500kV输电线低零值绝缘子对分布电压的影响及判断方法的研究

分析了500kV绝缘子串中存在低零值绝缘子时分布电压试验数据,提出了带电检测低零值绝缘子的判断方法,能准确地检测出低零值绝缘子,并可在带电检测中逐步推广采用。     

500 kV输电线路低零值绝缘子对绝缘子串电压分布的影响

为了研究低零值绝缘子对绝缘子串电压分布的影响,以30片绝缘子构成的500 kV输电线路用绝缘子串为研究对象,利用MATLAB对其电路模型进行仿真分析。结果表明:绝缘子的绝缘电阻低于500 MΩ和分布电压值低于50%的标准参考值这两种判别低零值绝缘子的方法之间没有直接的对应关系;当低零值绝缘子的绝缘电阻下降为500 MΩ时,其自身分布电压的下降程度可以忽略不计,而当低零值绝缘子的绝缘电阻下降为30 MΩ时,其自身分布电压下降约50%。     

无线通信式低零值绝缘子手持检测仪

为及时检测出挂网运行绝缘子串中的低零值绝缘子,在总结输电线路瓷质低零值绝缘子检测方法后提出一种以分布电压为主,辅助考虑泄漏电流和脉冲电流的低零值绝缘子检测新方法,并据此研制了一套可在线定量测量≤220kV电压等级的输电线路瓷质绝缘子分布电压、泄漏电流和脉冲电流的低零值绝缘子检测仪。该检测仪采用高精度小型高压分压器和傅氏滤波算法保证所测电压精度;使用低功耗微控制器并结合触发测量机制保证检测仪省电;使用无线通信技术、屏蔽桶屏蔽等抗干扰措施优化检零过程和仪器结构以保证检测仪具有高可靠性和智能性,整个检测仪轻巧、实用。     

基于EMTP软件仿真绝缘子串的电压分布

劣化绝缘子和零值绝缘子的存在直接威胁着电力系统的安全运行。在220 kV电压等级下,为得到不同频率时劣化绝缘子和零值绝缘子处于绝缘子串不同位置时对电压分布的影响,从而便于检测线路中的故障绝缘子,利用电磁暂态程序(electro-magnetic transient program,EMTP)软件对正常良好绝缘子、含劣化绝缘子、含零值绝缘子三种不同情况下的绝缘子串的等值电路进行仿真模拟,得到绝缘子串中每个绝缘子两端的电压幅值,并对实验结果进行绘图,据此分析电压分布结果。仿真结果表明,劣化绝缘子承受的电压明显下降,零值绝缘子承受的电压为零,其他正常绝缘子承受电压大致呈"U"型分布。全面分析绝缘子串的电压分布对绝缘子的优化设计及检测绝缘子的状况具有重要的意义。     

污秽对红外成像法测零值绝缘子影响的有限元分析

为研究污秽对绝缘子串电压分布及红外热像法测零值绝缘子的影响,以110 kV绝缘子串为例,采用有限元分析方法对不同污秽条件下含零值及正常绝缘子串的电压分布进行了多组仿真对比试验。结果表明:零值绝缘子位于两端比位于中部对绝缘子串电压分布的影响更大;随着等值盐密的增大,绝缘子串电压分布趋于均匀,零值绝缘子负温升特征的显著性有所下降;绝缘子串下表面覆污时的电压分布比上表面覆污时更均匀;当两端污秽度大时,绝缘子串的分布电压在中部最高。     

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。     

220kV低零值绝缘子红外检测技术应用研究

为研究输电线路绝缘子低零值红外检测方式,分析绝缘子串的电压分布及发热功率,利用耐压设备对含有劣化绝缘子进行红外分析,获取了低零值绝缘子红外热像图谱特征。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,并总结出该方法实际应用的优势和缺陷,提出应用该技术的策略建议,为研究绝缘子带电检测低零值提供参考。     

零值绝缘子误判原因分析及防止措施

变电站超长串绝缘子测零时,由于分布电压的偏低,可能导致误判.分析了零值绝缘子误判的原因,建议采用测量其分布电压,根据对应的图形来判断绝缘子是否为零值.     

