电位法绝缘子污秽放电检测的试验研究

为了研究绝缘子放电时观测点电位的基本变化特性,采用等值盐密法,均匀染污试验绝缘子,匀速升高电压,用示波器测量观测点的感应电位信号。在实验室做了一系列绝缘子污秽放电试验,研究了观测点电位信号的污秽特性、交流电压特性和时间特性。试验发现:污秽放电时观测点的电位波形是一系列的电脉冲信号,单脉冲信号的宽度是纳秒级的,主频分布在7kHz和27.5 kHz附近;随试验电压的升高电脉冲信号幅值增大,数目增多,并出现典型的工频周期性;在同一污秽度下,当试验电压不变时,检测到的电脉冲随时间振荡;电位法检测的灵敏度较高,受测点位置的影响较少。     

基于紫外图像相对光斑面积的绝缘子表面放电量化评估方法研究

绝缘子在运行过程中会由于表面污秽、凝露等发生表面放电,紫外成像技术作为一种绝缘子表面放电非接触式检测方法,可对绝缘子表面放电进行有效检测。常用的紫外成像光子数、光斑面积等参数会随着检测距离的变化而变化,无法实现不同检测距离时对绝缘子表面放电紫外检测的统一量化描述。基于紫外图像处理算法,研究了紫外图像相对光斑面积的计算方法,通过不同检测距离下复合绝缘子和玻璃绝缘子的紫外成像检测,验证了相对光斑面积这一参数基本不随检测距离的变化而变化,可有效实现绝缘子表面放电的量化评估。     

基于紫外图像相对光斑面积的绝缘子表面放电量化评估方法研究

绝缘子在运行过程中会由于表面污秽、凝露等发生表面放电,紫外成像技术作为一种绝缘子表面放电非接触式检测方法,可对绝缘子表面放电进行有效检测。常用的紫外成像光子数、光斑面积等参数会随着检测距离的变化而变化,无法实现不同检测距离时对绝缘子表面放电紫外检测的统一量化描述。本文基于紫外图像处理算法,研究了紫外图像相对光斑面积的计算方法,通过不同检测距离下复合绝缘子和玻璃绝缘子的紫外成像检测,验证了相对光斑面积这一参数基本不随检测距离的变化而变化,可有效实现绝缘子表面放电的量化评估。     

环境条件对基于无人机红外检测的零值绝缘子检测判据的影响研究

随着红外测量技术的不断进步，对绝缘子状态进行红外热像检测逐步应用于电网的日常巡检中，但测量结果受环境因素影响显著。以输电线路现场运行中瓷绝缘子作为研究对象，分别在不同光照强度、湿度、温度与风速下采集绝缘子的红外图像，研究环境因素对绝缘子红外检测的影响规律。研究结果表明，当采用基于绝缘子串温度曲线的判别方法时，光照强度容易引起零值绝缘子的误判，温度变化对零值绝缘子检测没有影响；湿度变化会影响绝缘子钢帽的温升；在强风条件下，各绝缘子钢帽温度相同，不适合进行绝缘子红外检测。研究成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正确性，从而实现电网的安全稳定运行。     

污秽分布对陶瓷XP-70与玻璃LXP-70绝缘子放电影响的实验研究

基于绝缘子污秽分布的非连续特征,开展了非连续污秽分布对陶瓷XP-70与玻璃LXP-70绝缘子交/直流放电影响的实验研究。首先,基于紫外脉冲原理搭建了污秽绝缘子放电紫外脉冲检测系统。在此基础上,研究了非连续污秽分布对绝缘子交/直流放电紫外脉冲与泄漏电流的影响特性。试验结果表明:非连续污秽分布下陶瓷绝缘子交流放电紫外脉冲数高于全污秽绝缘子放电紫外脉冲数。全污秽陶瓷绝缘子直流放电紫外脉冲数明显高于其它污秽分布下绝缘子放电紫外脉冲数。玻璃绝缘子不同污秽分布下交/直流放电紫外脉冲数在不同电压等级下表现出较大差异。一般情况下,全污秽绝缘子泄漏电流高于非连续污秽分布绝缘子泄漏电流,洁净绝缘子泄漏电流小于污秽绝缘子泄漏电流,不同干带污秽绝缘子泄漏电流表现出差异化。绝缘子污秽非连续分布对泄漏电流表征污秽程度产生偏差,在实际中,可结合绝缘子放电紫外脉冲与泄漏电流检测综合评估绝缘子污秽程度。     

