架空输电线路涉鸟故障分析与防范

根据国内近几年的统计数据表明，涉鸟故障造成的输电线路跳闸次数已超过总数的10%，鸟类活动已经成为仅次于雷击、外力破坏的第三大输电线路跳闸原因。对架空输电线路涉鸟故障相关鸟种和习性进行了研究分析，确认不同涉鸟故障类型及其鸟种和区域分布情况。根据涉鸟故障的统计分析，发现涉鸟故障主要发生在3—7月的农田或邻近水源低海拔地区。同时，涉鸟故障发生的概率还与杆塔的结构型式、排列方式和相别有关。在对涉鸟故障试验研究和仿真计算的基础上，得到了不同电压等级下不同涉鸟故障的防护范围，并对比不同防鸟装置的性能和优缺点，提出了合理的防治措施。     

基于目标检测的电网涉鸟故障相关鸟种智能识别

鸟类活动引起的电网故障呈现上升趋势,为了辅助输电线路巡检人员进行鸟类识别,该文提出一种基于YOLOv4目标检测的涉鸟故障相关鸟种图像识别方法。利用巡检图像与网络资源构建电网涉鸟故障典型危害鸟种图像数据集,并进行图像标注与数据增广。建立YOLOv4检测模型,采用多阶段迁移学习进行模型训练,并引入Mosaic数据增强、余弦退火衰减及标签平滑3种方法提升训练效果,分析先验框个数、训练方法、样本数量等因素对测试结果的影响,得到最优检测模型,对包含20类鸟种、1134个真实目标的图像测试集进行检测,平均精度均值可达92.2%。将YOLOv4检测结果与Faster RCNN、SSD、YOLOv3进行对比,其检测精度更高,误检数更低。研究结果表明,该文建立的YOLOv4模型能够有效检测输电线路巡检图像中的鸟类目标并实现鸟种识别,可为涉鸟故障差异化防治提供参考。     

双分裂导线连接金具异常发热原因分析与研究

针对一起双分裂导线连接金具异常发热的缺陷进行了深入分析,发现耐张引流线夹接触不良是导致连接金具发热的主要原因。通过进一步的建模与仿真计算发现,随着双分裂导线某子导线耐张引流线夹接触电阻的逐步增大,该线夹处的发热功率呈现逐步增大的趋势,当接触电阻增大到一定程度后,由于子导线的分流作用,该线夹处的发热现象会逐步转移至连接金具,而接触电阻的拐点电阻的大小与连接金具本身的电阻值密切相关。通过这一特征规律的研究,为红外有效检测输电线路连接金具和耐张引流线夹的发热缺陷提供了参考依据。     

基于鸟鸣功率谱密度的输电线路涉鸟故障相关鸟种智能识别

鸟类活动对架空输电线路的运行影响较大,不同鸟种引起的线路故障差异明显,为了提高渉鸟故障防治的针对性,需分类识别输电线路相关鸟种。以鸟粪类、鸟巢类、鸟体短接类、鸟啄类四种渉鸟故障对应的8种代表性鸟种为例,通过分帧加窗、端点检测等预处理,采用离散傅里叶变换和Welch算法获取不同鸟鸣信号的功率谱密度(PSD)图,从中提取129个频率点的PSD特征,并基于随机森林建立分类识别模型,以PSD特征作为输入量,开展模型训练和不同鸟种分类测试,8种鸟类的识别准确率为83.3%~100.0%,提高了渉鸟故障防治措施的精准性。     

江西电网涉鸟故障分析及防范

为分析江西电网涉鸟故障原因及规律,通过统计2009~2016年涉鸟故障,发现涉鸟故障主要发生在农田或邻近水源低海拔地区,4~7月为涉鸟故障发生的高峰期,且鸟巢类故障主要发生在凌晨和早晨,而鸟粪类故障主要发生在夜间至凌晨。同时,涉鸟故障发生的概率还与杆塔的电压等级、杆塔结构型式、排列方式、相别和天气有关。为更好地防范涉鸟故障的发生,综合考虑鸟类分布、人类干扰度、地理环境和运行经验等要素,提出了涉鸟故障差异化防治措施。研究成果对于降低涉鸟故障率,保障电网安全运行有重要意义。     

