输电线路绝缘子串检测机器人设计与应用

设计一种绝缘子串带电检测机器人。该机器人可以沿着绝缘子串自由攀爬,集绝缘检测、外观检测于一体,可以有效判别绝缘子低、零值和表面裂纹等缺陷。详细介绍绝缘子串检测机器人的整体结构、工作原理及现场应用,该机器人的应用能够减轻人工检测的劳动强度,降低输电线路运行维护成本。     

一起220kV瓷绝缘子钢帽炸裂故障分析

针对一起220 kV耐张串瓷绝缘子钢帽炸裂后故障串及并行非故障串瓷绝缘子进行了外观检查、P RT V憎水性检测、绝缘电阻测试、工频交流耐压试验、机械破坏负荷试验,试验结果及现场故障情况分析认为此次故障为瓷绝缘子串中低、零值绝缘子片数过多造成的整串绝缘子击穿故障.     

330kV变电站悬式瓷绝缘子失效原因分析

针对某330 kV变电站悬式瓷绝缘子炸裂失效问题,采用紫外成像检测方法对该站绝缘子进行了在线检测,发现由该绝缘子生产厂家供货的多串绝缘子存在不同程度的电晕放电。通过对已应用的该厂家瓷绝缘子进行绝缘电阻测量和解剖试验检测与分析,最终确定失效原因是该批瓷绝缘子存在质量问题。     

输电线路绝缘子更换带电作业机器人控制方法

针对完全依靠人工带电更换高压输电线路悬垂绝缘子串作业效率低、劳动强度大、高空、高压危险的不足,设计了一种双臂、双机械手的绝缘子串更换带电作业机器人构型,提出了速度、位置混合控制模式下基于电磁传感器的机器人定位控制方法,给出了机器人更换绝缘子串的作业流程,最后对机器人进行工频耐压试验并在实际线路上进行机器人带电更换绝缘子试验,结果验证了机器人具有较强的抗电磁干扰的能力,且文中所提出的绝缘子串更换带电作业机器人控制方法可行有效,进一步提高了作业效率和安全性。     

绝缘子检测机器人攀爬机构研究现状分析

劣化绝缘子会给架空输电线路运行带来严重的安全隐患,需及时检测和识别低值和零值绝缘子,采用机器人替代人工检测低值和零值绝缘子具有降低劳动强度、提高安全性、提高检测效率等优势,是当前的研究热点之一。绝缘子检测机器人的攀爬机构是使机器人实现在绝缘子串上自动行走的移动机器人机构,是机器人实现检测作业的基础和载体,对劣化绝缘子的检测工作具有至关重要的作用。本文对绝缘子检测机器人的国内外研究现状进行了调研分析,对攀爬机构的关键技术进行了研究和梳理,分析了机器人攀爬机构的发展趋势,为绝缘子检测机器人攀爬机构的设计开发提供了有益参考。     

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。     

基于红外检测的劣化瓷绝缘串诊断方法

劣化瓷绝缘子钢帽炸裂掉串事件在国内多次发生,严重威胁输电线路安全稳定运行。采取有效手段及时检测出劣化瓷绝缘子,对于防止劣化瓷绝缘子钢帽炸裂掉串事件具有重要意义。基于红外热像仪采集每片绝缘子钢帽温度,对比正常绝缘子串和劣化绝缘子串的温度分布曲线特征,提出劣化绝缘子串诊断方法和判据,实现快速定位劣化绝缘子串,为精细化逐片诊断劣化绝缘子极大地缩小范围,提高工作效率。     

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。     

特高压交流瓷绝缘子串电压分布的计算分析

特高压输电线路长串绝缘子的电压分布很不均匀,所以需要对其电压分布进行研究。为此,采用模拟电荷法和边界元法相结合分别计算出各片瓷绝缘子与杆塔、导线等之间的杂散电容,并应用此计算结果构建链式电路的方法,综合各种影响因素简洁有效地计算分析了交流1 000kV输电线路瓷绝缘子串在干燥及均匀污湿状态下的电压分布情况。计算结果表明:绝缘子的自电容对电压分布的影响不是很大,均压环是控制特高压绝缘子串电压分布的最主要方法;绝缘电阻在300MΩ以上时,绝缘子的表面状态对绝缘子串的电压分布影响很小,泄漏电导在一定范围的增大可以使绝缘子串电压分布更均匀,若采用半导体釉绝缘子,每片的电阻在10～20 MΩ左右即可;低值绝缘子加剧了电压分布的不均匀性,对其邻近绝缘子影响较大,当其处于导线侧附近时,临近绝缘子的最大单片电压降将增加到30kV以上。     

