大;随着等值盐密的增大,绝缘子串电压分布趋于均匀,零值绝缘子负温升特征的显著性有所下降;绝缘子串下表面覆污时的电压分布比上表面覆污时更均匀;当两端污秽度大时,绝缘子串的分布电压在中部最高。     

污秽对红外成像法检测劣化绝缘子的影响

瓷绝缘子串中劣化绝缘子的存在将威胁电力系统的安全运行。为此通过实验室和现场试验研究了不考虑环境因素时污秽对红外成像法检测劣化绝缘子的影响,其中重点分析了污秽轻重和其状态、污秽劣化绝缘子的位置、型式、布置方式、表面颜色,检测距离对红外成像法检测劣化绝缘子的影响。研究结果表明:绝缘子表面干燥污秽存在有利于红外成像法的检测;湿润污秽和绝缘子表面颜色及布置方式会影响检测的准确性;绝缘子型式和污秽度大小对红外成像法的检测基本无影响;红外成像法易于检测绝缘子串高压端的污秽劣化绝缘子,低压端次之,中部最低。因此,红外成像法可以实现非接触式检测污秽劣化绝缘子。     

基于场路耦合低值绝缘子串温度分布研究

低值绝缘子对电网系统正常运行潜在一定的隐患。为此提出了一种新的计算低值绝缘子串温度分布的计算方法,该方法利用Maxwell电容矩阵计算绝缘子杂散电容,结合绝缘子串等效电路模型计算低值绝缘子串温度场分布。相比传统有限元仿真,该方法考虑更加全面,更加简便。通过该方法对某110 kV电压等级的低值绝缘子串进行了仿真计算,该方法与有限元、实测一致,且比传统电路法更加精确。利用此方法计算了110 kV线路中低值绝缘子在不同阻值、不同位置、风速和测量误差对含低值绝缘子串温度分布检测的影响,研究表明:低值绝缘子阻值、所处的位置以及风速和测量误差对低值绝缘子串温度分布影响很大,容易造成误检。     

绝缘子串上污秽物对电压分布的影响

绝缘子串表面污秽分布不同,影响绝缘子串电压分布。用有限元法,在ANSYS软件中建立污秽绝缘子串三维模型,改变污层位置、污秽参数等条件模拟不同污秽物分布形式,采用准静态谐分析法研究污秽分布对污秽绝缘子串电压分布的影响。计算结果表明均匀湿润污秽绝缘子串电压分布比洁净绝缘子串均匀,周向分布不均的污秽绝缘子串湿润后两侧电位分布不一致,而两端污秽较重的绝缘子串中间部位分布电压最高;污秽干燥时对绝缘子串电压分布影响甚小。     

相对温度分布特征与人工神经网络相结合的零值绝缘子识别方法

提出利用绝缘子串相对温度分布特征和人工神经网络模型相结合的方法识别不同污秽等级、不同湿度条件下的零值绝缘子。试验获取模拟110 kV线路悬式绝缘子的红外运行图像,经图像去噪、分割等预处理后,提取绝缘子串区域相对温度分布特征参数作为识别零值绝缘子的温度信息特征量,并结合环境相对湿度、等值附盐密度作为识别模型的输入向量,将实际测定绝缘子串是否含零值的状态分类信息作为输出向量,通过训练得到优化的识别模型,并用于零值绝缘子识别。试验结果验证该方法准确性高,可为输电线路瓷绝缘设备的故障检修提供参考和方法借鉴。     

利用红外图像特征和径向基概率神经网络识别不同湿度条件下绝缘子的污秽等级

提出一种利用污秽绝缘子红外图像特征和径向基概率神经网络(RBPNN)来检测不同湿度条件下自然污秽绝缘子污秽等级的新方法。采用修正后的阿尔法滤波器和基于波谷的图像分割方法对绝缘子红外图像进行预处理。提取了不同湿度条件下的图像背景(周围环境)的平均温度、绝缘子盘面区域的最高温度、绝缘子盘面区域的平均温度、绝缘子盘面温度分布的方差值作为反映污秽等级的4个特征量。通过RBPNN建立了湿度及污秽特征与污秽等级之间的映射关系,并利用训练好的RBPNN识别绝缘子污秽等级;另外提出一种梯度算法与随机性方法相结合的算法来确定RBPNN的隐中心、宽度控制参数及权值矩阵。实验结果证明该方法能有效识别不同湿度条件下绝缘子的污秽等级。     

污秽对瓷绝缘子串电压分布的影响

线路运行绝缘子串电压分布不均匀极大影响绝缘子串的闪络电压,试验研究洁净绝缘子串与污秽绝缘子串的电压分布.采用红外摄像仪、紫外测试仪及球隙放电法测量分布电压得出不均匀污秽绝缘子串的电压分布的影响因素.     