绝缘子泄漏电流与脉冲电流特性研究

基于大量人工污秽试验,详细研究了外施电压下绝缘子泄漏电流与盐密、灰密、温度及湿度的关系。利用脉冲电流法检测系统对不同绝缘子在不同电压下的脉冲电流特性进行了研究。介绍了脉冲电流法检测系统的组成,对试品绝缘子的脉冲电流特性进行了研究,实验结果表明:绝缘子局放脉冲能量主要出现在工频相位的60～120°和240～300°之间。随着绝缘子劣化程度的加深,脉冲电流的幅值、脉冲个数和产生相位的范围都增大。     

±800 kV直流输电线路正极性侧带电作业电位转移放电特性研究

为明确±800 kV直流输电线路带电作业电位转移放电特性,考虑强电场作用下粒子产生、运动和消散过程,构建了基于流体力学理论的电位转移流注放电模型,计算并分析了放电过程中的电场强度、流注发展速度和电流密度随时间的变化规律,以及不同转移距离下的放电电流。结果表明:在电位转移放电过程中,随着放电时间的增加,流注头部电场强度减小、流注发展速度加快、电流密度增大;电位转移棒与导线间的放电电流随着电位转移距离的减小而增大;确定了±800 kV输电线路在正极性导线侧带电作业时最佳电位转移距离为0. 45 m左右。     

测试距离对现场发热复合绝缘子无人机红外测试影响研究及控制建议

为获取测试距离对发热复合绝缘子无人机红外测试结果的影响并确定合适的测试距离参数,对现场500 kV线路复合绝缘子异常发热缺陷开展不同测试距离下的无人机红外测试,利用归一化处理得到了发热绝缘子温差测试幅值随测试距离的变化规律.结果 表明,随着测试距离增加,复合绝缘子测得发热幅值呈现先稳定、后迅速下降的趋势.测试距离范围内,随距离增加被试绝缘子温度曲线高频分量幅值基本稳定.为保证测试精度,焦距为50 mm、25 mm、19 mm的无人机红外设备,对于带护套芯棒直径48 mm复合绝缘子,测试距离需不超过28.2m、14.1m、10.7m.基于红外测试镜头参数、测试距离与被试绝缘子在红外测试屏幕上的占比分析,给出了适用于现场无人机操控的测试距离控制方法.     

盘形瓷绝缘子检测机器人在架空输电线路中的应用研究

对目前绝缘子串现状进行了分析,提出将绝缘子串检测机器人作为绝缘子性能检测方式具有一定优势。解决检测机器人在架空输电线路中应用的若干关键技术问题,突破绝缘子攀爬、检测工具集成等技术瓶颈,研制一种可以检测出零值绝缘子的带电检测机器人。样机测试与现场应用情况证明,绝缘子串检测机器人与传统检测方式相比较,在检测手段、检测精度、劳动强度方面都具有明显的优越性,具有一定的推广前景。     

超高压线路不同电解质材料绝缘子串组合技术的研究与应用

通过仿真理论计算、实验室真型电气试验研究和运行线路上实测各类不同型式的玻璃、复合绝缘子组合串的电位分布值,优化比较后推荐出500kV线路悬垂串采用横担端1片、导线端6片盘径Φ360mm、结构高度170mm、爬电距离550mm的大盘径标准型或550mm爬距的钟罩防污型玻璃绝缘子,中间配相应长度的复合绝缘子和上扛式悬垂线夹的组合方式,计算和试验表明,该组合方式的复合绝缘子导线端电位分布由原纯复合绝缘子时的41%降至11%,同时可取消下挂式线夹时的均压装置,运行线路上实测优化组合时的复合绝缘子导线端分布电压值在22kV以下。     

基于微波透射法的瓷质绝缘子XWP-70劣化检测

为了对瓷质绝缘子进行非接触式快速无损检测,提出一种基于微波透射法的绝缘子劣化检测方法。该方法根据介质中均匀平面波传输理论,对微波在绝缘子内部及交界面的传播过程进行分析。通过将绝缘子复杂结构简化成均匀介质层,建立了微波在绝缘子内部及交界面传输过程的数学模型。利用矢量网络分析仪和毫米波天线搭建了微波检测平台,对从现场取回的绝缘子样本进行对比实验。所实测的散射参量S_(21)幅值差异的最大值达到16 d B以上,灵敏度较高,初步证明了微波透射方法应用于瓷质绝缘子劣化检测的可行性。     

