交直流电压下绝缘子放电紫外脉冲与泄漏电流对比分析

绝缘子污闪是威胁电力系统安全可靠运行的主要因素之一,如何有效检测绝缘子污秽状态成为污闪防治的关键。本文基于搭建的污秽绝缘子放电紫外脉冲检测系统,利用人工气雾室开展了不同污秽分布与空气湿度下陶瓷绝缘子放电紫外脉冲检测与泄漏电流对比实验研究。实验结果表明:直流电压下,不同污秽分布与空气湿度下绝缘子放电紫外脉冲数与泄漏电流具有相似的规律,可采用绝缘子放电紫外脉冲数替代泄漏电流检测污秽绝缘子,实现绝缘子污秽状态的非接触检测与评估;交流电压下,不同污秽分布绝缘子放电紫外脉冲数区别不大,难以通过紫外脉冲检测实现不同污秽分布绝缘子的区分。研究工作为输电线路绝缘子污秽状态非接触检测与评估提供了参考。     

基于紫外光辐射照度特征的污秽瓷绝缘子绝缘状态评估方法

绝缘子污秽放电严重威胁电力系统的安全稳定运行,及时掌握污秽绝缘子的绝缘状态意义重大,文中旨在研究基于日盲紫外检测的污秽瓷绝缘子绝缘状态评估方法。首先,基于220 kV输电线路瓷绝缘子污秽放电试验,结合污秽绝缘子的放电现象、泄漏电流信号及紫外放电图像特征,将污秽瓷绝缘子的绝缘状态划分为“正常”、“一般”、“较差”、“极差”,并利用紫外放电检测结果一致性方法以及统计分析的方法,选取了3个基于紫外光辐射照度的特征参量;其次,以环境湿度、仪器增益及3个光辐射照度特征参量为输入变量,绝缘状态为输出变量,采用黏菌优化算法对支持向量机的惩罚因子与核函数参数进行优化并建立了污秽瓷绝缘子的绝缘状态评估模型;最后,将绝缘状态评估模型的测试集验证结果与采用粒子群优化算法、麻雀搜索算法优化的支持向量机分类模型进行对比,发现其分类准确率更高,可达93.85%。文中所建立的污秽瓷绝缘子绝缘状态评估模型同样适用于其他型号的紫外成像仪,极大提高了污秽绝缘子紫外检测的实用性。     

铁道供电高压污秽绝缘子泄漏电流在线检测系统研究

高压绝缘子是铁道牵引网中连接支柱和接触线的重要设备,其绝缘状况直接影响供电系统的安全和稳定。文中分析了高压绝缘子污秽闪络放电的机理,系统研究了泄漏电流大小、脉冲频次与绝缘子污秽程度以及湿度等环境变量的关系,提出了检测绝缘子泄漏电流有效值及脉冲频次相结合的方法综合评估绝缘子的状况。试验结果表明,在线检测系统可以有效地对铁道供电输电线路高压绝缘子泄漏电流实时监测。     

污秽绝缘子紫外在线监测系统

电力传输线的绝缘子污闪事故时有发生,严重威胁着电力系统的安全运行。绝缘子发生污秽闪络之前,放电强度迅速增加,紫外线辐射强度也随之增加。利用这种特性,提出了一种基于日盲型紫外传感器的绝缘子污秽状态监测方法,完成了在线监测系统的软、硬件方案设计。绝缘子污秽状态与紫外脉冲强度直接相关,同时又受绝缘子运行年限、温度、湿度等因素影响。本文建立了基于层次分析法的绝缘子污秽状态模糊综合评判模型,研究了各因素对绝缘子污秽状态的影响,确定了各因素的模糊隶属度函数,并通过软件编程实现了该模型。通过在重庆市璧山供电局挂网试验,证明系统具有可靠性高、响应速度快、成本低等优点,具有广泛的应用前景。     

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。     

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。     

基于紫外图像的接触网棒瓷绝缘子污秽状态检测

为了检测接触网绝缘子的污秽状态,采用紫外成像检测技术对接触网常用的棒瓷绝缘子进行研究。对绝缘子人工涂污并对污秽绝缘子在人工气候室内进行了放电试验,拍摄紫外图像和视频,对图像进行处理,提出用阈值滤波对二值图像去噪的方法,提取并定义了"光斑面积百分比"这一图像特征。通过对不同相对湿度下不同污秽等级绝缘子的污秽放电试验,得出湿度和污秽等级对绝缘子放电的影响规律,并将此作为污秽状态评估的依据。建立以光斑面积百分比、相对湿度为输入,绝缘子污秽程度为输出的模糊推理模型,并将其与视频图像处理部分融合,构建基于紫外视频图像的外绝缘污秽状态检测系统。     

