基于微波辐射理论的绝缘子污秽等值盐密/灰密检测模型

用微波辐射计测量绝缘子污秽表面亮度温度,从而可获得污秽的辐射能量特性。提出用亮度温度计算绝缘子污秽等值附盐密度(equivalent salt deposit density,ESDD)、等值附灰密度(non-soluble deposit density,NSDD)的检测模型以及盐密和灰密乘积形式的检测模型。在不同测量角度下,研究干燥(相对湿度20%)和湿润(表面形成水膜)条件下,ESDD和NSDD与天线温度的关系,同时研究天线温度与环境温度及湿度的关系,并分析湿度对模型参数的影响。结果表明:ESDD和NSDD对天线温度的影响是独立的,通过测量天线温度可以同时测定ESDD和NSDD。     

绝缘子污秽的微波辐射特性研究

为较好地了解绝缘子上污秽的分布,根据微波辐射特性,提出了基于污秽物在微波波段的辐射特性差异来检测绝缘子绝缘状况的方法,其原理是绝缘子上有污秽物时发射率会随着污秽量和污秽性质变化导致辐射计的输出变化。在实验室中通过测量涂污绝缘子在污、湿环境中的天线温度,可得到等值盐密与天线温度的对应关系,从而可依据测量的天线温度去对应绝缘子的污秽程度。结果表明,绝缘子的污秽程度与天线温度有着较严格的对应关系。这种污秽量、水气与天线温度的确定关系,为准确监测绝缘子的污秽状况提供了理论依据,特别是对于污秽物与水共同作用,导致绝缘强度降低,造成污闪的现象,这种方法更接近实际工况。     

绝缘子污秽物在污、湿环境中的辐射特性

为了检测出绝缘子的绝缘状况,根据污秽物的辐射特性在mm波段的辐射差异,提出了利用mm波辐射计检测绝缘子的绝缘状况的方法,其原理是绝缘子上有污秽时发射率会随着污秽量和污秽性质发生变化导致辐射计的输出发生变化,在实验室中通过测量涂污绝缘子在污、湿环境中的天线温度,可得到天线温度和等值盐密度的对应关系,从而可依据测量的天线温度去对应绝缘子的污秽程度。实验结果表明,绝缘子的污秽与天线温度有着较严格的对应关系。该方法能有效地避免输电线路的电磁干扰以及远距离监测,具有实用价值。     

适用于绝缘子污秽检测的8 mm波辐射计设计

基于微波辐射测量原理与天线理论,计算了8mm辐射计检测绝缘子污秽时天线温度与绝缘子等值附盐密度(ESDD)之间的定量关系,为辐射计的技术指标设定提供了理论参考.依据计算结果,设计并制作了一种适用于电力系统工况条件下绝缘予污秽检测的8mm狄克型辐射计,对其线性度、灵敏度,稳定度与定标方程等各项性能指标进行了测试.最后,使用该辐射计完成了对XP-70型绝缘子的实验测量.性能测试结果与实验结论均表明,所设计的8mm辐射计能够较准确地测定线路绝缘子的污秽程度.但是,由于天线温度的影响因素较多,实际的工程应用仍需进一步的理论与实验研究.     

基于双通道辐射计绝缘子污秽检测的研究

根据微波辐射原理特性,研制了一种双通道狄克辐射计用于进行污秽检测。该辐射计利用水平、垂直两种极化方式对污秽物进行测量。通过实验研究获得大量数据,分析了两种极化方式下等值盐密、等值灰密随天线温度的变化关系。结果表明,污秽绝缘子的等值盐密、灰密与天线温度是幂函数关系。通过拟合技术得到经验公式,并对实验测量值与拟合公式进行误差分析。该研究进一步验证了利用微波辐射计检测绝缘子污秽是切实可行的。     

用RBF网络预测基于微波辐射的绝缘子等值盐密

介绍了利用微波辐射计检测高压绝缘子等值盐密的基本原理,并在对受污绝缘子进行试验研究的基础上,针对天线温度与等值盐密、环境湿度和温度之间复杂的非线性关系,利用径向基神经网络(RBF),建立了以绝缘子天线温度、污层厚度、环境湿度、温度作为输入变量,以绝缘子表面等值盐密作为输出变量的预测模型,并通过试验数据验证了模型的有效性。对于污秽等级的区分和污区分布图的修订具有一定的参考价值。     

基于微波辐射原理的污秽绝缘子检测仪研制

用微波辐射计对绝缘子进行测量,根据所测目标天线不同的温度,反演出被测目标的辐射亮温,进而推出绝缘子的污秽程度。研究内容具体包括;微波辐射计定标;辐射计反演系统的研制;通过实验完成绝缘子污秽物的辐射特性与等值盐密、空气相对湿度、盐雾电导率等量值的关系,分析污秽程度与辐射能量之间的关系,从而找出污秽预警门槛值。     