输电线路绝缘子检测机器人设计

介绍绝缘子带电检测机器人成为一种有效的解决方案。机器人可完成在绝缘子串上的前后移动,自动检测绝缘子片的绝缘性能和外观特征,对劣质绝缘子及表面缺陷进行有效判别及预警,提高检修效率,降低输电线路运维成本,提高整个线路绝缘子串的整体管理水平。     

盘型悬式瓷绝缘子串电路模型及电力传输特性仿真研究

为了给输电线路低压侧杆塔上的在线监测设备供电,提出了一种新型沿盘型悬式瓷绝缘子串进行电力传输的方法,以盘型悬式瓷绝缘子串作为能量传输的载体,将输电线路上在线取能装置获得的电能通过高频变换的方式传递杆塔一侧。文中以500 kV线路为例建立输电线路三维仿真模型,通过Maxwell矩阵计算得出绝缘子与输电线路之间的杂散电容。再通过Multisim软件搭建绝缘子串分布参数电路模型,研究电路模型的电力传输特性,分析了劣化绝缘子与杂散电容对绝缘子串能量传输特性的影响。仿真结果表明,在频率为38 MHz电能可以通过绝缘子串传递到另一侧,能量传输效率为74.576%,且绝缘子劣化与外界环境变化对于其传输特性影响可以忽略。由此可见,利用盘型悬式瓷绝缘子串作为能量传输载体为杆塔在线监测设备供电具有可行性。     

特高压交流输电线路瓷绝缘子串电位和均压环电场分布计算模型的简化

特高压交流输电线路绝缘子串电位和均压环表面电场分布计算有限元模型具有模型尺寸大、结构复杂、媒质种类多的特点。为保证计算精度,需全面分析相关因素的影响,以合理简化计算模型,提高计算效率。该文建立了特高压交流输电线路瓷绝缘子串的三维静电场有限元全模型和简化模型,全面分析了杆塔、导线、连接金具、联板及相间作用等因素对电位和电场分布的影响,最后验证模型简化的合理性。全模型和简化模型计算结果对比表明,将三相导线控制在一定长度、对杆塔合理简化、省略联板和金具并且只建立单相绝缘子串模型的简化方法可行,用简化模型代替完整模型进行绝缘子串电位和均压环表面电场分布的分析能够减小计算规模,提高绝缘子串和均压环参数优化配置分析效率。     

紫外成像法检测支柱绝缘子的破损缺陷

绝缘子的破损是一种常见缺陷,会影响绝缘子的绝缘性能。特别是线路上运行的绝缘子破损时,可能会导致线路绝缘水平下降,严重时甚至引起电网事故。但传统线路巡检手段难以检测出这一缺陷。笔者采用新兴的紫外成像检测手段,对110kV线路悬式瓷绝缘子串、瓷支柱绝缘子和硅橡胶复合绝缘子含破损缺陷的情况进行人工模拟,观测了不同环境条件下不同破损程度的绝缘子在破损位置不同时的紫外图像。试验结果表明,紫外成像仪作为一种逐渐得到推广的新型线路巡检设备,能有效地检测到部分绝缘子的破损缺陷,从而达到对线路早期故障进行预防的效果。     

35kV盘形悬式瓷绝缘子串断裂事故分析

分析盘形悬式瓷绝缘子串在线路发生单相接地后出现断裂的事故原因。通过随机抽取两片可表征事故绝缘子电气性能的同批次同型号绝缘子进行电气试验,试验结果表明试品绝缘子陡波耐受性能不合格,其瓷片层间绝缘存在微观缺陷。综合考虑试品电气试验结果和事故特征可判定,事故绝缘子瓷片层间绝缘在间歇性电弧接地过电压的作用下发生内击穿是造成本次绝缘子串断裂事故的直接原因。为避免类似事故再次发生,应杜绝陡波耐受性能不合格的绝缘子入网运行。     

输电线路瓷绝缘子雷击掉串分析及对策

为了防止架空线路瓷绝缘子掉串危及电网安全运行,以220 kV丰金线50号耐张塔耐张双串绝缘子串其中一串脱落的危急缺陷及220 kV万文I线61号线杆遭雷击后B相绝缘子串掉串事件展开分析,结合掉串绝缘子的机电试验数据,详细分析了瓷绝缘子串掉串的原因,并提出了整改防范措施.     

新型高压输电线路绝缘子检测机器人研发方案

提出了一种针对超、特高压交流输电线路绝缘子的检测机器人研发方案,所研制的机器人具有高效的行走和检测方式,其体积小巧、轻便易用、可检测绝缘子串零值。检修人员只需配合机器人检测程序操作,将机器人放置在需要检修的绝缘子上即可。机器人会自动逐片移动检测,每越过一片绝缘子,立即触发智能绝缘子检测单元,完成阻值检测。软件仿真与硬件测试表明,该绝缘子检测机器人能够实现智能化安全检测,对保证电力系统的安全稳定运行具有重要的社会效益和经济效益。     

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。     

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。