深度学习目标检测算法在架空输电线路绝缘子缺陷检测中的应用研究综述

传统架空输电线路绝缘子缺陷检测一般通过人工巡检方式进行。架空输电线路的数量增长使巡检规模更加庞大、巡检环境更加复杂,放大了传统绝缘子缺陷检测方法人力成本高、检测效率低的不足。无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)等新型巡线方式依靠深度学习目标检测算法识别架空输电线路绝缘子缺陷,能够有效应对人工巡检的不足,是绝缘子缺陷检测的发展趋势。鉴于此,围绕架空输电线路绝缘子缺陷检测场景,首先梳理常用的深度学习目标检测算法,比较不同算法的检测策略、检测精度与检测速度;然后结合云–边–端协同架构说明算法的改进需求与相应改进方法;最后针对现有绝缘子检测方面的不足,展望了输电线路绝缘子中多类型缺陷的识别问题,并在这一研究趋势下进一步探讨了模型边缘端轻量化与针对小样本数据下的算法研究价值。

基于改进YOLOv7的输电线路绝缘子识别检测研究

针对绝缘子目标尺寸小导致检测精度低、误检漏检率高的问题,提出一种基于YOLOv7改进的输电线路绝缘子检测模型。首先,将双支路融合通道注意力机制与主干部分的ELAN模块进行融合,强调重要的通道信息,抑制噪声等无用信息的干扰;其次,在特征融合部分加入局部自注意力机制,使得局部微小区域局部关注度增强;同时,在Neck部分融入BiFPN跨层连接,在增加部分计算量的同时,使得边缘信息得到更好的保留,更利于小目标的检测;最后,以精确度、召回率、平均精度均值等作为评价指标,对采集的数据集进行了消融实验和对比实验。实验结果表明,改进后的网络模型对输电线路绝缘子检测精度为92.1%,相比于传统的YOLOv7网络模型提高3%,并且其平均检测均值、召回率分别提高3.1%、3.6%;同时,改进的模型在各个评估指标上相比YOLOv5-ECA和Faster-R-CNN等均有显著优势,针对输电线路绝缘子检测具有良好效果。

基于微调式结构化剪枝的架空输电线路绝缘子检测算法

针对现行架空输电线路绝缘子检测算法存在的复杂度高和实时性差等问题,文章提出基于结构化剪枝的检测算法。首先引入HardSwish激活函数,加速模型收敛;其次,使用K-means++算法对锚框聚类,使锚框更贴合目标;在训练过程中利用归一化层缩放因子γ进行L1正则化稀疏训练,优化滤波器以及卷积核权重,剪除信息量较少的通道。对于剪枝后的模型,通过知识蒸馏进行微调,恢复精度。采用DIOU-NMS算法进行后处理,优化模型实际检测结果。实验表明:文章模型浮点数运算量减小至8.2GFLOPs,有效降低了模型的复杂度;m AP0.5高达96.8%,性能优于其他模型;检测速度可达21.23fps,可以较好地满足实时性检测需求。

基于循环神经网络的输电线路绝缘子缺陷检测研究

传统输电线路绝缘子缺陷检测方法在应用过程中容易受外界因素干扰,导致缺陷检测速度慢,为此提出基于循环神经网络的输电线路绝缘子缺陷检测方法。对采集的输电线路绝缘子图像预处理,根据处理后的图像利用循环神经网络确定绝缘子缺陷特征,以此对绝缘子缺陷位置进行定位,从而实现输电线路绝缘子缺陷检测。实验结果表明,与实验对比方法相比,基于循环神经网络的输电线路绝缘子缺陷检测方法在绝缘子缺陷检测过程中的速度更快,实际应用效果较好。

沙漠区域输电线路绝缘子风偏运动分析

为研究沙漠区域输电线路绝缘子风偏的灾害机理,采用视频图像分析和光纤光栅位移传感器获得绝缘子风偏振动运动过程.研究结果表明:绝缘子风偏整个运动过程包含无规律的风偏运动和抖振运动,风偏幅度与风速值之间强相联,风偏值为1~3 m/s,抖动值为-400~400 mm;风的垂直分量引起绝缘子风偏向上运动,风的水平分量导致导线水平运动,运动过程直接加剧连接金具的磨损.研究结果为沙漠区域绝缘子风偏的灾害防治提供参考.