超高压V型绝缘子串含零值绝缘子的空间电场畸变特性研究

作为500 kV超高压输电线路重要组成部分的V型绝缘子串长期运行后其绝缘性能下降,易产生零值绝缘子;非接触零值绝缘子的检测需要准确的含零值绝缘子电场特性作为理论依据。因此,本研究建立了500 kV超高压V型绝缘子串含零值绝缘子空间电场仿真计算模型,研究了不同电场监测路径下的电场监测波形特征及畸变特性。研究结果表明：高压端、中部、低压端零值绝缘子的存在均会使电场波形发生较为明显的畸变。对于合成电场和电场纵向分量,当存在零值绝缘子时,零值绝缘子附近将会出现向下畸变的波峰(电场值的突降);对于电场横向分量,则反之。含零值绝缘子时的电场幅值畸变量与幅值畸变比随着零值绝缘子位置的改变而变化。从计算结果可以看出,电场幅幅值畸变比最小值可达18.11%,表明从电场的畸变特性入手可实现超高压V型绝缘子串零值绝缘子的定位。最后,非接触式现场检测实验表明,本研究仿真结果与真实电场波形情况高度一致,本研究所提出的基于电场畸变特性的方法可以有效的识别零值绝缘子位置。     

基于RGB特征的污秽复合绝缘子放电过程分析

绝缘子放电的可见光数字图像中包含丰富的色度信息,利用数字图像处理技术处理了在人工雾室中复合绝缘子污闪试验拍摄的放电图像。先将绝缘子放电图像分离为三基色分量图,然后将红(R)绿(G)和蓝(B)分量图转换为灰度图,提取各分量的灰度值并计算各分量占比。分析结果表明:沿着电弧发展路径上,R、G、B三分量的灰度值先增大后减小,能够反映绝缘子放电集中在绝缘子中间位置。随绝缘子放电过程进行,三个色度分量灰度值较大且出现集中时间段,期间还包含相对平稳且较小时间段,这反映了绝缘子表面局部起弧息弧的过程;电压继续升高,R、G、B分量灰度值较之前大了一个数量级,这表明了绝缘子表面电弧越来越粗,电弧放电量达到最大;在绝缘子临闪时,各分量灰度值迅速增大;三个分量的占比变化曲线,可以反映放电加剧变化情况,可用于放电严重程度的判断。上述绝缘子放电电弧图像R、G、B分量灰度值变化规律可以定量反映绝缘子放电剧烈程度与放电过程,为复合绝缘子污闪预警提供了可靠依据。     

机器人电场法检测绝缘子的影响因素分析

机器人检测输电线路绝缘子,可大幅降低人工劳动强度,提高检测效率和质量,特别适用于超高压、特高压线路的长绝缘子串。以某500 kV线路双联双伞型绝缘子串为研究对象,基于有限元方法仿真研究双联型绝缘子串上的电场分布特性,研究了电场分量、电场传感器相对于双联绝缘子串和机器人的方位、电场传感器与绝缘子串的距离对零值绝缘子检测灵敏度的影响,以及一串绝缘子串中零值绝缘子对另一串绝缘子检测结果的影响。研究结果表明,选用轴向电场、传感器位于机器人对面并且距机器人轴向距离大于1片绝缘子,将取得最高检测率灵敏度;传感器应尽量靠近绝缘子伞裙,两者间的距离要控制在10 cm以内;双联串绝缘子相互不影响检测结果。     

