输配电线路零值绝缘子红外检测技术研究*

瓷绝缘子在长期机电负荷与恶劣气候条件影响下,易发生劣化并出现零值现象,导致绝缘子串的有效爬电距离缩短,在过电压下易发生闪络击穿,严重威胁输配电线路的安全运行。红外热像法因其非接触式、安全高效的优点,成为现有技术中相对可行的零值绝缘子带电检测方法。介绍了红外成像技术检测零值绝缘子的原理,概述了红外图像预处理、红外热像特征提取与零值绝缘子识别模型的研究现状,提出了零值绝缘子红外热像智能检测流程,可为零值绝缘子的带电检测提供参考。     

基于红外测温的零值和污秽绝缘子快速检测试验研究

红外测温技术具有不接触、不停运、不取样、检测速度快的优点,是绝缘子运行状态在线检测的重要方法之一。文中在绝缘子发热机理和红外热像技术的原理上,立足电力工作中零值和污秽绝缘子快速检测,分别对零值绝缘子位于绝缘子串不同位置时红外测温试验对比,以及对污秽绝缘子串与清洁串的红外测温对比,试验结果表明,当绝缘子串有严重污秽和零值绝缘子存在时,其热像表征图像发生明显的突变。此外,当零值绝缘子位于串中靠近高压端时,其热像图像显示零值绝缘子与相邻正常绝缘子平均温差最大,位于中部时与相邻正常绝缘子平均温差最小,位于低压端时为高压端和中部之间,因此可利用红外测温技术通过精度较高的红外热像仪对串中零值绝缘子和污秽绝缘子快速辨别。     

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。     

电场法带电检测零值绝缘子的研究

讨论了高压输电线路上悬式绝缘子串的纵向电场分布。分析存在零值时电场分布的变化后提出了带电检测零值绝缘子的新方法——电场法。实验表明用电场法可以检测出悬式绝缘子串中的零值绝缘子     

基于红外测温法的故障绝缘子在线检测技术研究

分析故障绝缘子发热机理和红外测温法的原理,采用红外热像仪对盘形悬式陶瓷绝缘子串进行模拟试验,验证了红外测温法在故障绝缘子在线检测中的有效性。     

基于红外图像匹配的零值绝缘子检测

针对零值绝缘子检测,提出一种SIFT算法与改进RANSAC法相结合的图像匹配检测方法。首先利用SIFT算法与欧式距离实现待测绝缘子串与图像库标准绝缘子串的图像特征提取及粗匹配,然后将马氏距离与RANSAC算法相结合实现特征的精匹配,提出了一种基于数据模型外点率的自适应方法来减少RANSAC算法在检验抽样数据模型上耗费的大量时间。试验结果表明,所提方法能准确地实现待测绝缘子串与图像库相应标准零值绝缘子串的匹配,实现零值绝缘子的准确识别。     

基于红外热像的低零值绝缘子检测技术研究

分析了绝缘子串的电压分布及发热功率,归纳了低零值绝缘子红外热像图谱特征,采用红外热像技术进行绝缘子带电检测,现场检测结果表明,红外热像技术可通过遥测绝缘子串温度特征来判断绝缘子绝缘性能。该种方法能有效发现低零值绝缘子,具有工作效率高、安全等优点。     

基于无人机的绝缘子带电零值检测技术

为提高输电线路零值绝缘子的检测效率,利用无人机装载电场探测装置可实现免登塔带电检测。文中首先建立220 kV瓷绝缘子串1∶1仿真模型,通过Comsol有限元数值仿真,分析研究串型、路径抖动、无人机及电场探头对绝缘子串空间电场分布的影响;继而建立零值绝缘子识别方法及其后台检测系统;最后进行实验室及现场实测。研究结果表明：双联绝缘子串同时存在零值绝缘子时,其空间电场分布互不影响;无人机飞行过程中直线检测路径的偏移距离应小于50 mm;绝缘子串的空间电场分布不受无人机及电场探头影响。利用文中所提的零值绝缘子检测方法,通过无人机搭载电场探测装置,可实现零值绝缘子的现场检测。     

基于人工神经网络的零值绝缘子诊断

研究了高压线路零值检测中绝缘子电晕脉冲信号及现场脉冲干扰的个数、最大幅度、平均幅度对相位的分布曲线 (n—φ、qmax—φ、qave—φ) ,并提取了表示曲线特性的 5项统计指标 ,利用人工神经网络对曲线进行模式识别以实现零值绝缘子的检测 ,研究表明其识别准确率～ 80 %。     

基于局部电场的零值绝缘子检测技术研究

通过电场法可检测出绝缘子串零值片,而现有的技术都是通过扫测整串绝缘子电场分布曲线来找出零值片,此方法操作难度大、效率低。本文提出通过探测绝缘子局部电场的方法来识别零值绝缘子。首先建立了零值绝缘子检测仿真模型,得到了含检测装置的绝缘子串电场畸变特性,然后通过该特性,获得了零值片的局部电场识别判据。最后,通过设计传感器、探测装置,验证了仿真结果,并实现了零值绝缘子的点测识别。研究结果表明,采用三阵列电场法可以实现零值绝缘子检测。装置长度应大于电场的畸变区间长度,对于本文研究对象可取130mm;识别判据为探头1、3变化率?13<10% ,探头2偏差率?2<50% 。检测时,对于高压端和中压端,检测装置应为正对钢脚,在低压端应为正对伞裙。研究结果可为输配电外绝缘智慧运维提供技术支撑。     