感应电场中输电线路绝缘电阻测试

为解决感应电压环境下输电线路绝缘电阻无法测试的问题,以220 kV双回同塔架设输电线路为例,针对其中一回路运行而另一回路停运或检修的条件下,利用电磁暂态软件建模仿真计算感应电压值的大小,分析得出通常情况检修输电线路感应电压主要受静电感应影响;同时,优化设计出感应电压环境下绝缘电阻的谐振网络测试法;最后对感应电场中输电线路开展现场测试,测试结果表明该方法能有效测试输电线路绝缘电阻,并为带有感应电压的线路检修或停电线路投运前提供重要的线路绝缘参数。

特高压气体绝缘金属封闭输电线路绝缘设计

气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated metal-enclosed transmission line,GIL)是架空输电方式在地理或环境条件受限情况下的重要补充,在特高压工程中具有较好的应用前景。研究特高压GIL的绝缘设计关键技术,包括典型绝缘结构型式、间隙设计与优化、绝缘子设计与优化、金属微粒抑制和混合气体方案探讨。提出了GIL间隙设计的原则和电场控制值,优化设计了电连接的两段圆弧连接式倒角结构,较好地满足了电场控制值要求。提出了GIL绝缘子设计的原则和电场控制值,优化设计了一种屏蔽电极结构和绝缘子形状综合优化的盆式绝缘子结构,全面满足了电场控制值要求。分析了GIL中金属微粒的运动特性,指出需在绝缘子附近装设微粒陷阱,并开展金属微粒老练试验。分析了SF6/N2混合气体GIL的绝缘特性、设计原则及电场控制值,指出最优混合比为20%。所得研究结果有助于提升我国特高压GIL设计技术水平,促进设备研制工作。

±500kV气体绝缘金属封闭输电线路绝缘尺寸设计

随着高压输变电设备如气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated transmission line,GIL)的大规模应用,内部支撑绝缘子的介电强度成为设备安全稳定运行的重要因素。限制GIL在直流输电中应用的2个重要因素分别是绝缘子表面电荷积聚和自由导电微粒的影响。在考虑这2种影响因素的情况下,借助有限元分析软件,设计±500 kV直流GIL的绝缘尺寸,包括GIL的内外径,内、外屏蔽电极和屏蔽坑,含氧化铝的环氧树脂盆式绝缘子的结构设计。此外,还提出直流GIL盆式绝缘子外形结构设计的3项原则,设计中考虑了表面电荷积聚和金属微粒对GIL绝缘水平的影响因素。设计结果达到预期目标,绝缘子和电极系统的等位线分布比较均匀,但是其耐电性能还有待实验的进一步检验。

13．2kV输电线路绝缘子电场强度的彩色显示器

１３．２ｋＶ输电线路绝缘子电场强度的彩色显示器通过模拟试验认为，线路中绝缘子的脱落是由绝缘子型号、固定结构及在线路中所处的位置决定的。利用终端元件和新型计算机显示器进行电场计算，所得结果精确度很高，而且兼顾了绝缘子外形和导线弯曲的情况，模拟了绝缘子表...

输电线路绝缘子的技术性能和运行性能综合比较

文章主要对输电线路瓷绝缘子、玻璃绝缘子及合成绝缘子三类线路绝缘子的技术性能和运行性能进行了综合比较 ,并分析材料、工艺、结构与污秽、雷电等内外因素对三类不同材质绝缘子的技术性能和运行性能的影响 。

高压输电线路绝缘子防污闪对策分析

高压输电线路绝缘体常年处于自然环境中,必然受到自然因素的干扰。如果绝缘子部分发生污闪现象,很容易使高压输电线路发生问题。在分析高压输电线路污闪原因的基础上,提出了有效地防污闪对策,保障高压输电线路的正常运转。

500 kV输电线路绝缘设计研究

随着科技的进步,社会和经济也在不断地发展,自然环境也不断地发生这变化。人们对电子产品的使用量,越来越多,因此,对用电量的需求也在不断地增加。所以,对于500 kV等一些超高压的直流输电线路,也在不断的朝着大容量、远距离、低损耗的方向发展。本文主要针对500 kV输电线路的绝缘设计进行研究,不断地提高500 kV高压输电线路的绝缘性能,提高超高压输电线路的使用性能及使用寿命。

浅析输电线路绝缘子污秽监测与防污措施

介绍了输电线路绝缘子污闪的定义及成因,总结了污秽类型,分析了污秽监测的监测点设置、采样方法和污秽度测试方法,并结合实际提出了切实有效的防污措施,以保障电网系统的安全运行。

输电线路绝缘子故障分析与检测方法

目前我国输电线路中所使用的绝缘子类型很多,主要涉及采用玻璃材料、陶瓷材料与合成材料等生产的绝缘子部件,使用性能很容易受到温度差异性因素、雷电因素、冰雹因素与高温因素的影响出现问题,也可能会受到电气因素和机械类因素的影响发生故障,对输电线路运行的稳定性会造成不利危害。基于此,进行输电线路绝缘子故障分析与检测方法的综述,旨在增强绝缘子使用性能和效果。

