可扩展式高压输电线路光纤点式传感网络技术研究

针对高压输电线路运行状态监控采用有源电信号传感器存在的问题,以高压输电线路准分布式全光监测网络的设计和架构为例,基于FBG光纤传感、波分复用光纤信号传输和光纤网络拓扑技术,架构了新一代可扩展式无源输电线路全光监测网络,实现了单根光纤通道监测一条输电线路上多基杆塔的导线温度、金具温度、导线微风振动、绝缘子状态、杆塔倾斜等状态量。对比传统光学检测技术,并通过现场挂网式运行结果表明,该技术可实现多基杆塔状态监测,可满足电力系统安全稳定运行需求。     

500kV交流输电线路含缺陷复合绝缘子电场分布特性研究

500kV线路复合绝缘子应用量大,正确有效判别出含有缺陷的复合绝缘子,对于保障电网安全稳定运行意义重大。为此,基于有限元分析方法,建立了500kV交流输电线路复合绝缘子串三维有限元模型,计算了正常和含有单个导通性缺陷情况下的绝缘子和空间电场分布并归纳其特征,分析了导通性缺陷长度及位置对绝缘子电场分布和强度的影响。计算结果表明,当复合绝缘子串存在导通性缺陷时,电场强度分布曲线会出现有规律的畸变,该特征可为判断复合绝缘子是否存在导通性缺陷提供判断依据。     

超高压输电线路复合绝缘子性能老化评估

为及时了解在运复合绝缘子运行状态、系统评估电力网运行可靠性,2016年相关运行单位依据南方电网有关规定对超高压输电线路运行环境较为复杂的复合绝缘子进行抽样检测,测试内容共分为材料性能、电气性能和机械性能三项。测试结果表明,复合绝缘子在镀锌层厚度、水煮后陡波冲击、机械破坏负荷和端部密封性这四方面的性能未随运行年限的增加而出现明显老化;复合绝缘子性能老化主要体现在憎水性、带护套芯棒水扩散、伞裙漏电起痕、芯棒护套粘结性这几个方面,且性能老化程度与绝缘子运行年限表现出一定的正相关性。!     

复合绝缘子在特高压直流工程中应用探讨

综述复合绝缘子在国内外高压、超高压交直流线路应用情况,实践显示已有的复合绝缘子运行效果良好,提高了耐污闪能力,减少了运行维护的工作量。以云广±800kV直流工程为例,计算表明在耐张串上采用复合绝缘子可以满足相关规程规定,与盘型绝缘子相比具有显著的经济优势。由于在特高压直流线路耐张串应用复合绝缘子尚属首次,因此,云广直流线路中采用复合绝缘子的实践及其运行经验尤其值得关注。     

基于深度学习的输电线路绝缘子缺陷识别

传统的绝缘子缺陷识别为人工识别,效率低下,成本较高。为此,提出一种绝缘子缺陷自动识别方法。首先,采用随机森林分类法进行图像分割,实现绝缘子的目标识别;然后,采用卷积神经网络的方法实现绝缘子正常和缺陷状态的分类;最后,使用Faster R-CNN分类器实现自爆缺陷的定位。以无人机拍摄的大量绝缘子图片作为试验数据进行验证,结果表明,该方法可高效识别出绝缘子缺陷,识别率达到91.0%。研究结果可为输电线路绝缘子缺陷识别提供参考。     

架空线路复合绝缘子现场红外测试研究现状评述

酥朽断串已成为威胁复合绝缘子运行的重要问题,红外测温是发现芯棒早期酥朽缺陷的重要手段,但由于缺陷复合绝缘子发热特征不清晰、红外测试影响因素较多,限制了现场复合绝缘子红外测试效果。通过梳理复合绝缘子芯棒缺陷类型、发热机理、红外特征,并总结复合绝缘子现场红外测试影响因素,比较了现场不同测试方法的优缺点。结果表明,单一芯棒—护套粘接不良绝缘子温升数值较低,而芯棒酥化和芯棒碳化缺陷可产生数十摄氏度的温升;现场红外测试影响因素有测试角度、湿度、测试距离、伞裙对芯棒的遮挡、图像清晰度等;从测试效率、避开伞裙遮挡考虑推荐采用无人机测试方法,对于现场V型串塔身内侧绝缘子,需寻找更优的测试位置以避免伞裙遮挡。     