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。     

环境湿度对瓷质绝缘子串电压分布及红外热像检测的影响分析

运行中的绝缘子串电压分布受多种因素影响,为此选用江西省典型污秽区220 kV变电站在线运行的XWP-70绝缘子作为实验样品,研究环境湿度对绝缘子串电压分布及红外热像检测的影响,重点分析湿度对含零值劣化串的影响。实验结果表明,自然积污绝缘子串电压分布受湿度影响明显大于洁净绝缘子串,且湿度增加将降低绝缘子串电压分布的不对称性;湿度增加有利于零值绝缘子的检测,但过大湿度极易引起误判,不利于劣化检测。因此,建议检测湿度尽可能保持在80%左右。该研究结果可为基于红外热像的劣化绝缘子检测提供理论支撑,有利于降低零值绝缘子漏报率,提升绝缘子检测准确率。     

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。     

电晕指纹法地面检测不良绝缘子串的研究

Based on the finger prints of insulator corona discharges, a new detecting method is introduced to inspect for the faulty porcelain insulator string on ground in this paper. In this method, the pattern recognition was applied to identify the corona finger prints corresponding to faulty insulator strings,improving greatly the reliability of fault diagnostics. In order to confirm this technology, we developed an intelligent prototype and operated it on some 110 kV transmission lines in China. Our preliminary results is positive, indicating that the faulty insulator strings on transmission lines can be identified by this technology easily.     

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     

基于深度学习的红外图像中劣化绝缘子片的分割方法

红外成像作技术为绝缘子在线检测的重要手段已日趋成熟,而当前对于电气设备红外图像的分析仍依靠大多依赖人工经验,缺乏智能化。传统的红外图像中劣化绝缘子的分割方法需要复杂的图像预处理和人工提取目标特征,因而存在着泛化能力差、复杂背景下识别精度低等缺陷。基于以上问题,文中提出一种基于深度学习的红外图像中劣化绝缘子的分割方法。首先搭建实验平台,获得绝缘子串在复杂背景(有其他设备和发热源干扰)下的红外图像。为了保证红外图像的多样性,拍摄在多种污秽等级下进行,选取了多种阻值的劣化绝缘子片放置在了多种位置,并不断改变了拍摄的角度。然后构建多尺度的方法实现全卷积神经网络(FCN)的3种子模型架构：FCN-32s、FCN-16s和FCN-8s,使用随机梯度下降的训练方法对模型进行端到端的训练,最终实现了红外图像中的劣化绝缘子片的自主分割提取。通过对三种子模型训练测试对比后,得出以下结果：FCN-8s模型为劣化绝缘子片分割提取最佳模型,对于验证测试数据集像素分类准确率为89.23%。结果表明文中所描述的智能化红外劣化绝缘子片分割方法,为绝缘子和其他高压电气设备的红外在线监测诊断打下了坚实基础。     

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.     

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.     

高压瓷质绝缘子电场逆问题的研究及其应用

逆问题在实际工程中有着广泛应用,绝缘子电场逆问题的解可用来检测劣质绝缘子。对于三相高压瓷质绝缘子组成的系统,根据系统的尺寸、位置等参数和模拟电荷法的基本原理建立等效模型,并建市系统逆问题方程,根据测量点 (对于110kV,每相需要3个测量点)的电场强度,利用对分法和最小二乘法求解逆问题的近似解,即匹配点的电位矩阵,然后通过数据拟合、插值计算,得到绝缘子串的电位分布,将其与绝缘子串的标准电位分布值比较,就可判断有无劣质绝缘子及其位置,最后分析了在非接触式电场测量法中杆塔对电场分布的影响。     

放电强度矢量不平衡法识别劣化绝缘子的研究

高压输电线路上的劣化绝缘子随时威胁着电力系统的安全。该文采用脉冲电流法检测三相绝缘子串的放电脉冲信号，在三相不平衡法的基础上提出了放电强度矢量不平衡法。该方法用放电强度矢量描述放电脉冲的分布，用放电强度矢量和、区域视在放电强度不平衡度作为辨识劣化绝缘子的依据。同时，采用C-均值聚类法排除偶然出现的异常统计信息，采用增量法解决三相绝缘子串固有的放电强度矢量不平衡问题。对110kV三相绝缘子串实验结果表明：用放电强度矢量不平衡法辨识劣化绝缘子是行之有效的。     

110kV零值瓷绝缘子电场仿真分析研究

瓷绝缘子长期运行后其绝缘性能和机械性能下降,容易产生零值、低值绝缘子,严重时会导致输电线路外绝缘发生闪络,发生电网停电事故。利用相关仿真分析软件,对110 kV直线猫头塔绝缘子上的无零值绝缘子和不同部位劣化绝缘子进行钢脚和铁帽的电位自由度耦合,以模拟在实际情况下的零值绝缘子,通过在电位分布云图、等位线分布图、电场分布云图、电位分布和电场分布曲线等方面的对比分析,分析不同部位零值绝缘子对绝缘子串空间电场分布特性的影响,对绝缘子劣质绝缘子的检测提供一定的理论支撑。     

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。