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。     

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.     

绝缘子污秽的毫米波辐射测量建模与计算

根据天线理论与微波辐射测量原理,建立了绝缘子污秽的毫米波辐射检测模型,包括天线温度模型与三层媒质模型两部分,分析了绝缘子表面的发射率与温度、入射角度、污层厚度及绝缘子层介电常数等因素之间的关系。在晴朗天空和云雾天气两种情况下,首先根据大气参数计算出天空温度,进而利用检测模型得出不同条件下天线温度与绝缘子等值附盐密度之间的对应关系。计算结果表明,对于高精度的毫米波辐射计,在确定的天气参数和模型参数下,天线温度值完全能够反映绝缘子的污秽程度。最后,通过实验证明了该检测模型的准确性和有效性,为工程应用提供了参考依据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

污秽绝缘子的超高频放电频谱及其指纹特征研究

介绍了对绝缘子沿面放电的超高频分量的测量分析,实验室内测量人工污秽绝缘子电磁波辐射时,其超高频电磁波辐射强烈,明显区别于干净绝缘子,分析对比不同污秽的绝缘子放电频谱可初步判断绝缘子污秽状况,按照分频段分幅值统计的频谱数据,可建立污秽绝缘子放电频谱的特征指纹三维图谱,为绝缘子污秽识别提供了有效数据。     

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。     

铁道供电高压污秽绝缘子泄漏电流在线检测系统研究

高压绝缘子是铁道牵引网中连接支柱和接触线的重要设备,其绝缘状况直接影响供电系统的安全和稳定。文中分析了高压绝缘子污秽闪络放电的机理,系统研究了泄漏电流大小、脉冲频次与绝缘子污秽程度以及湿度等环境变量的关系,提出了检测绝缘子泄漏电流有效值及脉冲频次相结合的方法综合评估绝缘子的状况。试验结果表明,在线检测系统可以有效地对铁道供电输电线路高压绝缘子泄漏电流实时监测。     

3 mm与8 mm辐射计探测特性的分析

为了测试毫米波探测器在实际工作状态中的性能和分析其对目标输出信号的特性,研究了毫米波辐射计的工作原理及输出信号表达式,并推导建立了探测器输出信号的数学理论模型。通过在野外进行模拟实验,获取半实物仿真的数据,研究辐射计输出信号的特性。不考虑大气损耗及天线旁瓣的作用,推导出3 mm和8 mm辐射计探测水泥路面时的天线温度对比度以及最大探测距离,并通过得到的实验数据分析对比两者的性能,为辐射计的选型提供依据。     

自然积污绝缘子表面污秽分布特性研究

绝缘子的污秽分布对绝缘子的污闪电压具有一定的影响,文章通过实验方法,重点研究分析了玻璃,瓷及复合三种类型绝缘子在自然积污条件下的污秽分布规律,所选择的这三种绝缘子为河北保定地区输电线路上已运行多年的悬垂绝缘子,利用盐密(Equivalent Salt Deposit Density,ESDD)与灰密(Non Soluble Deposit Density,NSDD)实验测量了绝缘子串中不同片的绝缘子及同一片绝缘子的不同表面的盐密、灰密,将数据以表、图的形式进行了处理分析,得到该地区绝缘子的污秽分布规律,最后以玻璃绝缘子及瓷绝缘子为研究对象,运用ANSYS对其在不同盐密分布下的电场及电流密度进行了仿真分析。     

复介电常数在绝缘子污秽检测中的应用

根据微波辐射特性，提出了一种新的污秽检测方法，该方法利用污秽物的复介电常数特性作为主要参数之一来测量污秽等级。分析了污秽复介电常数与辐射亮温的关系，并利用微波波导测量法测量了实验室制备的各种不同含水含盐的污秽物的复介电常数，研究了介电常数的实部和虚部与含水量、盐度的关系，给出了污秽辐射亮温与盐度的关系。实验研究结果表明污秽物复介电常数的实部与含水量、虚部与盐度存在确定关系，这为利用微波辐射计检测污秽物的性质提供了可能和实验依据。     

基于介质谐振器的轨道角动量天线设计

近年来,轨道角动量一直是无线通信领域的研究热点。本文将轨道角动量与毫米波技术相结合,提出了一种基于介质谐振器的轨道角动量天线。建立了该天线的等效模型,推导了其辐射场的理论表达,讨论了介质谐振器半径对涡旋波电磁波模态的影响,通过仿真结果表明,该天线在K_(a)波段有四个谐振点,能够分别产生模态l=1,2,3,4的涡旋电磁波。此外,该天线结构紧凑、成本低、增益良好,具有较高的天线效率,产生的各个模态的涡旋电磁波都具有良好的旋转性,能够获得较强的抗干扰能力,为轨道角动量在毫米波频段的应用提供了一定的现实意义。     

盐/灰密对不同型式绝缘子交流人工污秽闪络特性的影响

污秽闪络特性是输电线路外绝缘选择的重要依据之一。根据一系列人工污秽试验，文中分析了等值附盐密度、灰密对不同型式绝缘子交流污闪特性的影响。结果表明：随着盐密或灰密的增加，绝缘子的污闪电压下降，且盐密和灰密对污闪电压的影响是相互独立的。使用最小二乘法分析6种绝缘子的污闪试验结果，得到其污闪电压校正公式。分析可知盐密和灰密对不同型式绝缘子污闪电压的影响有差异，特征指数c、d反应了盐密和灰密对污闪特性的影响程度。