基于深度迁移学习的输电线路涉鸟故障危害鸟种图像识别

为了实现输电线路涉鸟故障的差异化防治,提出一种基于深度迁移学习的危害鸟种图像识别方法.根据历史涉鸟故障的鸟种信息及输电走廊周边鸟种调查结果,建立88种相关鸟类图像数据集,采用类激活映射进行图像预处理,滤除复杂背景噪声.基于迁移学习的思想,首先利用AlexNet、VGG16、ResNet50、Inception V3这4种深度卷积网络架构建立学习模型,采用ImageNet图像数据集对其进行预训练,通过对微调预训练后的网络结构进行模型迁移,使其匹配鸟种图像识别任务.然后,利用鸟种图像样本集对迁移学习模型进行训练与测试,对比4种网络模型的识别准确率.最后,借鉴Delphi法的思想,建立一种融合多卷积神经网络的涉鸟故障危害鸟种识别模型.算例验证结果表明,该模型对88种危害鸟种的识别准确率可达91.21％,能够有效实现架空输电线路巡检图像中的鸟种识别,进而为涉鸟故障防治提供参考.     

架空输电线路绝缘子在典型鸟粪污染条件下的闪络特性

为研究架空输电线路绝缘子在鸟粪污染条件下的闪络特性,根据现场绝缘子串受鸟粪污染的典型形态和参数,提出了绝缘子串鸟粪类污秽试验的涂污形式,并考虑不同环境污秽程度,开展了110 kV、220 kV绝缘子串附加鸟粪模拟液的人工污秽试验,给出了不同条件下鸟粪污染绝缘子串的闪络电压。分析得出:在环境污秽度较轻的地区,110 kV线路采用9片普通型绝缘子串,220 kV线路采用15片普通型绝缘子串,均不会因鸟粪污染绝缘子表面导致污闪。试验结果为涉鸟故障原因分析和防治措施的选择提供了参考。     

220kV线路悬式绝缘子串异物临近放电机制研究

为研究玻璃绝缘子串在鸟粪和鸟巢材料(异物)下落时的放电机制,用铁丝模拟异物进行了试验研究,首先开展了异物临近时间隙放电试验,基于对不同铁丝长度和空间布置时放电电压的测量和放电路径的观察,分析了放电机制。研究表明:当足够长的铁丝临近绝缘子串时,放电过程仅是铁丝上下两端空气间隙的击穿过程;当较短的铁丝临近时,放电过程为空气间隙击穿和绝缘子沿面放电的混合。然后开展了铁丝与金具电极间隙放电试验,基于对不同间隙长度下放电电压的测量,分析了间隙放电特性,研究表明铁丝–金具间隙与典型的棒–棒间隙击穿特性相似,理论计算中取平均击穿电压梯度为4.0 kV/cm。最后建立了实际线路和试验布置的三维有限元模型,研究异物临近对绝缘子串周围电位和电场分布的影响,将仿真计算得到的放电电压与实际试验电压进行对比,验证了试验结果的准确性。放电机制、试验和仿真结果可为输电线路杆塔涉鸟故障风险区域划定提供参考依据。     

一种改进的劣化盘形悬式瓷绝缘子红外热像诊断方法

在对盘形悬式瓷绝缘子的发热机理进行研究分析的基础上,结合绝缘子串的红外热像实验室模拟试验及现场实测,提出了一种改进的基于红外热像原理的劣化绝缘子诊断方法。现场检测结果显示,该方法能够有效提高基于红外热像原理的劣化绝缘子检测的正确率。