复合绝缘子交流盐雾闪络的可见光判据研究

绝缘子闪络事故一旦发生,严重危害电网安全运行。为探索放电检测和电弧发展成闪络预警的新方法,采用图像处理技术研究复合绝缘子交流盐雾闪络过程中不同阶段的电弧演化特性,提出复合绝缘子表面放电和电弧发展成闪络的可见光判据。首先进行10 kV复合绝缘子交流盐雾闪络试验,拍摄黑暗背景和明亮背景下的电弧演化视频,接着分析并发现局部电弧发展阶段和临闪阶段的电弧熄灭重燃特征差异,最后提出用放电像素数作为可见光图像放电程度评估参数,并通过图像处理技术提取不同背景下各阶段电弧演化过程的放电像素数时间序列。结果表明,放电像素数能准确反映绝缘子表面放电状态,放电像素数时间序列与各阶段电弧熄灭重燃规律高度匹配,可将放电像素数不为0和放电像素数时间序列谷值不为0分别作为复合绝缘子表面放电和盐雾闪络的可见光判据。

基于相角差检测的绝缘子表面污秽受潮特性

户外绝缘子积污受潮是影响输电线路外绝缘运行安全的关键因素之一。为了获得绝缘子表面的污秽受潮特性,提出了基于相角差（PAD）特征量的污秽绝缘子受潮检测方法并开发了相应的检测系统,在人工气候实验室内对典型的LXAY-70绝缘子试品开展了污秽受潮试验研究。结果表明：相角差参量能够很好地描述绝缘子表面污秽从干燥到受潮并达到饱和时的变化规律,即随着污秽受潮程度的加深,相角差值从初值开始逐渐减小,并在污秽饱和受潮时达到最小值;蒸汽雾流量越大,污秽饱和受潮需要的时间就越短,但不同雾流量下饱和受潮时,相角差的大小基本一致;当灰密相同时,不同盐密下的饱和受潮时间差别不大,而盐密越大,饱和受潮时的相角差值越小;污秽度相同,盐分别为NaCl和CaSO4时的饱和受潮时间接近,但饱和受潮相角差值差异明显;污秽中灰分别为高岭土、硅藻土和氧化铝时,污秽饱和受潮时间及其相角差值均存在一定差异。研究结果可为人工污秽试验提供定量参考。

复合绝缘子界面热源下的温度分布和暂态过程

复合绝缘子异常发热的原因和机理仍不清楚。为此研究了芯棒–护套界面缺陷发热复合绝缘子的温度分布与暂态过程,在界面设置热源,在界面、表面与试验环境中分别布置光纤光栅,制作了有界面热源、能测量界面温度、表面温度、环境温度的10 kV复合绝缘子,进行光纤光栅温度标定实验、不同界面热量下温度检测试验,并仿真对比研究。结果表明该试验热量下界面温度、表面温度随界面热源持续时间的暂态过程符合指数函数模型,时间常数分别约40 s、115 s;并提出了界面温度、表面温度暂态过程的起始时刻、稳定时刻,发现该界面热量下界面温度、表面温度达到稳定分别需要15~50 min、15~35 min,界面热量越大,达到稳定所需时间越长;试验与仿真均表明界面温度、表面温度暂态变化均与界面热量成线性关系,仿真发现了该试验界面热量下绝缘子的空间温度分布范围,以热源为中心,在横截面对称轴方向上向芯棒方向热传导了9.5 mm、在界面周向上远离热源热传导了7 mm、在界面轴向上远离热源热传导了12 mm。该研究为复合绝缘子异常发热温度分布和暂态过程的检测、机理和影响提供了研究基础和技术手段。

基于图像处理技术的复合绝缘子表面污秽识别

针对人工染污的悬式复合绝缘子,获取不同污秽度下的复合绝缘子表面污秽图像,提出识别表面污秽度的图像处理技术流程。首先将图像灰度化,再进行滤波处理,采用最大类间方差法(Otsu)进行分割得到伞裙间积污区域。接着提取积污区域的RGB、HSV颜色空间的36种特征量,筛选得到与绝缘子盘面污秽程度相关性较高的特征量S均值和S中值。最后利用这两种特征量作为联合判据建立复合绝缘子污秽度识别模型。对40张不同污秽度下的图像样品进行识别,结果表明所提方法的正确识别率高达97.5%,可有效识别复合绝缘子的表面污秽度。