光技术盐密在线监测系统的研究

针对传统方法的局限性,开发了应用光技术测量绝缘子等值盐密的在线监测系统。通过对作为光纤传感器的石英玻璃棒表面盐密特性的试验研究,验证了光纤传感器测量绝缘子表面盐密的可行性。针对光通量衰减与湿度、尘埃比率和盐密之间相互作用的复杂性,建立了神经网络数学模型,训练后的模型输出准确度较高。同时应用试验及建模结果开发了现场使用的盐密在线监测系统。     

绝缘子盐密在线监测系统及其应用

基于光纤传感器测量输变电设备外绝缘污秽度的可行性研究,引入了光波导中的光场分布理论。通过光谱数据分析算法,分析了石英玻璃作为光传感器的各种光能特性,建立了光通量的衰减与盐密间的数学模型,进而研制了基于光传感器的污秽在线监测系统,实现对绝缘子盐密的在线监测。该系统已在天水330 kV输电线路陇西1-2线瓷绝缘子和复合绝缘子测点挂网运行,并取得了良好的监测效果。试验结果表明,该系统能实时、准确地监测输变电设备的盐密值,掌握输变电设备的积污规律,进而指导生产部门对输变电设备的状态清扫,以避免过度检修和检修不足的状况。     

基于改进支持向量机的绝缘子污秽度在线监测

针对传统绝缘子污秽度监测方法的不足,基于石英棒的光损耗原理,设计了光纤污秽传感器,通过实验测得温度、湿度、光功率衰减百分比与盐密的关系.利用改进的支持向量机对样本进行训练,通过大量数据比对,验证了该改进算法的准确性,较传统模型对数据的拟合度更高.在此基础上研制了污秽度监测终端,能进行温湿度及光功率数据的采集,并将采集的数据发送至后台.开发了输电线路绝缘子污秽度在线监测系统,可实现对采集数据的计算分析,得到实时盐密值及污秽度并绘制曲线图.测试结果表明,该系统实现了绝缘子污秽度的在线监测,为运行人员提供了参考.     

光技术在输变电设备盐密在线监测系统上的应用

输变电设备的外绝缘盐密精确测量是指导设备清扫及防污闪管理工作的重点。文章首先介绍了光传感器的技术原理及盐密在线监测系统组成,然后介绍了光传感器在线盐密监测系统应用的情况,并对系统监测的盐密值进行了分析和研究。结果表明该系统可准确地在线测量输变电设备外绝缘的盐密。     

光技术在输变电设备盐密在线监测系统上的应用

输变电设备的外绝缘盐密精确测量是指导设备清扫及防污闪管理工作的重点.文章首先介绍了光传感器的技术原理及盐密在线监测系统组成,然后介绍了光传感器在线盐密监测系统应用的情况,并对系统监测的盐密值进行了分析和研究.结果表明该系统可准确地在线测量输变电设备外绝缘的盐密.     

光纤型盐密在线监测及现场实验

光纤盐密传感器对其表面污染具有良好的敏感性，通过检测光在光纤传输过程中的损耗可以达到定量检测污秽物的目的。现场实验表明，光纤盐密测量法与等值附盐密度测量具有良好的一致性，采用光纤盐密在线监测系统有望解决现场饱和盐密的测量问题。     

绝缘子表面盐密分布式测量系统的设计

输变电设备绝缘子表面严重的污秽状况会导致电网污闪事故,盐密值是唯一可以量化污秽水平的数值。传统的基于石英棒的光传感器系统测量盐密值虽然准确,但需要有电源支持,易形成放电端,破坏输电导体的电磁分布,并且整体造价较高。为此设计基于光纤缆的绝缘子表面盐密分布式无源测量系统。其利用光纤代替了石英棒,使用类比的方法,将裸光纤置于与绝缘子相同的环境中以便使光纤上的盐密值代表绝缘子的盐密水平。首先测量光在光纤传播过程中的光功率损耗值,然后将光损值、大气湿度、环境温度等可测值作为已训练成功的人工神经网络模型的输入值而求出盐密值。试验数据验证了该系统的可行性与测量的准确性,表明了盐密值对绝缘子周围电场的影响。与传统的基于石英棒的光传感器系统相比,该系统无需电源且无电子器件,消除了潜在的放电端,占地面积小,造价低廉,实地操作简单安全。     

