基于紫外脉冲法的非接触式低值(零值)绝缘子在线监测系统

目前低值(零值)绝缘子检测手段主要有电压分布法、电晕脉冲法、红外热像测温法及超声波法等,但均有一定的不足.文中提出了全新的紫外脉冲法:当线路上存在低值绝缘子时会造成绝缘子串电压分布改变,从而使绝缘子串的放电脉冲数目增加,并引起放电紫外光脉冲的相应变化.在线路杆塔上加装根据文中方法研制的监测装置,对绝缘子串放电脉冲引起的紫外光的185 nm～260 nm(日盲区)部分进行连续在线监测,分析紫外脉冲的变化,可以发现低值(零值)绝缘子.由紫外脉冲法构成的绝缘子监测系统,不需和绝缘子接触,检测距离可以远达4 m以上,适用于线路绝缘子在线监测.文中方法经过了110 kV线路的实验验证,证实了检测效果.     

基于紫外脉冲法的绝缘子污秽状态监测

为及时监测绝缘子的污秽状态,根据绝缘子污秽程度与放电脉冲的关系和绝缘子放电时紫外脉冲的特性,提出了一种基于紫外脉冲法的绝缘子污秽状态在线监测技术,通过绝缘子放电强度和次数的变化判断绝缘子污秽程度。110kV线路试验的结果表明,在线监测表面放电时的紫外脉冲可监测绝缘子的污秽状态,且不需接触绝缘子,与绝缘子的距离可以达到4m。     

电晕指纹法地面检测不良绝缘子串的研究

在深入研究绝缘子及绝缘子串电晕放电指纹 (N - φ谱图 )的基础上 ,提出了用绝缘子串电晕放电的指纹来检测不良绝缘子串的新方法。在该方法中 ,应用了模式识别技术智能化判别不良绝缘子串所对应的电晕脉冲指纹 ,克服了以往三相不平衡法必须寻找工频零点的缺点 ,提高了故障诊断的准确性。在此基础上 ,研制了一台智能化便携式检测样机 ,并在 1 1 0kV线路的试用中取得了较好结果 ,证明了指纹检测方法的可行性     

基于紫外成像技术的瓷绝缘子串放电程度量化评估

为利用紫外成像技术对绝缘子串的放电程度进行量化评估,首先以稳定放电源和紫外成像仪搭建试验装置,研究了增益、距离、角度和风力4种参数对紫外成像结果的影响。然后利用瓷绝缘子串开展了一系列人工污秽试验,用紫外成像仪记录下绝缘子串在电压不断升高过程中的放电现象,从紫外检测视频中提取了光子数、光斑面积和光斑数量等指标,分析了其与绝缘子串放电强度的对应关系。稳定放电源试验发现,仪器增益、距离与紫外检测结果在一定范围内均存在指数关系,角度和风力对放电的影响可忽略不计。污闪试验研究发现,从视频中提取的指标与绝缘子串放电强度存在明显的正相关关系,根据指标数值大小可将放电分为电晕放电、间歇性电弧放电和持续性电弧放电3个等级,实现了利用紫外成像技术对绝缘子串放电强度进行量化评估的目的。研究成果对紫外成像技术的应用以及绝缘子串污闪预警具有重要意义。     

波形匹配追踪算法在多局放脉冲提取中的应用

针对现场实际中可能存在多个放电源同时放电的情况，利用基于Laplace小波的匹配追踪算法，提取出每个局部放电信号的起始时刻、振荡频率和衰减系数等信息，根据这些结果来确定其是同一个放电源的多次放电，还是不同放电源的各次放电。仿真及对实验数据的分析结果显示在多个放电脉冲同时存在的情况下，用该方法提取和辨识多个局部放电脉冲信号是有效的。     

绝缘子表面电场与紫外脉冲关系以及在劣化绝缘子检测中的应用

通过仿真计算表明绝缘子串出现劣化绝缘子时,其表面以及周围空间电场分布变化明显,平均变化幅度超过10%,局部区域明显加强,因此导致电晕放电加强.绝缘子表面电场的变化将导致电晕放电中紫外脉冲的数量以及功率发生变化,基于此研制了UV-I型绝缘子检测仪,通过检测绝缘子串一段时间内电晕放电中的紫外脉冲数量的变化,判断是否存在劣化绝缘子.先后在高压大厅和现场进行了多次试验,试验结果表明:当绝缘子串中出现劣化绝缘子时,放电加强,放电中的紫外脉冲数量将增多,对于110kV和220kV的相对放电变化率分别超过10%和8%,与仿真电场变化比成正比,UV-I型绝缘子检测仪能有效检测劣化绝缘子.     

110kV劣化瓷质悬式绝缘子空间电场研究

输电线路运行的绝缘子发生劣化时,其周围空间电场相对正常状态会发生局部畸变,因此比较和分析绝缘子劣化前后的电场分布特性,可以识别出劣化绝缘子。文章通过有限元仿真软件建立110 k V瓷质悬式绝缘子的1:1有限元电场仿真模型,得到绝缘子串性能良好时的电场分布参考曲线;通过改变绝缘子串劣化位置和程度,获得劣化状态下绝缘子串的空间电场分布变化曲线。仿真结果表明:绝缘子串劣化区域的轴向电场强度显著降低,其中零值绝缘子比低值绝缘子的下降程度更为突出;另外随着测量距离的增大,劣化绝缘子造成的电场畸变逐渐减弱。在高压实验大厅搭建绝缘子空间电场实验平台,用光学电场传感器测量了绝缘子串在不同情况下的轴向电场并通过"直线归一法"对测量数据进行了处理,试验结果表明:劣化绝缘子附近的轴向电场显著减小,与仿真结果一致。因此,测量空间电场可以实现劣化绝缘子的带电检测。     

