多种布设方式下交流220 kV线路瓷绝缘子劣化判别的仿真与实测研究

为提高线路瓷质绝缘子劣化带电检测的准确性,本文研究了布设方式和劣化程度对高压交流绝缘子串电压分布特征的影响。首先,建立交流220 kV瓷绝缘子串在不同布设方式下单电压分布的有限元仿真计算模型,并仿真分析绝缘子串电压分布的特征。然后,结合实际测量得到的山东省交流220 kV输电线路绝缘子串电压分布,验证仿真计算结果与实测结果的一致性。结果表明:输电电路杆塔塔型、绝缘子串片数及布置方式、劣化绝缘子位置及劣化程度等因素对绝缘子串电压分布特征及劣化判别有较大影响,其中不同塔型最大分布电压差可达到35%。不同布置方式最大分布电压差可达到18%,通过分布电压下降比例可判断不同位置绝缘子劣化情况。

500 kV双联耐张瓷绝缘子串的串间放电现象

以某换流站500 kV出线双联耐张瓷绝缘子串为研究对象,研究了双联瓷绝缘子串串间放电现象的成因。开展了电阻测试、剖面染色等实验,建立了双联瓷绝缘子串电场与放电仿真模型,获得了双联绝缘子串空间电场分布规律。研究结果表明:水汽侵入水泥黏合剂缝隙导致多个绝缘子阻值下降形成大量零值绝缘子(西侧20片、东侧4片)。由于两侧零值绝缘子数量差距较大,产生122 kV串间电位差是串间放电的主要成因。

一种自适应的红外图像劣化瓷绝缘子诊断方法

针对红外图像劣化瓷绝缘子智能诊断的问题,从图像处理结合数据分析思路入手,提出了一种自适应的智能诊断方法,首先通过Oriented-RCNN和PCA-Net两种不同复杂程度的深度学习网络实现了高精度的整串瓷绝缘子及铁帽定位,再根据行业标准计算得到整串瓷绝缘子的相对温差曲线后,利用局部异常因子算法自适应获取缺陷判断的阈值,适用于不同平台、不同型号的热像仪检测图像。试验证明了本文方法的有效性,劣化诊断准确率超过90%,可有效提升劣化瓷绝缘子的检测及诊断效率。

交流电压下污秽成分对瓷绝缘子泄漏电流及闪络电压的影响研究

绝缘子在户外的表面污秽成分十分复杂,绝缘子表面电导特性和污闪电压在不同污秽成分的影响下有明显差异。选取4种典型污秽成分进行了试验研究,对比测量了涂刷不同污秽成分的绝缘子表面泄漏电流和闪络电压,获得了污秽成分对绝缘子泄漏电流特性和闪络电压的影响特性。试验表明,绝缘子泄漏电流最大值随着湿度和可溶性物质附着密度(SCD)的增加而增加,不同污秽成分在SCD较小时,区分度不高。绝缘子的闪络电压主要与可溶污秽成分的电导率、溶解度、电离特性和不溶污秽的成分组成以及它们相互间的影响有关。不同单种无机盐污秽成分的绝缘子闪络电压由低到高依次为:NaCl、NaNO_(3)、MgSO_(4)、CaSO_(4)。不同混合无机盐污秽的绝缘子闪络电压均随着混合污秽中所含CaSO_(4)质量分数的增加呈上升趋势。

考虑湿度气压影响的瓷绝缘子沿面类辉光放电仿真及其紫外光谱特性分析

为研究湿度和气压对瓷绝缘子沿面类辉光放电日盲紫外波段光辐射的影响机制,结合试验和仿真模型,从宏观、微观两个角度分析了湿度和气压对放电点日盲紫外波段光辐射产生过程的影响特性。该文首先搭建了污秽瓷绝缘子放电试验平台,利用光谱仪测量了不同湿度和气压下240~280 nm日盲紫外波段的放电发射光谱。根据发射光谱的特征谱线,确定了放电时产生日盲紫外波段光辐射的激发态N2和NO分子的具体退激跃迁反应。基于试验,利用有限元软件建立了瓷绝缘子沿面类辉光放电的二维仿真模型,主要考虑了25种粒子和37个化学反应,其中包括与产生日盲紫外波段光辐射有关的2种激发态粒子及9个相关化学反应。在模型中分别改变湿度和气压,得出了2种激发态粒子的粒子数密度及生成速率的变化特性,与试验中不同湿度和气压下的日盲紫外波段光辐射强度的变化特性进行对比分析可知,湿度、气压通过影响2种激发态粒子的产生与淬灭过程,改变了光辐射的强度。