流场与电场耦合作用下特高压复合绝缘子串的积污特性研究

利用流体力学的相关理论与方法,建立了流场和电场耦合条件下复合绝缘子串的积污仿真数值模型,研究了污秽颗粒粒径、风速、风倾角对复合绝缘子表面积污特性的影响。结果表明:复合绝缘子串表面对污秽颗粒的吸附能力随场强的增加而提高,随风速的提高而降低;一定范围内污秽颗粒粒径增大会增加绝缘子对污秽颗粒的吸附量;风倾角向上时增加了下表面对污秽粒子的吸附,风倾角向下时增加了上表面对污秽粒子的吸附。     

应用盘面特征识别红外检测盲区的零值绝缘子

依据铁帽特征的零值绝缘子红外检测存在检测盲区,零值绝缘子的漏检将严重威胁电网的安全运行。本文将盘面特征纳入劣化识别判据中,建立了湿污绝缘子串盘面温升求解模型,该模型通过对串中不同位置绝缘子表面干燥带及干燥带电弧等运行状态进行判别,再根据热交换过程中功率平衡求解出盘面温升分布;并提出了以零值绝缘子与相邻绝缘子盘面温差特征来识别红外检测盲区内的零值绝缘子。仿真和试验结果均表明:湿污状态下,零值绝缘子盘面呈现"负温差"特征,且"负温差"程度由表面污秽度、空气湿度和零值绝缘子在串中的位置决定。     

污秽不均匀度对LXY4-160玻璃绝缘子串交流闪络特性的影响*

输电线路绝缘子表面污秽在自然条件下分布不均匀,污秽不均匀度是影响闪络电压的重要因素,因此研究输电线路绝缘子在不均匀污秽下的闪络特性具有重大意义。首先进行了LXY4 160玻璃绝缘子串的自然积污试验,然后研究了交流电压下污秽分布不均匀时7片LXY4 160玻璃绝缘子串的交流闪络特性,分析了不均匀污秽下绝缘子表面污层电导率和泄漏电流与污闪电压的关系,得到了不同盐密(SDD)、不同污秽不均匀度(T/B)下绝缘子串的闪络特性。研究结果表明：SDD和T/B对LXY4 160玻璃绝缘子串的污闪电压有影响,且二者对污闪电压的影响是相互独立的;随着T/B的减小,污闪电压会增大;7片LXY4 160玻璃绝缘子串的污闪电压(Uf)与T/B、SDD分别满足对数和幂函数关系,且污秽影响特征指数b为0.280,不均匀污秽下修正系数C为0.271;不均匀污秽下绝缘子表面污层电阻将增大是导致LXY4 160玻璃绝缘子串污秽交流污闪电压提高的主要原因。研究结果对输电线路外绝缘设计和选择具有一定的参考价值。     

基于脉冲电流和红外成像的绝缘子污秽度诊断技术

随着电网电压等级的提高,传统绝缘子检测方法无法应用干线路超长绝缘子串.为了有效地将脉冲电流检测、红外检测应用于超、特高压线路绝缘子检测,对不同受潮阶段,污秽绝缘子泄漏电流脉冲及红外热像的变化进行了研究,并对运行电压、污秽程度、湿度等的影响进行了分析,并对利用泄漏电流及红外热像检测污秽绝缘子的方法及有效性进行了讨论.     