污秽绝缘子高频泄漏电流特征的研究

泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关,监测泄漏电流是评估绝缘污秽状态的重要手段。为克服传统泄漏电流法的缺点,笔者通过人工污秽试验方法,研究了玻璃绝缘子的高频泄漏电流,并对几种污秽表面状态的高频泄漏电流的幅值、波形和频谱特征进行了分析,提出了污秽绝缘子的高频泄漏电流特征,以及高频泄漏电流特征参数与等值盐密的相关性。     

基于模糊神经网络的绝缘子表面污秽在线监测

在恶劣的自然环境下,积污绝缘子随时可能发生闪络。在实验室模拟试验和现场实测数据基础上,分析了环境因素对不同污秽程度绝缘子外部电气特性的影响。通过选择泄漏电流有效值、泄漏电流峰值及泄漏电流脉冲频次、环境温湿度等参量作为输入参数,提出采用模糊神经网络方法实现对输电线路绝缘子污秽状况在线监测结果的综合评定。介绍了基于模糊神经网络的污秽评定模型的构建过程,最后列举部分试验数据验证了该方法的可行性。     

基于模糊输出BP神经网络的绝缘子等值盐密预测

等值盐密法是衡量绝缘子污秽状态常用的方法,但是,它却不能实时地对污秽状态进行评估。首先对3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其在运行电压作用下、不同等值盐密、不同相对湿度时的泄漏电流波形并对此进行分析;采用神经网络和模糊数学结合的方法,建立了不同湿度下泄漏电流和等值盐密的关系。选取了具有模糊输出的多层BP神经网络,使用Levenberg-Marquardt快速学习算法对存文建立的模糊输出神经网络进行了训练。最后,利用部分试验数据进行验证。结果表明,使用该方法能够较准确地预测绝缘子的等值盐密。     

基于模糊输出BP神经网络的绝缘子等值盐密参预测

等值盐密法是衡量绝缘子污秽状态常用的方法,但是,它却不能实时地对污秽状态进行评估.首先对3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其在运行电压作用下、不同等值盐密、不同相对湿度时的泄漏电流波形并对此进行分析;采用神经网络和模糊数学结合的方法,建立了不同湿度下泄漏电流和等值盐密的关系.选取了具有模糊输出的多层BP神经网络,使用Levenberg-Marquardt快速学习算法对存文建立的模糊输出神经网络进行了训练.最后,利用部分试验数据进行验证.结果表明,使用该方法能够较准确地预测绝缘子的等值盐密.     

基于放电紫外成像特征的污秽线路盘形绝缘子绝缘状态评估

绝缘子是电网主要电气设备之一。绝缘子污秽闪络严重威胁电力系统的安全稳定运行,及时掌握污秽绝缘子的绝缘状态意义重大。文中从绝缘子放电紫外视频中进行帧提取,对提取的图像进行紫外光斑分割,计算得到光斑面积及其时间序列,并分析其与不同放电阶段泄漏电流之间的关联关系,给出绝缘子的绝缘状态并进行闪络预警。构建了湿度连续可调的人工雾室,利用紫外成像仪记录了盘形线路绝缘子污秽放电视频,提取其放电的紫外特征,结合肉眼观察、放电电流信号及相关参数,将绝缘子的绝缘状态划分为:"正常"、"一般"、"较差"和"很差"。提取了光斑面积序列的算术平均值、最大值、标准差和放电频度4个特征参数,对样本数据进行了聚类分析。工程实际应用表明了光斑面积序列对绝缘子的绝缘状态评估的有效性。     

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。     

不溶物吸湿性对绝缘子泄漏电流的影响

污层受潮是污秽外绝缘放电的先决条件,受潮程度由大气环境与污层吸湿性共同作用。为此分析了可溶物与不可溶物的吸湿过程,以磷酸铝作为强吸湿性不溶物,加入到人工污秽成分中。在恒湿环境下开展污秽绝缘子放电试验,研究不溶物吸湿性对绝缘子泄漏电流的影响,主要分析泄漏电流波形、最大幅值、基波幅值、3次谐波幅值以及基波电流电压相位差。结果表明:不溶物吸湿性会影响绝缘子泄漏电流,影响程度由大气湿度与强吸湿性污秽含量决定;污秽中磷酸铝质量分数达到20%、相对湿度≥70%时,磷酸铝污秽绝缘子的泄漏电流特征量明显异于常规污秽绝缘子;基波电流电压相位差对污层吸湿性的反应最为灵敏。强吸湿性不溶物在一定湿度下将吸收更多的水分,促进污层电解质的溶解,使泄漏电流增加,从而降低放电的大气湿度。     

