一种非接触式零值绝缘子检测方法及装置

由零值绝缘子导致的绝缘子串炸裂、掉串事故时有发生,严重影响电力系统的正常运行,为此,提出一种非接触式零值绝缘子检测方法及装置.首先仿真分析220 kV绝缘子串空间电场分布特性,研究不同零值绝缘子位置对其空间电场分布的影响;基于仿真结果,研制空间电场探测装置,开发零值绝缘子检测算法及后台上位机系统;最后,在实验室进行非接...     

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。     

含零值绝缘子220 kV绝缘子串电场分析

为研究零值绝缘子对绝缘子串的影响,采用有限元法对缘子串中含零值绝缘子时的电位分布和电场分布进行了分析。建立220　kV绝缘子串及杆塔和分裂导线的3D模型,研究含有零值绝缘子时绝缘子串的电位分部和电场分布变化。仿真结果表明,零值绝缘子的位置及个数都会影响绝缘子串的电位分布和电场分布。     

电场法带电检测零值绝缘子的研究

讨论了高压输电线路上悬式绝缘子串的纵向电场分布。分析存在零值时电场分布的变化后提出了带电检测零值绝缘子的新方法——电场法。实验表明用电场法可以检测出悬式绝缘子串中的零值绝缘子     

500kV绝缘子串含零值绝缘子时的电晕放电分析

由于绝缘子串中含有零值绝缘子可能会导致输电线路雷击跳闸事故,本文基于有限元法研究了绝缘子串中含零值绝缘子的电场分布,并结合紫外检测仪观测电晕放电综合研究绝缘子串的电晕放电情况。建立了绝缘子串的三维模型,考虑了绝缘串子中含有零值绝缘子时的情况,并对该模型进行了电场仿真,同时通过紫外检测技术观测了含零值绝缘子的绝缘子串电晕放电,而且电场分析结果与实测数据相符,零值绝缘子附近电场发生畸变,紫外观测数据显示零值绝缘子附近发生了电晕放电。零值绝缘子导致的电场畸变是零值绝缘子附近发生电晕放电的重要原因之一,该研究可用于高压输变电设备外绝缘状况紫外检测的诊断与评估。     

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。     

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。     

基于电场分布曲线的瓷质绝缘子零值检测技术研究

利用无人机搭载电场传感器可实现瓷质零值绝缘子的快速检测，是一种新兴的高效零值绝缘子带电检测技术。然而，基于电光效应的电场传感器由于电光晶体各向异性只能测量特定方向的电场分量，如何利用不同电场分量检测零值绝缘子仍需要研究。文中首先建立了110 k V等级瓷质绝缘子串仿真模型，获得了总电场、轴向电场分量和径向电场分量分布曲线，并考察了零值绝缘子位置、检测距离、绝缘子串离地高度等因素对不同电场分量畸变程度的影响。然后，讨论了零值绝缘子的检测方法，发现当第一片绝缘子为零值绝缘子时，可利用过零点和畸变程度作为判据，而其他绝缘子零值时可利用二次变化率判定。最后，进行高压大厅验证试验，证实了采用电场分量检测零值绝缘子的有效性，为后续无人机检测零值绝缘子提供参考。     

劣化绝缘子对悬垂串电场分布特性的影响

劣化绝缘子的存在会直接威胁到电力系统的安全运行。以仿真和实验室试验相结合的方法,分析悬垂瓷绝缘子串中有/无劣化绝缘子时的空间电场分布特性,着重分析了测量距离、劣化绝缘子位置和片数及其型式、污秽对悬垂绝缘子串空间轴向电场的影响。结果表明:劣化绝缘子对空间轴向电场分量影响最大;测量距离越远,其空间轴向电场的变化率越小;劣化绝缘子位置靠近高压端时,其空间轴向电场变化率增加,中间位置时最小且基本不变,靠近低压端时又略微增加;2片绝缘子连续劣化比不连续劣化引起空间轴向电场变化率大;对于220kV线路悬垂串只需分析低压端的3片绝缘子空间轴向电场变化率就可判断出串中是否含有零值绝缘子。因此,直接分析绝缘子串空间轴向电场的变化能够判断出劣化绝缘子及其位置。     

220kV零值复合绝缘子电场分布特性研究

随着我国电力系统的不断发展,电网安全、稳定运行越来越受到重视。复合绝缘子在输配电系统中应用广泛。复合绝缘子在强电场、高温日照、湿度、污秽物、机械应力的长期作用下,当其劣化达到一定程度时,容易发生绝缘子性能劣化,产生零值绝缘子,严重时会引起绝缘子断裂、击穿,影响输电线路安全,大大增加了该绝缘子串的闪络概率,从而发生电网停电事故。为了研究零值绝缘子对复合绝缘子电场的影响,利用相关计算软件,对220k V复合绝缘子的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,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。     