微波辐射计测量绝缘子污秽的LSSVM模型研究

根据物质的辐射能量特性,利用微波辐射计可以测量绝缘子表面污秽的天线温度。绝缘子污秽的主要成分是盐分和灰分,而天线温度和等值附盐密度及等值灰密度有着复杂的非线性关系。为了更精确表达其非线性关系,文章提出了基于粒子算法优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的数学模型来描述这种关系。仿真结果表明,利用LSSVM构建的数学模型预测精度很高,且可由模型通过变步长迭代法对绝缘子污秽的等值附盐密度及等值灰密度进行反演,绝缘子污秽的等值附盐密度指标是确定污秽等级和绘制电网污区分布图的主要依据,因此具有很高的工程实际应用价值。     

双伞型绝缘子交流污闪电压值的计算

为了研究双伞型绝缘子交流污闪电压与绝缘子结构参数之间的关系,在国内外对污秽绝缘子闪络机理研究的基础上,通过将双伞型绝缘子展开成平面模型,建立了双伞型绝缘子交流污闪电压的计算模型,通过该模型可计算出双伞型绝缘子在污秽闪络发展过程中的临界弧长和剩余污层电阻,从而可估算其在各盐密下的污闪电压。为了验证计算模型的合理性,选择了XWP-70、XWP-300、XWP-420共3种型号绝缘子进行不同盐密下污闪电压值的实例计算,并对这3种绝缘子进行各盐密下的交流人工污秽试验。结果表明,利用计算模型估算出的污闪电压与人工污秽试验所得的污闪电压非常接近,说明了该计算模型对交流双伞型绝缘子污闪电压的估算是适用的。     

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。     

基于口面定标的矩形喇叭天线的噪声分析

宇宙背景辐射的研究对我们了解宇宙大爆炸具有重要的意义,研究背景辐射,需要了解矩形喇叭天线的测量结果,首先介绍微波辐射计中用于标定天线温度的口面定标法和口面定标方程。利用口面定标方程对天线温度进行反演,计算天线总的噪声温度。接着介绍影响天线噪声温度的各种噪声源,主要考虑到内部噪声源和外部噪声源,并对影响天线温度的各种噪声源进行具体分析。最后结合分析得出的数据与矩形喇叭天线的原有的测量数据进行比较来研究背景辐射。     

星载微波辐射计在轨定标测温电路不确定度分析

星载微波辐射计为了校正天馈系统噪声温度对观测目标亮温的贡献,在轨运行时,需要对天线、波导和开关的温度进行实时监测。本文介绍并分析了一种微波辐射计的在轨定标测温电路。该电路测温范围在-100℃～50℃,测温精度可以达到0.1℃。测温电路主要由铂电阻温度传感器、惠斯通电桥、电压放大电路和A/D转换电路构成。为了保证测温电路的稳定性,该电路选用两个标准电阻对放大电路进行标定。本文还建立了测温电路的测温模型,分析了测温方程中各个电阻对测温结果的影响,确定了电路中的电阻选取标准,进一步指导了测温电路的设计。     

矩形波导铁氧体移相器的温度特性

铁氧体移相器是相控阵天线系统的关键器件之一,而它的温度特性对系统的性能影响较大。首先利用双平板模型、麦氏方程组和边界条件推导矩形波导铁氧体移相器的超越方程。再利用超越方程和我们制备的铁氧体材料的参数对其差相移随温度的变化进行数值计算,结果表明随温度的升高差相移减小。同时,提出了温度补偿的一些方法。     

污秽绝缘子泄漏电流与环境温、湿度相关分析

由于污秽绝缘子泄漏电流受环境温、湿度影响较大,泄漏电流与环境温、湿度关系研究具有重要的现实意义,为此基于多因子环境试验箱内单片XP-70绝缘子的人工污秽试验,运用泄漏电流测量系统和环境温、湿度采集系统记录了不同等值盐密(equivalent salt deposit density,ESDD)、灰密(non-soluble deposit density,NSDD)、环境温度θ和相对湿度RH下的电流、电压波形,通过分析泄漏电流幅值随污秽度和环境温湿度的变化规律,建立了一种基于泄漏电流、污秽状况及环境温、湿度的数学模型。利用非线性回归分析方法,拟合出盐密、灰密、温度、相对湿度与泄漏电流幅值之间的关系,此表达式为Im=0.084ρ0ES.0D5D4(e0.008RH+15.170e-0.069r-0.076/ρNSDD)e0.026θ。研究成果表明:随着盐密、灰密、温度和相对湿度的增加,泄漏电流也逐渐增加,所得表达式能更为精确地表达出绝缘子泄漏电流和环境温湿度及污秽度的定量关系。此研究结果可为评估瓷绝缘子的污秽状态提供方法和思路。