电气化铁道半导体釉绝缘子运行情况初步调查

对电气化铁道半导体釉绝缘子的运行情况调查结果表明,X-4.5及TX-25A两种半导体釉悬式绝缘子已分别在线路上运行了15个月和10个月,均未清扫过,但没有发生过污闪事故。并拆下5串自然污秽绝缘子进行了污秽及污耐压测量。从试品的污秽程度来看均属三级污秽地区,所有试品均通过36千伏污耐压试验,半导体釉绝缘子的污闪电压均在60千伏以上,普通釉的污闪电压只有40.7千伏。泄漏电流的现场实测表明,脏污绝缘子泄漏电流很小。模拟蒸气机车喷气时绝缘子工况实测结果为,喷气2分钟后,其泄漏电流达13毫安,但下降很快;人工雾室测量表明,半导体釉绝缘子的泄漏电流均在30毫安以下,泄漏电流幅值随时间衰减,而普通釉绝缘子放电现象严重,泄漏电流呈脉冲性质,均超过30毫安,最大达75毫安,已接近闪络边缘。实践证明半导体釉绝缘子延长了清扫周期,提高了污闪电压,有效地防止了污闪事故,确保供电可靠,深受现场欢迎。     

复合绝缘子早期酥朽故障诊断及异常发热机理研究

在巡线中借助红外测温装置发现了一起复合绝缘子异常发热故障.对故障绝缘子进行了红外和紫外测试、额定拉力测试、解剖观察、扫描电镜、X射线光电子能谱分析等检测试验,结果表明,复合绝缘子处于酥朽老化早期发展阶段,酥朽芯棒表面局部放电电流的热效应、化学效应以及从端部侵入的水分在强电场下的极化损耗共同导致了故障处异常发热.进一步分...     

基于泄漏电流的人工污秽试验数据特征量的状态转换分析

为了降低高压线路中绝缘子发生污闪的几率,提出一种基于泄漏电流特征量的污闪在线监测和沿面电弧放电机理的研究方法。由于沿面电弧放电过程复杂,仅通过研究泄漏电流的幅值很难识别沿面电弧的放电状态,故提取泄漏电流信号包络线的均值、均方差、峰度、偏度和三次谐波畸变因子5个统计指标;将其看作5个随机过程的样本,分别计算各随机过程的一步状态转移矩阵,并分析其状态转移过程。结果表明:沿面电弧放电过程表现出了一定的统计规律;泄漏电流每个特征量仅包含电弧放电过程的部分信息,结合多个指标的分析可以更好地实现电弧放电状态的识别;由一步状态转移矩阵可求解多步状态转移矩阵,从而可以实现对未来各放电状态出现概率的计算和污闪风险的预测。     

±800kV特高压直流输电线路带电作业方式

为确保±800 k V特高压直流输电线路带电作业的安全可靠进行,结合实际作业需要,提出了一种适用于特高压直流输电线路的等电位进出方式,通过建立三维有限元模型,计算典型工作位置的人体体表电场强度,分析作业路径的安全性;并采用电磁分析软件对电位转移电流进行分析。结果表明,作业过程中,作业人员体表最大电场强度为1 706 k V/m,在进入等电位过程中,采用电位转移棒能够有效降低电位转移时加在人体的冲击电流幅值,降幅高达86.7%,保护了人体及屏蔽装置的安全。     

基于电场分布测量法的输电线路 劣化绝缘子检测研究

为实现劣化绝缘子快速、智能化检测,降低输电线路的事故隐患,本文基于电场分布测量法原理设计了一种操作简便、成本低廉、适用性强的绝缘子带电检测装置。通过ANSYS有限元软件仿真计算了检测装置自身、劣化绝缘子位置和缺陷类型对绝缘子串电场分布的影响,并利用"相邻作差法"进一步处理电场畸变数据。仿真结果显示,检测装置的存在不影响对绝缘子的电场分布趋势。最后现场试验表明,该检测设备能在绝缘子串上平滑轻巧地移动,对低(零)值瓷绝缘子及复合绝缘子芯棒导通缺陷均能有效识别,能提高输电线路劣化绝缘子的检测效率。     

劣化绝缘子检测方法的对比分析

分析了2006年年初郑州供电区域220kV线路零值自爆掉串导致导线落地事故,结合实际测量的数据和试验室数据,讨论了近年来高压输电线路上悬式绝缘子串检测零值绝缘子的各种方法:短路叉法、火花间隙法、小球放电法、红外热像仪法、绝缘电阻法、激光多谱勒振动法、电压分布法、紫外成像法和智能绝缘子检测仪法,并比较了各种方法的优缺点。认为,检测劣化绝缘子必须严格按照规程规定的应在绝缘子表面干燥时测量绝缘电阻,建议对重要线路或变电站进行改造时,应将盘形悬式和玻璃绝缘子更换为复合绝缘子。