WebGIS红外热像零值绝缘子在线检测系统

为实现输电线路瓷质绝缘子巡检的标准化作业和信息化管理,提高零值绝缘子在线检测准确率、安全性和易操作性,设计并开发了一套互联网地理信息系统WebGIS (Web geographic information system)红外热像零值绝缘子在线检测系统.基于J2EE实现的瘦客户端模式的WebGIS架构设计,以绝缘子串区域温度分布方差、温度最大差值,盘面之间平均温度最大差值,盘面与背景平均温度最大差值作为零值特征参数,并结合环境相对湿度,等值附盐密度共6个量作为BP神经网络输入,通过WebGIS技术和BP神经网络算法实现零值绝缘子地图定位和智能识别.经过110kV线路实测验证,表明系统检测效果良好,适用于输电线路瓷质绝缘子的在线检测与管理.     

基于红外热像技术的变电站瓷质劣化绝缘子识别

瓷质绝缘子串长时间运行后会出现绝缘劣化、绝缘击穿和闪络放电等缺陷,为电网带来重大的安全隐患,检测瓷质绝缘子运行状态至关重要,为此提出基于红外热像技术对变电站瓷质劣化绝缘子识别方法。首先建立瓷质绝缘子串等效电路模型和电网络方程,通过仿真计算得出绝缘子串电压分布;建立电热转换模型,并在某220 kV变电站开展绝缘子串红外测温,通过高压试验验证红外热像准确表征绝缘子串的运行情况。理论与实际应用结果验证了该方法的有效性与实用性。     

基于热红外成像技术的绝缘子故障分类研究

针对停电测量绝缘电阻或带电测量分布电压等检零方式在实际操作中,都存在停电范围大、人员安全风险高、检测周期无法保证等问题,本文分析了盘形悬式瓷绝缘子红外精确测温的数据,并通过专家经验总结出利用红外热图的绝缘子故障分类研究。对绝缘子可能出现的故障类型通过绝缘电阻测试、绝缘子电压分布测试、泄漏电流测试、交流耐压测试等试验手段验证最终的热红外成像故障分析结果。     

应用红外检测技术评估复合绝缘子劣化状态

应用红外检测技术能够有效检测复合绝缘子劣化状态。剖析了导致复合绝缘子发热的原因,研究红外检测技术评估复合绝缘子劣化状况的方法,提出了应用红外检测技术评估复合绝缘子劣化状态的两个判据。以沿海地区某110 k V变电站110 k V母线复合绝缘子红外检测温度异常为例,应用红外检测技术诊断该复合绝缘子缺陷类型,并通过停电解剖复合绝缘子验证了红外检测结果的正确性。     

基于紫外成像技术的劣化绝缘子放电动态特性分析

针对绝缘子状态检测技术的特点及其局限性,分析紫外成像技术的研究现状,确定以紫外光斑面积作为放电过程特征参量的可行性,利用3次傅里叶函数对500 kV绝缘子紫外图像数据加以拟合处理,表明劣化绝缘子的放电过程具有周期性闪烁特点。提出对放电过程连续视频图像特征量量化特性参数进行统计分析,将有助于提高紫外成像法在绝缘子劣化检测及其故障类型辨识中的应用。     

红外测温技术在复合绝缘子检测中的应用

分析了广东佛山供电局220kV和北京超高压公司500kV故障复合绝缘子的红外测温结果,说明红外测温技术能够实现远距离、大面积快速扫描,是发现复合绝缘子内部缺陷的有效手段。同时将红外测温结果和电场分布测量结果进行了比较,表明红外测温技术可以发现局部发热的内绝缘缺陷,电场分布测量法可发现导通性通道的内绝缘缺陷。     

基于红外成像的变电设备温度远程在线监控

研究了变电设备温度远程在线监控系统方案,系统具有不间断监控、抗干扰强等特点,可以对变电设备进行不停顿的在线温度监控,使运行人员及时掌握设备工况,做出准确诊断,确保变电设备安全运行。最后介绍了其在220 kV变电站的应用情况。     

变电一次容性设备红外成像技术研究

由于电压致热型设备发热集中在设备内部,产热量并不高,同时热量从设备内部往外传输过程中发生扩散,对其进行故障诊断就很难有效把握。本文应用热辐射的基本规律对容性设备在运行过程中产生的热辐射进行分析,得出容性设备的测温原理;通过分析红外辐射的特征和红外辐射在大气中传输规律,把握容性设备红外传输规律。最后实际应用效果表明,利用容性设备的热发射规律和红外传输规律整体把握容性设备的实际运行状态,一方面可以作为红外测试中的理论指导,另一方面提高了红外测试人员的分析能力,对实际生产有一定的价值意义。     

红外热像技术在电力工业中应用的研究

文中回顾了红外热像技术的发展历程，总结了电力工业中的应用经验。在传统定性检测的基础上，提出了建立反问题模型进行理论定量分析的方法，为红外热像技术在电厂中的应用开辟了新途径。