基于光波导边界传输特性的污秽在线监测技术

基于光波导边界传输特性和人工神经网络,文中介绍了一种可同时监测输电线路绝缘子表面等值盐密和灰密的污秽在线监测装置。在详细分析光波导表面污层对全反射光束影响机理的基础上,提出了光波导和光源设计方案。通过不同湿度、不同污秽等级、不同灰盐比条件下的积污标定试验,获取了大量样本数据,并依此建立和训练了人工神经网络模型。检验结果和运行实践表明,利用该装置及训练后的内嵌神经网络模型,可实现盐密和灰密的同时监测,且测试精度满足相关标准要求。     

高压输变电设备绝缘子盐密的在线监测

介绍了目前国内2种常用的输变电设备防污监测手段,分析了这2种手段的优点和不足之处,并在此基础上介绍了一种新型的光传感器输变电设备在线盐密监测系统。该系统利用现场安装的数据监测终端,采集现场的温度、湿度以及光能参数等,通过GSM(或GPR、CDMA)的数据通信模块将现场采集的数据发送到盐密监测中心,监测中心的工作站根据数学模型计算得到盐密数据。系统采用数据库技术进行数据管理,可实现自动、连续在线监测绝缘子污秽状况。该盐密监测系统经过长时间的理论研究与现场挂网运行,所测量的结果与传统的等值盐密法所测得结果基本一致,符合现行国家标准的要求。     

双传感盐密在线监测系统的设计及结果分析

光传感盐密在线监测系统是一种新型的在线监测绝缘子污秽度的技术,而光传感盐密在线监测设备由于上方有遮挡,对雨水的反映情况不是很明显,导致光传感器测量到的盐密值几乎没有响应。本文对原有的设备进行了改进设计,即双传感盐密在线监测设备。当出现阵雨或暴雨对绝缘子有冲刷作用时,改进后的设备对测量数据有响应。通过对测量到的数据分析得出,测量得到的基础数据相差无几,而通过对比数据发现,上方传感器测量得到的测量数据符合绝缘子得到的测量数据的整体趋势,验证了本系统的必要性和可行性。     

基于PSO-RBF的绝缘子等值附盐密度预测

等值附盐密度是确定污秽等级的主要依据,但它易受气象环境的影响,且测量只能离线进行。针对等值附盐密度预测中各相关因素的模糊性和随机性的特点,采用了RBF径向基神经网络的方法,建立了以泄漏电流有效值、相对湿度、三次谐波占基波的比例、脉冲频次等4个变量作为输入参数,等值附盐密度作为输出的智能预测模型。采用PSO粒子群优化算法优化RBF径向基神经网络的隐层中心和宽度,并通过迭代得到了隐层个数。在Matlab平台下进行了预测仿真,验证了该模型的可行性,对绝缘子的污秽状态评估具有一定的参考价值。     

220kV三凤线N38塔地段污情分析

针对外绝缘配置的适应性进行了探讨,测定了产生严重串弧的绝缘子的等值附盐密度,结合在线监测到的泄漏电流、环境变化情况以及绝缘子表面积污不均匀分布试验,分析了等值附盐密度在划分污秽等级时的局限性,认为酸雾及沿海盐污等动态污秽虽然不以沉积方式滞留在绝缘子表面,但会加速外绝缘的降低;同时证实了环境相同、爬电距离和高度相等的情况下,瓷质双伞绝缘子的耐污水平优于钟罩玻璃绝缘子,涉及到有效利用系数的问题。为此,推荐使用采集到的相对湿度一泄漏电流曲线监视外绝缘的变化,用以指导外绝缘配置及状态管理。     

一种基才多方法组合的新型等值附盐密度预测模型

为了克服目前预测等值附盐密度的三种单一预测模型,即多元线性回归法,BP神经网络法和最小二乘支持向量机法存在的问题,以光传感器输变电设备盐密在线监测系统提供的数据为依据,建立了基于小波神经网络的一种等值附盐密度的非线性组合预测模型。该模型为单输出的3层小波神经网络,即将多元线性回归,BP神经网络及最小二乘支持向量机的预测结果作为模型的输入,实际测量值作为输出,使训练的网络具有预测能力。为了更好地反映单一模型预测值对等值附盐密度的影响及提高等值附盐密度的预测精度,选用Morlet小波构建小波神经网络．采用误差反向传播学习算法来训练网络,利用遗传算法确定网络参数的初始值。仿真结果表明本模型预测精度不仅高于任一个单一预测模型,而且高于线性组合预测模型。     