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。     

长绝缘子串冲击绝缘强度的提高

据原苏刊报道,用装设辅助并联回路和提高绝缘子串下部绝缘子的电容的方法,可提高绝缘子串负极性雷电冲击绝缘强度,但对于正极性雷电冲击放电特性无影响。当由10只绝缘子组装成4个辅助回路时,绝缘子的正负极性雷电冲击放电电压均获提高。装在绝缘子串下部的辅助并联回路则能提高正极性放电电压,却不能够大大提高50%负极性冲放电电压。     

基于三相幅值相位关系分析的交叉互联电缆局部放电宽频检测和分析

电力电缆是电力系统中重要的输电设备之一。为减小屏蔽层损耗和降低电缆末端的电压升高,长距离三相输电电缆通常采用交叉互联接地方式。所以,现场检测交叉互联电缆的局部放电时,即会受到外界电磁干扰信号的影响,又会受到三相电缆之间的串扰信号的影响,导致检测结果难以分析判断。为提高现场交叉电缆系统局部放电的有效检测和准确分析,文中采用宽频带检测传感器现场检测了交叉互联电缆局部放电信号,基于放电脉冲波形图、放电PRPD谱图和3PARD谱图,通过分离分类的方法对现场检测结果进行了识别分析。研究结果表明,利用宽频带传感器可获得更多的局部放电信息,有效抑制外界干扰信号;三相幅值相位分析法可有效区分不同相的局部放电信号,排除三相放电信号串扰的影响,从而实现对放电源的识别。     

A Novel Method for Live Detection of Faulty Direct Current Insulators

Considerable work has been done on the live detection of faulty elements in the insulators of overhead AC transmission lines but very little on their dc equivalents. One method that has proved successful for the AC case is the measurement of the electric field along the insulators, parallel to the axis and at the rims of the sheds (composite insulators) or of the insulators in a string (porcelain insulators). The DC transmission-line voltage will always include ripple; therefore, it was considered possible that the field due to the ripple component, the ldquoharmonic electric field,rdquo could be used in a similar manner. This has proven to be the case as demonstrated by the results of the experiments, both in the field and the laboratory, which are presented in this paper. Field measurements showed that the harmonic electric field could be measured under live conditions and provide repeatable results, both on composite insulators and on porcelain insulator strings. Laboratory measurements of the harmonic electric field were made along healthy composite insulators and some with artificial faults, and along strings of healthy porcelain insulators and strings with a faulty insulator included. The results of laboratory experiments showed that the faults could be identified and located effectively.     

分体式绝缘子检测机器人的电场分析及测试试验

超、特高压输电线路绝缘子串较长,采用绝缘子检测机器人检测更为方便和有效。但目前的绝缘子检测机器人主要为攀爬方式,体积大、结构复杂,需要进行改进。为此设计了一种适用于悬垂绝缘子串检测的轻便型分体式绝缘子检测机器人,对绝缘子机器人周围的电场分布进行了仿真计算与分析,并进行了220 kV绝缘子串的测试试验,结果表明：所设计的检测机器人本体最大电场强度为1 753 kV/m,不会发生起晕;绝缘子检测机器人的测量电压值小于绝缘子原始电压分布值,可通过补偿修正得到实际的绝缘子电压分布,并进行低、零值绝缘子检测。     

高海拔超高压绝缘子串雷电冲击伏秒特性

绝缘子串雷电冲击伏秒(V-s)特性曲线对于输电线路防雷设计和并联间隙装置设计具有十分重要的意义。为深入了解该特性,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室对220kV 14片XP-70瓷绝缘子串以及与其干弧距离长度相同的复合绝缘子、500kV 28片XP-70瓷绝缘子串进行了雷电冲击V-s特性试验。试验表明:绝缘子串V-s特性与其干弧距离成正比关系,和材质无关;瓷绝缘子串闪络时,电弧从绝缘子串高压端逐片向上爬升,但在接地端会短接最后2～5片绝缘子,而复合绝缘子则在高压端和接地端之间直接形成放电通道,并可能有次要发展通道存在。     

500kV线路耐张复合绝缘子安全系数的选取

500kV线路的传统盘形瓷耐张绝缘子过于沉重、抗污闪性能不足、零值和经济性能差的问题越来越突出,需要采取新的技术措施。复合绝缘子以其重量轻、机械强度高、防污闪性能好等优点,已经在电力线路中的悬垂串中取得了良好的效果,解决其安全系数的选取问题是复合绝缘子应用于500kV线路耐张串上的关键问题。为此,从对比研究的思路出发,运用架空导线非线性动力学的分析方法,分析比较耐张复合绝缘子和悬垂复合绝缘子在动态力下的冲击系数。结果表明在断联、脱冰跳跃、舞动、台风等动态力作用下,耐张复合绝缘子的总体动态力冲击系数不大于悬垂复合绝缘子,得出结论:耐张复合绝缘子的安全系数与悬垂复合绝缘子一样取3是合适的。     

基于电路等效变换的绝缘子串电压分布研究

笔者提出了一种新的基于电路等效变换的绝缘子串电压分布计算方法,不仅具有与电网络法相媲美的普遍适用性,还具有极高的计算效率,易于被各种语言编写成仿真计算程序.通过人工污秽实验确定了绝缘子在各种工况下(良好、劣化、洁净、染污)的基波电容和基波电阻范围,为仿真计算提供了实验依据.运用文中方法和实验数据对某500 kV线路绝缘...     

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。     

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。