覆沙对110 kV瓷绝缘子沿面电场和电位分布规律的影响

为了研究瓷绝缘子伞裙处覆沙对其沿面电场和电位分布的影响,基于有限元法建立了XP-70型瓷质悬式绝缘子的二维对称静电场模型,并分析了在不同覆沙情况下绝缘子的沿面电场和电位分布。结果表明:瓷绝缘子的沿面电场整体呈“U”形分布,且电场与电位受瓷绝缘子几何形状与媒介材质的影响,在每片绝缘子的伞裙上下表面与金具的交界处,电场强度出现局部峰值;当绝缘子伞裙表面覆盖沙尘时,对其沿面电位的影响十分微弱,但伞裙覆沙处的场强会减小,靠近高压侧与低压侧的绝缘子场强减小幅度较大,且减小幅度与沙层厚度无关,随着绝缘子表面覆盖沙层厚度的增加,每片绝缘子伞裙上表面与金具交界处的场强都会先大幅增大然后减小到一个稳定值;当沙层中出现无沙带时,无沙带处的场强会增大,且增幅与沙层的厚度和无沙带的宽度相关。

悬浮沙尘环境下瓷绝缘子沿面电位与电场的变化规律

为了研究悬浮沙尘天气下,瓷绝缘子沿面电位和电场的变化规律,基于有限元法的静电场模型,搭建了xp-70陶瓷悬式绝缘子的仿真模型,在有限元软件计算的基础上,归纳了瓷绝缘子在各种悬浮沙尘环境下的电位与电场分布规律。研究结果表明:空气中的电中性沙粒可引起瓷绝缘子沿面电位与电场的小幅度畸变;当绝缘子周围沙尘全部带上正电荷时,其沿面电位会增大,其沿面电场在高压端附近会减小,在低压端附近会增大;当绝缘子周围沙尘全部带上负电荷时,其沿面电位整体会减小,其沿面电场在绝缘子串高压侧附近会增大,在低压侧附近会减小,并且其畸变幅度与沙尘粒径、浓度、荷质比的绝对值成正比;当绝缘子处于一半带电、一半电中性的混合沙尘环境时,其沿面电位与电场会发生畸变,其畸变幅度小于沙尘全部带电时的畸变幅度,而大于沙尘中带电沙尘单独对绝缘子的畸变幅度;当绝缘子处于“正负”沙尘环境下时,其沿面电位与电场的畸变幅度类似于电中性的沙尘环境的畸变幅度。

高浓度工业粉尘环境下宁夏地区线路瓷绝缘子积污模拟仿真

针对目前宁夏部分地区工业粉尘污染污秽浓度偏高的特点,考虑宁夏电网绝缘子表面不均匀粗糙度的实际情况,基于能量守恒原理得到高污秽覆盖下绝缘子表面污秽颗粒沉积模型,采用COMSOL仿真软件搭建多物理场耦合绝缘子自然积污仿真模型;以宁夏吴忠某工业园区附近110 kV交流输电线路瓷绝缘子为研究对象,模拟研究风速、粒径、污秽成分及电压类型对绝缘子表面自然积污特性的耦合影响。结果表明:交流场中污秽粘附率沿伞裙呈不规则“M”型分布且二氧化硅粘附率最高;在直流场中污秽粘附率沿伞裙呈“U”型分布且氧化铁粘附率最高;与均匀粗糙表面绝缘子积污仿真模型相比,本文所提模型可有效提高模拟结果的准确性,更真实地反映出高污秽工业粉尘环境下绝缘子串各伞裙的积污分布情况。