特高压气体绝缘金属封闭输电线路绝缘设计

近几年,我国架空输电项目呈现出高度发展的态势,其中,气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated metal-enclosed transmission line,GIL)具有非常重要的研究价值,在特高压工程管理项目中具有非常大的优势和广阔的应用前景,值得深入探讨。本文结合某一电网案例,对气体绝缘金属封闭输电线路典型构型进行了简要分析,并通过间隙场强和绝缘子设计要点对特高压气体绝缘金属封闭输电线路的绝缘设计方案进行了集中阐释,旨在为研究人员提供更加直观的设计建议,以供参考。

适用于声源定位的气体绝缘输电线路超声导波传播特性研究

基于到达时间差(TDOA)的声源定位方法是当前气体绝缘输电线路(GIL)故障定位的主要方式,声波在GIL结构上的传输特性深刻影响着定位结果的准确性。为进一步提升故障定位精度,该文提出了考虑导波频散与多模态特性的GIL壳体声传输分析模型,以典型220 kV GIL管段为研究对象,建立声波传输有限元模型,研究了导波特性对故障定位的影响,确定了适用于故障定位的超声导波模态以及GIL非直管结构对该模态导波的衰减与时延量,通过现场定位试验验证了分析模型的可行性,为GIL声源故障定位系统的传感器配置与定位阈值设置提供了计算依据。结果表明,在20~60 kHz频带内,F(1,1)模态导波具有能量高、波形形状稳定、抗干扰能力强等特点,使用该模态导波进行故障定位精度较高。GIL非直管结构会对F(1,1)模态导波造成较大的幅值衰减与一定程度的时延,在故障定位中考虑非直管结构衰减与时延影响可以使定位误差降低60%以上。

特高压气体绝缘金属封闭输电线路地震反应分析中建模方法研究

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)与传统的输电设备相比,具有传输容量大、输电距离长、布置灵活、环境适应性强等特点,在电力工程中得到广泛应用。GIL由于其结构特点,具有较高的地震易损性,地震作用下受力较为复杂,构件产生较大应力和变形,导致管道破裂、漏气等严重损坏。管道母线及导体是GIL抗震薄弱部位,管道压力可能使管道母线及导体产生较大的应力值,从而影响整体GIL抗震性能评价结果。以户外架设的GIL为研究对象,采用两种建模方法,分别用振型分解反应谱法和动力时程分析法进行地震反应分析,为实际工程中特高压气体绝缘金属封闭输电线路的地震反应分析中建模方法的选取提供参考。

交流气体绝缘输电线路微粒运动特性及其陷阱参数优化方法

交流气体绝缘输电线路(gas insulated metal enclosed transmission line, GIL)中,针对金属微粒带电运动的较大随机性和现场试验手段的局限性,参考中国正运行的某252 kV交流GIL的尺寸,在COMSOL中建立1∶1的三维仿真模型,以此实现模拟的仿真运动轨迹与实际运动轨迹之间的有效对称性。首先,获取运行电压等级下不同尺寸微粒的动态特性;其次,考虑不同形状的微粒陷阱,从电场调控、捕获概率角度优化了陷阱主要参数;最后,在盆式绝缘子凹凸面两侧各布置微粒陷阱,优化布置策略,并提出了针对252 kV交流GIL的微粒陷阱优化方案。研究结果表明:当选取圆孔形状微粒陷阱及其厚度、槽间距和槽宽度分别为10、6 mm和8 mm,并且当距凹凸面绝缘子两边分别70 mm和80 mm处的外壳底部各布置一个陷阱时,两边陷阱的捕获率分别可高达78%和70%。因此,本文分析和优化方法对某电压等级交流GIL优化微粒陷阱具有重要的参考价值。

一种用于气体绝缘金属封闭输电线路的力平衡波纹管

随着技术的发展,气体绝缘金属封闭输电线路GIL和气体绝缘金属封闭输电母线GIB由于其优越的电气性能和环境友好的特点,越来越多的应用到输电系统中。然而,通常由铝合金制成的数十米甚至数千米的GIL或者GIB壳体不可避免的存在热胀冷缩现象,如不设法吸收这些热胀冷缩,将会给法兰连接及支撑结构带来额外的机械应力,进而造成支撑结构破坏、法兰漏气、绝缘闪络而导致严重的停电事故。力平衡波纹管由于其可观的伸缩量及自平衡内部压力的特点,给GIL和GIB的工程应用提供了优良的柔性解决方案。本文介绍了应用于气体绝缘金属封闭输电线路的力平衡波纹管的工作原理,并就工程应用着重介绍了波纹管实际结构、补偿量的计算方法及主要实验内容。