高海拔地区750kV输变电设备外绝缘选取方法及绝缘子选型研究

根据750kV输变电示范工程的需求,对工程可能选取的4种大吨位电瓷绝缘子、4种大吨位玻璃绝缘子和3种不同伞裙结构的高强度、大直径电站支持绝缘子进行了不同海拔高度、多种污秽程度的试验研究;试验研究了硅橡胶复合绝缘子在不同海拔高度的污闪特性;比较了有、无RTV涂层的电站支持绝缘子污闪特性的差别。利用爬电比距法和污耐压法选取了不同污区、不同海拔高度的线路悬式和电站支持绝缘子的外绝缘尺寸,推荐了三层伞和双层伞型线路绝缘子为优选伞型。研究表明硅橡胶复合绝缘子比电瓷和玻璃绝缘子的耐污闪能力优异,建议在高海拔重污区首选复合型绝缘子。     

基于无线遥控技术的绝缘子自动盐密监测系统及其应用

针对采用离线等值盐密的测量方法测量输电线路绝缘子污秽时由于环境的影响和人为的干预不能实时反映带电绝缘子等值附盐密度的问题,提出了基于无线遥控技术的绝缘子自动盐密监测系统,即利用无线传感器技术,用在线方式自动测量等值盐密度,同时监测环境温度和湿度的变化,利用GSM手机短信方式无线传输数据,主站计算机将对数据进行解码处理、分析,从而提供污区的现场污秽度及瞬间变化参数。实例应用结果表明,该系统准确、可靠、稳定,满足标准规定和输电线路绝缘子运行的要求。     

电站设备外绝缘全复合化趋势

目的在于充分论证电站一次设备外绝缘全复合化的可行性和必要性。首先从材料特性、制造工艺、结构特点等角度阐述了传统瓷绝缘子的弱点,在此基础上对复合绝缘子和瓷绝缘子机械电气性能、耐候性能、运行维护以及环境友好性等方面进行了分析比较,并提出了针对各类型设备的复合解决方案。结论表明复合绝缘子拥有明显的技术经济性优势,复合绝缘子逐步取代传统瓷绝缘子应用于电站设备外绝缘,实现外绝缘的全复合化是电网发展的必然趋势。     

输电线路脱冰动力响应数值仿真

针对输电线路的脱冰跳跃现象,采用有限元数值仿真方法研究输电线路脱冰动力响应,根据导线实际截面推导得出导线单元6自由度刚度矩阵,构建了包括输电塔、导地线、绝缘子、间隔棒等在内的精细有限元模型,分析了档数、脱冰率、档距、覆冰厚度、导线型号、风速、绝缘子串串型和材料及高差这9个参数对输电线路脱冰的影响,并通过大量数据拟合出可考虑多参数影响的导线脱冰跳跃高度简化公式。另外,考虑脱冰作用和横向风荷载的时间相关性,研究了多相导线间在脱冰和横向风共同作用下复杂的相互运动。     

基于SAR和GIS输电线路广域监测系统设计及应用

为了能够大范围、广角度地对输电线路进行监测,基于高分辨率合成孔径雷达（SAR）和遥感与地理信息系统（GIS）设计了输电线路广域监测系统。该系统以遥感监测的输电线路铁塔、输电走廊地形、违章建筑和广域火灾等雷达影像为基础,以三维GIS为平台,实现监测信息的显示、储存、分析、预警、灾后评估和决策功能。应用结果表明,该系统虽有不足,但广域监测效果及应用前景较好。     

界面微气隙大小对复合绝缘子绝缘性能的影响

为了给复合绝缘子制造、安装和运行提供技术指导,对复合绝缘子界面微气隙周围的场强及电位分布进行了研究。通过对实例中复合绝缘子界面局部微气隙进行三维建模计算,分析微气隙内部场强电位分布、芯棒-护套界面上的场强分布及伞裙边场强电位分布随微气隙大小的变化规律。结果表明,随着界面局部微气隙的变化,复合绝缘子电场、电位分布均发生改变,且气隙越大,气隙附近的场强畸变越严重;气隙大小对电场的影响远大于对电位的影响;存在界面微气隙后,场强畸变最严重的部位是芯棒-护套界面,该处最易发生放电;此外,随气隙的增大,伞裙边场强分布整体呈增大趋势,增加了复合绝缘子界面放电的可能性。     

架空输电线路绕击与反击仿真分析及辨识

针对架空输电线路事故中绕击、反击的辨识十分困难问题,根据架空输电线路绕、反击特点,采用电力系统电磁暂态仿真软件ATPDraw构建了输电线路、杆塔、绝缘子等仿真模型,对某220 kV单回输电线路雷击与非雷击故障及绕、反击暂态过程进行了仿真,分析了不同情况下故障暂态电流极性、幅值、陡度的特征差异,并基于不同情况下导线和避雷线上故障暂态电流波形的参数提出了相应的实时监测方案。结果表明,该方案可实现对输电线路雷击过程中绕、反击的辨识。     