基于有限元的瓷绝缘子劣化对输电线路绝缘子串轴向电场分布影响研究

利用有限元方法研究了包含不同位置、数量与劣化程度劣化绝缘子的绝缘子串电场强度和电位分布.结果表明:高、低压端绝缘子劣化对绝缘子串轴向电场影响最大,会明显增加劣化位置的电场峰值幅值.与含单片劣化绝缘子的绝缘子串相比,当存在双片(第1和2片)重度劣化绝缘子时,对于第2片绝缘子附近的电场峰值影响较大.当绝缘子劣化位置与数量相同时,轻度劣化绝缘子相对于零值绝缘子对绝缘子串轴向电场强度的影响趋势相同,但是影响程度随劣化程度的增加而增加.     

220kV瓷绝缘子(XP-160)串的空间电场分布特性及其影响因素仿真分析

绝缘子串的电压和电场分布研究对瓷绝缘子的相关设计和运行维护非常重要。笔者根据瓷绝缘子串的实际结构和工作条件,选择有限元数值计算方法建立三维电场仿真模型进行计算分析和总结。仿真结果表明:瓷绝缘子串绝缘子伞下棱对其表面电场影响较大但对绝缘子串空间电场影响较小;避雷线对瓷绝缘子串的表面及空间电场影响甚微;不同塔型、不同相导线及其分裂数、绝缘子串型式及绝缘子型式、绝缘子的表面状态对瓷绝缘子串的周围电场值有一定的影响,在仿真分析时需予于考虑。文中仿真结果可为输电线路的设计及绝缘子在线监测提供一定的借鉴。     

输电线路劣化绝缘子电场分布仿真与检测研究

为有效检测出高压输电线路劣化绝缘子,降低劳动强度,文中首先分析了绝缘子串周围的电场分布规律,并利用Ansys软件仿真验证了利用电场分布原理实现绝缘子劣化检测的可行性,简要阐述了基于电场分布原理设计的劣化绝缘子自动检测装置。考虑到检测装置本身可能会对绝缘子串的周围电场分布造成影响,利用Ansys软件对比分析了有无检测装置时的绝缘子电场分布,仿真结果表明,检测装置的存在不影响劣化绝缘子的判别。最后,在实验室及现场对劣化绝缘子检测装置进行了零值绝缘子及存在导通性缺陷的绝缘子检测试验,结果表明,文中基于电场法的绝缘子劣化检测装置能够准确识别出劣化绝缘子。     

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。     

绝缘子表面电场紫外辐射量测仿真分析

在绝缘子串表面直接测量电场强度时,电场测量探头靠近绝缘子串引起其表面电场畸变。提出了一种通过测量紫外辐射数值间接获得绝缘子串表面电场的方法。分析了表面电场与紫外辐射之间的数值关系,采用有限元电磁场仿真ANSYS软件对XP-100悬式绝缘子串表面的电场进行仿真,得到绝缘子串周围的电场分布,并依据它们的数值关系推导出紫外辐射场分布,对紫外辐射场分布和电场分布进行对比分析。结果表明:紫外辐射场分布和电场分布保持相同的变化规律,即可通过测量紫外辐射值间接获得绝缘子串表面电场强度,验证了该方法的可行性。     

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。     

不同污秽度下零值绝缘子串温度场仿真研究

为研究含零值绝缘子串的温升分布特性,以双伞型瓷质绝缘子为研究对象,建立电 热 流多物理场耦合模型,分析不同污秽度、零值绝缘子位置、温度对绝缘子串温度分布的影响。仿真结果表明,正常绝缘子串的温升变化范围较小,含零值绝缘子串的温升变化范围相对较大,零值绝缘子的温度与其余正常绝缘子相比较低;清洁和干燥污秽条件下零值绝缘子串的温升较小,饱和湿润污秽条件下零值绝缘子串的温升较大,且污秽度越大,零值绝缘子的温度与其余正常绝缘子的差值越大;零值绝缘子位于绝缘子串两端时,与相邻绝缘子温度差较大,位于中间时与相邻绝缘子的温度差较小,随着污秽度的增加,零值绝缘子与相邻绝缘子的温度差有所增大。     

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。     

电场法在线检测直流绝缘子的可行性研究

直流输电电压中除包含直流电压以外,还存在大量的高次谐波分量,文章通过分析运行中的直流绝缘子的电场成分研究了直流绝缘子的直流电场和谐波电场的分布特点,讨论了应用直流电场法和谐波电场法在线检测直流绝缘子的可行性,谐波(直流)电场法就是利用运行中直流绝缘子串中的谐波(直流)分量电场在线检测直流绝缘子.理论分析与试验结果表明谐波电场分布较为稳定,它能够有效检测出零值瓷绝缘子和合成绝缘子的内绝缘故障,是一种在线检测直流绝缘子的可行方法.     

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。