110 kV变电站高压支柱瓷绝缘子断裂原因

某110 kV变电站高压支柱瓷绝缘子发生断裂,采用宏观观察、孔隙性试验、扫描电镜和能谱分析、X射线衍射分析等方法对其断裂原因进行分析。结果表明:烧制工艺控制不当使绝缘子心部出现黄色区域;法兰水泥胶装部位存在气孔缺陷、环境温度骤变等也是导致绝缘子强度下降的原因。

基于热成像技术的支柱瓷绝缘子实时故障诊断研究

针对人工进行支柱瓷绝缘子故障检测危险系数高的问题,本文提出一种基于热成像技术的支柱瓷绝缘子实时故障诊断方法。该方法以支柱瓷绝缘子红外图像二值化分割作为特征提取,引入灰度中值滤波进行预处理操作,构建高斯核支持向量机分类架构,最终实现支柱瓷绝缘子的故障诊断。结果表明:该诊断方法不仅能很好地完成支柱瓷绝缘子的故障监测工作,还提高了检测效率与准确率。

激振角度对支柱瓷绝缘子振动声学检测的影响分析

为分析激振角对支柱瓷绝缘子振动声学检测结果的影响,利用COMSOL软件平台进行仿真计算和实测研究。结果表明:支柱瓷绝缘子振动信号功率谱取决于纵向振动分量,几乎不受横向振动分量影响,其最大峰值频率随激振角度增大向低频区域移动,0°为最佳检测激振角度。为了保证测试的准确性,建议激振角小于10°或在检测过程中保持激振角度恒定。

一起500kV悬式瓷绝缘子零值率高的原因分析

依据有关标准和规程要求,测量出绝缘子真实的绝缘电阻值是判断绝缘子劣化的数据支撑。以一起500kV悬式瓷绝缘子的绝缘电阻检测出三分之一的零值率为例,对悬式瓷绝缘子进行机电破坏负荷试验、干工频耐受电压试验、绝缘电阻测试,试验室检测结果表明,现场检测出现零值率高的原因是悬式瓷绝缘子受湿度影响,导致使用SJC-8型绝缘子零值检测仪的测量结果出现误差。根据研究结果建议,在以后的绝缘子绝缘电阻检测过程中,禁止在雨后和湿度较大的情况下进行;同时检测过程中应结合红外精确测温检测结果和悬式瓷绝缘子绝缘电阻检测结果共同判定悬式瓷绝缘子是否劣化。研究结论对现场的悬式瓷绝缘子零值测量工作具有较强指导意义。

表面粗糙度改变的瓷绝缘子积污仿真及悬浮修正模型

绝缘子表面积污过程的数值模拟研究能为真实环境的积污提供预测,保障电力系统的安全运行。针对目前仿真模拟研究的不足,提出表面粗糙度改变的颗粒沉积模型,通过仿真实现颗粒-壁面碰撞和颗粒-颗粒碰撞阶段的不同线性增长速率,并采用Wen和Kasperd的颗粒悬浮模型修正线性仿真结果。最后与不同风速的风洞试验相比较,结果表明该方法符合绝缘子实际积污特性,能实现积污量的有效预测。

基于模糊评判法的城市轨道交通瓷绝缘子剩余寿命评估方法

某城市轨道交通接触网瓷绝缘子已运行近40年,逐渐呈现故障率上升的趋势。该城市轨道交通运维部门提出了对绝缘子剩余寿命进行评估和制定维护策略的需求。根据该城市轨道交通线路不同运行年限绝缘子样本及评估要求,制定了一套涵盖绝缘子表面退化、机械性能及电气性能在内的老化寿命试验方案,并采用模糊评判法对试验数据进行分析,得出城市轨道交通接触网瓷绝缘子的剩余寿命评估结果:机械性能、表面退化及电气性能按权重顺序依次影响瓷绝缘子剩余运行寿命;基于试验及模糊评价理论的剩余寿命评估方法能够评估瓷绝缘子的剩余寿命;机械性能是影响瓷绝缘子运行的核心性能指标,应对老旧瓷绝缘子机械性能进行定期检验,并根据检验结果确定是否需要更换。

