温度、湿度和风速对红外检测绝缘子的影响分析

为研究温度、湿度和风速对红外成像法检测绝缘子的影响,提高绝缘子红外检测的准确性,以110 kV绝缘子串为例,采用有限元分析方法研究温度、湿度和风速对均匀污秽和非均匀污秽条件下绝缘子串温度分布的影响。仿真表明:相同条件下,均匀污秽绝缘子温度略高于非均匀污秽绝缘子温度;温度对绝缘子红外检测影响较小;相对环境湿度显著影响绝缘子温度分布,湿度越低,越不利于检测,容易造成误检,其中相对湿度80%时,零值绝缘子容易被检测;风速对绝缘子温度分布影响较大,风速越大,对绝缘子温度分布影响越大,因此,对绝缘子进行红外检测时,风速不宜大于4 m/s。仿真结果可用于指导电网红外巡检工作,保障绝缘子红外巡检结果的准确性,从而实现电网的安全稳定运行。     

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。     

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,在实验室进行非接触式零值绝缘子检测试验,验证仿真结果以及所提方法的有效性。研究结果表明:零值绝缘子造成的空间电场畸变率可达20%;当检测距离为300 mm时,利用所提方法及装置可以有效识别零值绝缘子。     

应用盘面特征识别红外检测盲区的零值绝缘子

依据铁帽特征的零值绝缘子红外检测存在检测盲区,零值绝缘子的漏检将严重威胁电网的安全运行。本文将盘面特征纳入劣化识别判据中,建立了湿污绝缘子串盘面温升求解模型,该模型通过对串中不同位置绝缘子表面干燥带及干燥带电弧等运行状态进行判别,再根据热交换过程中功率平衡求解出盘面温升分布;并提出了以零值绝缘子与相邻绝缘子盘面温差特征来识别红外检测盲区内的零值绝缘子。仿真和试验结果均表明:湿污状态下,零值绝缘子盘面呈现"负温差"特征,且"负温差"程度由表面污秽度、空气湿度和零值绝缘子在串中的位置决定。     

基于红外测温的零值和污秽绝缘子快速检测试验研究

红外测温技术具有不接触、不停运、不取样、检测速度快的优点,是绝缘子运行状态在线检测的重要方法之一。文中在绝缘子发热机理和红外热像技术的原理上,立足电力工作中零值和污秽绝缘子快速检测,分别对零值绝缘子位于绝缘子串不同位置时红外测温试验对比,以及对污秽绝缘子串与清洁串的红外测温对比,试验结果表明,当绝缘子串有严重污秽和零值绝缘子存在时,其热像表征图像发生明显的突变。此外,当零值绝缘子位于串中靠近高压端时,其热像图像显示零值绝缘子与相邻正常绝缘子平均温差最大,位于中部时与相邻正常绝缘子平均温差最小,位于低压端时为高压端和中部之间,因此可利用红外测温技术通过精度较高的红外热像仪对串中零值绝缘子和污秽绝缘子快速辨别。     

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。     

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。     

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。     

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。     

考虑环境相对湿度和污秽度的零值绝缘子红外检测方法

零值绝缘子红外检测方法因精准、高效、安全等优点得以广泛应用,但其测量结果易受环境相对湿度和污秽度影响。为此,文中首先建立污秽绝缘子串电-热-流场耦合模型,分析零值绝缘子位置、环境相对湿度和污秽度对绝缘子串温度分布的影响;然后提出一种基于相邻温升差的零值绝缘子红外检测方法,并进行试验验证。结果表明:零值的存在会使绝缘子串连续性马鞍型温度分布遭到破坏;绝缘子离回转中心轴越远,温升越小,反之越大,最大温升出现在铁脚与下表面连接处;随着环境相对湿度和污秽度的增加,绝缘子串的整体温升逐渐增加,零值绝缘子与正常绝缘子温升差逐渐变大。试验结果证明了所提方法用于现场零值绝缘子检测的可行性和有效性。     

基于有限元分析的悬式绝缘子串电场仿真

利用有限元分析法计算得到了良好绝缘子串内部、沿面及空间电场分布情况,并对绝缘子串不同位置存在零值绝缘子时的空间电场进行仿真,研究了零值绝缘子对整体绝缘子串电场分布影响以及因素。     

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。     

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。     

输配电线路零值绝缘子红外检测技术研究*

瓷绝缘子在长期机电负荷与恶劣气候条件影响下,易发生劣化并出现零值现象,导致绝缘子串的有效爬电距离缩短,在过电压下易发生闪络击穿,严重威胁输配电线路的安全运行。红外热像法因其非接触式、安全高效的优点,成为现有技术中相对可行的零值绝缘子带电检测方法。介绍了红外成像技术检测零值绝缘子的原理,概述了红外图像预处理、红外热像特征提取与零值绝缘子识别模型的研究现状,提出了零值绝缘子红外热像智能检测流程,可为零值绝缘子的带电检测提供参考。     

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。     

不同湿度下低值瓷质绝缘子的发热特性

绝缘子串中劣化低值绝缘子对电网的安全运行构成了潜在的隐患。以瓷质绝缘子为试品,利用红外成像技术重点分析了不同阻值的低值绝缘子在不同相对湿度、不同位置条件下对检测的影响;并提取数据绘制了温升曲线,研究了其发热规律,最后通过Comsol有限元分析法进行了模拟仿真。实验结果表明:低值绝缘子位于绝缘子串高压端时易于检测,阻值较大的低值绝缘子位于串中部或接地端时易漏检;劣化绝缘子的温升幅度与阻值大小并不成线型规律变化,阻值为30 M?左右时发热最大;污秽等级为I级,相对湿度在70%～80%时,绝缘子发热最大,相对湿度90%时,劣化绝缘子温升有所下降,会致使误检或漏检的发生。     

高压瓷绝缘子红外热像检测盲区研究EI北大核心CSCD

为提高红外成像法检测劣化绝缘子的准确性,提出一种基于电网络法的红外热像检测盲区分析方法。根据绝缘子串电压分布,结合绝缘子的发热模型,对比了理想条件下和存在测量误差时的红外热像检测盲区,并就盲区绝缘子对绝缘子串整体温升的影响进行了分析。仿真和试验结果表明:红外热像检测盲区的大小由绝缘子在串中的位置和测量误差决定,绝缘子串两端的绝缘子处于盲区时,对整串绝缘子存在明显的温升抬升效应。根据仿真及试验所得的规律,提出减少红外热像检测盲区的措施,为绝缘子劣化检测提供参考和方法借鉴。     

高压瓷绝缘子红外热像检测盲区研究

为提高红外成像法检测劣化绝缘子的准确性,提出一种基于电网络法的红外热像检测盲区分析方法。根据绝缘子串电压分布,结合绝缘子的发热模型,对比了理想条件下和存在测量误差时的红外热像检测盲区,并就盲区绝缘子对绝缘子串整体温升的影响进行了分析。仿真和试验结果表明:红外热像检测盲区的大小由绝缘子在串中的位置和测量误差决定,绝缘子串两端的绝缘子处于盲区时,对整串绝缘子存在明显的温升抬升效应。根据仿真及试验所得的规律,提出减少红外热像检测盲区的措施,为绝缘子劣化检测提供参考和方法借鉴。