污秽不均匀度对XP-160绝缘子串交流闪络特性的影响

实际运行中的绝缘子上/下表面的污秽分布并不是均匀的,因此对不均匀污秽下绝缘子的污闪特性进行了研究。通过对7片XP-160标准瓷绝缘子串在污秽分布不均匀时的交流闪络特性进行试验,得到了不同盐密、不同污秽不均匀度(上、下表面盐密比,T/B)下的绝缘子串闪络特性。对不同污秽不均匀度下表面污层电导和泄漏电流与绝缘子串污闪电压的关系进行了分析,结果表明:盐密和污秽不均匀度对绝缘子串的污闪电压都有影响,且两者的影响互相独立;绝缘子串的污闪电压会随着T/B的减小而增大;7片XP-160绝缘子串的污闪电压(Uf)与附盐密度(ρSDD)、T/B分别满足幂函数和对数函数关系,通过数据拟合得到污秽影响特征指数b及不均匀污秽下修正系数C分别为0.365和0.501;不均匀污秽下,绝缘子表面污层电阻增大是导致XP-160绝缘子串交流污闪电压提高的主要原因。     

线路绝缘子非均匀染污方法及污闪特性

目前人工污秽试验中绝缘子染污采用均匀涂抹,而自然污秽受风力、雨水、绝缘子形状、污秽粒径等因素影响,在绝缘子表面非均匀累积,非均匀积污对绝缘子U_50%产生影响,通过对多地区、大范围绝缘子自然积污特性研究,获得不同伞形绝缘子上下表面积污特性的差异性规律,提出了基于绝缘子自然积污规律的上下表面非均匀染污方法,开展了交/直流电压下绝缘子非均匀染污人工污秽试验,获得了非均匀染污下污闪特性曲线,采用绝缘子上下表面非均匀染污方法对绝缘子进行染污更接近绝缘子实际运行工况,人工污秽试验结果更准确合理。试验结果表明：上下表面染污非均匀度越大,U_50%值越大;随着染污非均匀度增大,U_50%增大幅度减小,逐渐趋于饱和。主要结论对绝缘子串长优化及选型具有重要参考意义。     

不均匀污秽下110 kV绝缘子串电场分布

研究了110 kV XWP-160绝缘子在洁净和污染条件下的电位和电场分布，分别在洁净、均匀污染和不均匀污染条件下对绝缘子串进行了COMSOL仿真，设置了不同污秽等级。模拟过程中发现，电场分布整体“马鞍”形状，中部电场较低且平稳；贯通电极的湿污秽有使高压电极附近电位分布变平缓的趋势，电位分布均匀，且污秽均匀时效果较好；随着上下表面不均匀程度的增加，瓷绝缘子串闪络电压增加，因为各畸变电场位置很难形成放电。研究结果将进一步加深对XWP-160绝缘子在各种不均匀污秽环境下的性能的认识。     

环境湿度对瓷质绝缘子串电压分布及红外热像检测的影响分析

运行中的绝缘子串电压分布受多种因素影响,为此选用江西省典型污秽区220 kV变电站在线运行的XWP-70绝缘子作为实验样品,研究环境湿度对绝缘子串电压分布及红外热像检测的影响,重点分析湿度对含零值劣化串的影响。实验结果表明,自然积污绝缘子串电压分布受湿度影响明显大于洁净绝缘子串,且湿度增加将降低绝缘子串电压分布的不对称性;湿度增加有利于零值绝缘子的检测,但过大湿度极易引起误判,不利于劣化检测。因此,建议检测湿度尽可能保持在80%左右。该研究结果可为基于红外热像的劣化绝缘子检测提供理论支撑,有利于降低零值绝缘子漏报率,提升绝缘子检测准确率。     

高压瓷绝缘子红外热像检测盲区研究EI北大核心CSCD

为提高红外成像法检测劣化绝缘子的准确性,提出一种基于电网络法的红外热像检测盲区分析方法。根据绝缘子串电压分布,结合绝缘子的发热模型,对比了理想条件下和存在测量误差时的红外热像检测盲区,并就盲区绝缘子对绝缘子串整体温升的影响进行了分析。仿真和试验结果表明:红外热像检测盲区的大小由绝缘子在串中的位置和测量误差决定,绝缘子串两端的绝缘子处于盲区时,对整串绝缘子存在明显的温升抬升效应。根据仿真及试验所得的规律,提出减少红外热像检测盲区的措施,为绝缘子劣化检测提供参考和方法借鉴。