基于最小二乘支持向量机的绝缘子等值附盐密度预测

等值附盐密度是确定污秽等级和绘制电网污区分布图的主要依据，而绝缘子污秽在线监测系统主要监测绝缘子表面泄漏电流和环境参数。研究表明，泄漏电流除了和绝缘子表面的污秽状况有关外，还受温度、湿度等环境因素的影响，并且和各因素之间存在着复杂的非线性关系。文中在实验室模拟试验和现场实测数据基础上，利用最小二乘支持向量机，建立了以泄漏电流有效值、泄漏电流脉冲峰值、泄漏电流脉冲频度、环境湿度、温度等五个变量作为输入参数，等值附盐密度作为输出参数的智能预测模型。并通过部分实验数据验证了该方法的可行性。     

污秽绝缘子泄漏电流特性研究

为提高泄漏电流评估绝缘子污秽度的可靠性,综述了污秽绝缘子泄漏电流特性问题20余年的研究成果,其内容包括临闪前泄漏电流和污闪电压的关系;在运行电压下及绝缘子表面污层饱和受潮时泄漏电流和放电现象间的关系;泄漏电流和等值附盐密度(ESDD)、绝缘子形状、片数、污秽状况以及污闪电压的关系;以及在绝缘子表面污层未达到饱和受潮条件时泄漏电流和雾浓度、相对湿度、ESDD间关系的研究。基于泄漏电流与其他污秽度参数之间关系的研究开发出在实验室及变电站测量多参量泄漏电流的仪器,并在现场测量了大量泄漏电流及气象条件的数据。根据研究成果提出了利用运行电压下的泄漏电流最大值进行污闪预警的方法。     

污秽绝缘子泄漏电流与环境温、湿度相关分析

由于污秽绝缘子泄漏电流受环境温、湿度影响较大,泄漏电流与环境温、湿度关系研究具有重要的现实意义,为此基于多因子环境试验箱内单片XP-70绝缘子的人工污秽试验,运用泄漏电流测量系统和环境温、湿度采集系统记录了不同等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non-soluble deposit density,NSDD)、环境温度θ和相对湿度RH下的电流、电压波形,通过分析泄漏电流幅值随污秽度和环境温湿度的变化规律,建立了一种基于泄漏电流、污秽状况及环境温、湿度的数学模型。利用非线性回归分析方法,拟合出盐密、灰密、温度、相对湿度与泄漏电流幅值之间的关系,此表达式为Im=0.084ρ0ES.0D5D4(e0.008RH+15.170e-0.069r-0.076/ρNSDD)e0.026θ。研究成果表明:随着盐密、灰密、温度和相对湿度的增加,泄漏电流也逐渐增加,所得表达式能更为精确地表达出绝缘子泄漏电流和环境温湿度及污秽度的定量关系。此研究结果可为评估瓷绝缘子的污秽状态提供方法和思路。     

基于微波辐射理论的绝缘子污秽等值盐密/灰密检测模型

用微波辐射计测量绝缘子污秽表面亮度温度,从而可获得污秽的辐射能量特性。提出用亮度温度计算绝缘子污秽等值附盐密度(equivalent salt deposit density,ESDD)、等值附灰密度(non-soluble deposit density,NSDD)的检测模型以及盐密和灰密乘积形式的检测模型。在不同测量角度下,研究干燥(相对湿度20%)和湿润(表面形成水膜)条件下,ESDD和NSDD与天线温度的关系,同时研究天线温度与环境温度及湿度的关系,并分析湿度对模型参数的影响。结果表明:ESDD和NSDD对天线温度的影响是独立的,通过测量天线温度可以同时测定ESDD和NSDD。     

基于泄漏电流脉冲主成分分析的外绝缘污秽状态评估方法

为了防止污闪事故的发生,需要对外绝缘污秽状态进行评估。本文提出一种基于泄漏电流脉冲主成分的外绝缘污秽状态评估方法。首先对一种常用悬式绝缘子进行人工污秽试验,利用泄漏电流测量系统记录不同等值附盐密度(ESDD)和不同相对湿度(RH)下的电流波形,根据脉冲阈值的不同,将泄漏电流脉冲分成80档。利用主成分分析,从中提取一组泄漏电流脉冲主成分向量,用于概括原80档脉冲包含的信息。聚类分析和综合主成分分析的结果表明,绝缘子泄漏电流脉冲主成分向量与污秽度之间存在密切的关系,可以为外绝缘污秽状态评估提供重要参考。