输电线路综合在线监测系统设计

输电线路是电力系统的重要组成部分。为提高输电线路的管理水平,增强电力系统运行的可靠性,迫切需要建立一套性能可靠,功能丰富的输电线路状态检修系统。通过对流过超高压输电线路绝缘子表面的泄漏电流电气特征量、环境气象信息、输电导线重力、应力等物理量及图像信息的监测,利用试验建立的评定模型,实现对输电线路积污、覆冰、积雪、风摆等状况的实时监测,减少人工巡线的工作量,减少污闪事故的发生,提高供电系统的可靠性,为状态检修提供辅助决策并实现与其他系统的信息共享。     

750 kV输变电工程复合外绝缘应用进展及展望

分析了复合绝缘子应用背景和750kV输变电工程复合外绝缘应用现状,总结了与西北主网联网750kV第二通道输变电工程在变电站和线路工程复合化方面取得的成果,展望了750kV输变电工程复合外绝缘应用的前景,结果表明,实现电站外绝缘的全复合化是电网发展的趋势。     

基于紧凑型光电传感器的复合绝缘子内部缺陷检测方法研究

为了能够有效地对复合绝缘子的内部缺陷进行监测,通过有限元法和现场试验研究了紧凑型光电电场传感器检测复合绝缘子内部缺陷的方法。首先,依据实际110kV复合绝缘子的实际尺寸和材料属性建立了三维有限元模型,导通性缺陷分别设置在复合绝缘子的高压端、接地端和中间端,研究了不同位置和不同程度的导通性缺陷对周围电场分布影响;然后基于有限元仿真计算研究了复合绝缘子周围轴向电场和径向电场分布的变化。结果表明,当复合绝缘子存在内部导通性缺陷时,径向电场分布的变化相对轴向电场分布的变化要更为明显;不同位置的导通性缺陷导致电场分布变化的特征不同;不同严重程度的导通性缺陷导致电场分布的畸变量会随着导通性缺陷的严重程度的增加而增加;最后,通过试验验证了EOEF传感器检测高压复合绝缘子的内部缺陷的有效性。这对于在非固定端检测获取缺陷信息有着重要的意义。     

基于网格曲线分析绝缘子附灰密度的变化趋势

提出了一种基于网格曲线分析绝缘子附灰密度变化趋势的新方法。首先介绍了网格分形的基本概念和计算方法,讨论了泄漏电流畸变特征产生的机理,并利用网格分形算法提取畸变形成网格曲线。在比较网格曲线变化特点的基础上,提出了分析绝缘子附灰程度变化趋势的新方法。以单片WXP2-70高压线路耐污盘形悬式绝缘子为试品,在雾室中进行了人工污秽试验,试验结果表明新方法能够有效地区分不同附灰密度下的绝缘子。     

基于分布式光纤的架空输电线路覆冰监测技术及应用

2015年北京地区输电线路发生严重覆冰跳闸故障,给社会造成了巨大的经济损失。为提高北京电网防冰抗冰能力,基于分布式光纤的架空输电线路覆冰监测技术,监测了北京地区110kV聂康线、220kV京聂线、220kV高泉线和500kV昌海线的覆冰状态,解决了北京地区主要易覆冰区域线路覆冰监测问题,并有效监测到2016年2、11月两次输电线路覆冰现象。经现场勘查,该技术所反映的覆冰过程、发展趋势、覆冰厚度与人工观冰、现场实际勘查情况相符,验证了该技术的有效性与准确性。     

户外变电站支柱式绝缘子清扫机械臂运动学研究

支柱绝缘子是隔离开关和断路器等电气设备的组成部分,电力系统安全稳定运行与绝缘子安全运行息息相关。为了解决我国电力设备外绝缘维护的缺点,对变电站支柱式绝缘子清扫系统机械臂进行了研究。通过对绝缘子清扫机械臂机构进行简化后得到简版D-H参数,并由此列出运动学正解方程,并利用正解方程对工作空间进行分析。然后,使用反变换法依次求解每个关节角度,得到了运动学逆解。最后,推导机械臂的正解和逆解的运动学公式,进行了运动学正解、任务空间和运动学逆解的仿真,验证了所推解的机械臂正解、逆解是正确的。     

基于面向服务架构的输电线路状态监测系统的应用

根据国家电网公司输变电设备状态监测系统接入通信规约(输电I2接口)的设计,上海电网公司智能电网输电线路在线监测系统状态监测前置系统采用Web Service的标准接口协议和XML技术实现了输电线路状态监测代理到状态信息接入网关机之间的实时监测数据通信,详细介绍了I2接口状态监测前置系统服务端接口开发、Web Service合约、面向服务架构的开发模式与实施策略及I2接口通信测试等关键技术,成功地解决了输电在线监测系统运行当中遇到的数据、应用集成问题,并实现了监测数据的实时上传、远程输电状态监测与控制等功能。