输电线路悬式瓷绝缘子老化形式分析与试验研究

针对四川电网输电线路悬式瓷绝缘子断串事故频发的问题,抽样选取了一批运行3~25 a的瓷绝缘子试品,对其老化形式进行了调查分析,并分别通过工频击穿电压试验、冲击击穿试验、机电破坏负荷试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验测试了其电气、机械、材料性能。结果表明,悬式瓷绝缘子的老化形式主要包括铁帽炸裂、钢脚腐蚀、瓷体裂纹、釉面蚀损、内部击穿等;运行瓷绝缘子的机电性能分散性较大,产品自身质量对其劣化程度具有显著影响,电气和机械性能劣化程度关联性较小;电瓷材料的显微结构直接影响瓷绝缘子的宏观机电性能,运行状况良好的瓷绝缘子与劣化瓷绝缘子的微观结构存在较大的差异。建议将X射线衍射试验和扫描电镜试验作为瓷绝缘子的采购验收试验之一,并定期对运行瓷绝缘子进行抽样检测,以确保输电线路安全运行。

基于深度学习的配电线路瓷绝缘子缺陷识别

考虑当前方法在识别瓷绝缘子缺陷时,受到缺陷类别的影响,导致识别精度较低的问题,提出了基于深度学习的配电线路瓷绝缘子缺陷识别方法。根据瓷绝缘子可靠性测试原理,采用兆欧表测试配电线路电源电压,通过计算配电线路的电源负载特性,引入测试电压波纹系数,对配电线路瓷绝缘子缺陷进行电子信号检测。根据配电线路瓷绝缘子表面的缺陷区域分布规律,计算瓷绝缘子缺陷图像的深度学习中心和隶属度函数。利用深度学习特征的最佳数量,定位检索配电线路瓷绝缘子缺陷特征,通过对瓷绝缘子缺陷图像的二值化处理,实现配电线路瓷绝缘子缺陷识别。实验结果表明,所提方法在识别瓷绝缘子脱落、灼蚀时缺陷识别指标都达到了9,破损时缺陷识别指标均控制在8以上,具有较高的识别精度。

悬式瓷绝缘子断裂原因

在某500 kV变电站运行过程中,其悬式瓷绝缘子发生断裂。采用宏观观察、渗透检测、扫描电镜及能谱分析等方法对该悬式瓷绝缘子断裂的原因进行分析。结果表明:该悬式瓷绝缘子瓷件本体存在夹杂、裂纹缺陷,且瓷件和铁帽胶合部位发生开裂;在长期露天环境下运行,受环境和载荷等外在因素的影响,水分子通过胶合开裂部位进入瓷体,引起瓷体发热,瓷件内部的热效应作用诱导裂纹加速扩展,瓷件强度显著下降,最终瓷绝缘子在应力最为集中的颈部位置发生断裂。

330kV双伞悬式瓷绝缘子爆炸原因分析

针对加纳某330kV升压站门型构架双伞型悬式瓷绝缘子爆炸事件,通过观察故障绝缘子,结合相关文献,分析该事件的发生原因并提出应对措施。

基于卷积神经网络技术的电力瓷绝缘子图像识别算法研究

文中介绍了特高压瓷绝缘子红外检测系统总体架构,从图谱采集到图谱分析,概括了特高压瓷绝缘子红外检测的整体流程;阐述了特高压瓷绝缘子红外图像的评价指标,旨在阐明特高压瓷绝缘子红外检测流程的复杂性和对图像质量的要求;开展了对特高压瓷绝缘子红外图像边缘提取、铁帽定位及温度曲线拼接算法的研究与讨论。文中围绕红外图谱色系特征、瓷绝缘子边缘特征、图像目标检测算法以及长串绝缘子拼接方法等展开了深入研究,实现了特高压大吨位瓷绝缘子串温度分布曲线的自动化提取。

支柱瓷绝缘子超声波检测研究

文章通过对支柱瓷绝缘子超声波检测方法的分析研究 ,研制出入射角 4°(折射角9°) ,晶片尺寸 8mm× 8mm的小角度纵波探头 ,通过在现场对支柱瓷绝缘子进行实际检测 。