高压开关柜支柱绝缘子污秽绝缘状态的试验研究及诊断

针对高压开关柜设备密封性能较差而易引发绝缘子表面污闪等问题,文中基于10 kV高压开关柜对不同条件下支柱绝缘子污秽状态展开了研究。首先,试验研究了实际运行电压下的泄漏电流,结果表明,无论是随着绝缘子表面污秽等级还是湿度等级的增加,泄漏电流基本都随之呈现指数增长的趋势;其次,加压实验结果表明,低中湿度下随着电压的增加,泄漏电流的负半周会首先出现放电脉冲,随着电压继续增加放电脉冲急剧增加,湿度越大增加趋势越明显。高湿度下由于污层干区不易形成,使得在泄漏电流正半周的放电发展更强,形成的放电通道虽少但路径较长足以贯穿整个绝缘子污层表面;最后,笔者以一个周期内的泄漏电流峰峰值作为污秽绝缘状态的表征参数,构建了表征不同绝缘等级的隶属函数,得到的结果能够良好地表征实际情况。     

一种新型绝缘子带电检测方法—紫外成像法

用泄漏电流法来检测绝缘子的运行状态是目前常用的检测方法,但有工作量大、数据不能做到综合的分析不足之处。因此提出一种新的检测方法—紫外成像法,即通过用紫外成像仪观察线路绝缘子的紫外成像特点来分析其沿面放电特点,从而判断绝缘子的运行状态。试验证明,绝缘子盐密越大,紫外光子越多;由弱电过程中紫外光子数量可以已能污秽绝缘子的弱电阶段。     

绝缘子泄漏电流在线监测系统的联网方案与实施

目前,在新疆地区已经安装了13台由西安金源电气有限公司研发的变电站绝缘子泄漏电流在线监测系统,通过系统联网的方式可将新疆各变电站采集的泄漏电流、脉冲频次以及环境条件等数据传送到中心数据库,以便深入研究绝缘子污秽与泄漏电流之间的关系,有助于实现绝缘子污秽的状态清扫.     

基于模糊逻辑方法的高压绝缘子污秽程度评定

绝缘子污秽在线监测系统常通过监测绝缘子表面泄漏电流的大小来判断在线运行的绝缘子污秽状况。研究表明,泄漏电流除了与绝缘子表面的污秽状况有关外,还受温度、湿度等环境因素影响,并且与各因素之间存在复杂的非线性关系。文中在实验室模拟试验和现场实测数据的基础上,分析了环境因素对不同污秽程度绝缘子外部电气特性的影响,提出了基于模糊逻辑推理的绝缘子污秽程度评定方法,并建立了一套模糊推理规则。通过部分实验数据验证了该方法的可行性。     

基于模糊逻辑方法的高压绝缘子污秽程度评定

绝缘子污秽在线监测系统常通过监测绝缘子表面泄漏电流的大小来判断在线运行的绝缘子污秽状况。研究表明，泄漏电流除了与绝缘子表面的污秽状况有关外，还受温度、湿度等环境因素影响，并且与各因素之间存在复杂的非线性关系。文中在实验室模拟试验和现场实测数据的基础上，分析了环境因素对不同污秽程度绝缘子外部电气特性的影响，提出了基于模糊逻辑推理的绝缘子污秽程度评定方法，并建立了一套模糊推理规则。通过部分实验数据验证了该方法的可行性。     

污秽瓷绝缘子泄漏电流的估算方法

泄漏电流的检测和分析作为污秽绝缘子在线监测的一种方法近年来引起大量关注。国内外研究表明,泄漏电流受作用电压和环境因素等的影响,但探索绝缘子泄漏电流与各影响因素之间的本质联系较少。为此,以单片的普通悬式绝缘子XP-70为试品,在人工雾室中进行了大量的人工污秽试验,利用最小二乘原理分析得到了作用电压U、盐密ρESDD和相对湿度RH与泄漏电流的具体关系式。结果表明:人工污秽试验中,绝缘子的泄漏电流幅值Ih与作用电压U、盐密ρESDD和湿度RH均有关,盐密、湿度影响较明显;随着ρESDD的增加,Ih按幂函数规律增加,特征指数为0.413;随着U和RH的增加,Ih均按指数函数规律增加,特征指数分别为0.044和9.815。研究结果对于工程中建立基于绝缘子泄漏电流的污秽度评估系统有一定的参考价值。