复合绝缘子伞裙表面腐蚀特性研究

为研究复合绝缘子伞裙表面受环境腐蚀的影响,采用等效试验模拟了复合绝缘子腐蚀过程,分析了不同盐密浓度腐蚀条件下绝缘子试样表面的憎水性,测量了绝缘子试样表面的泄露电流,并采用扫描电镜分析了其微观表面形貌.试验结果表明,长期受盐密腐蚀的伞裙表面憎水性随着盐密浓度的增大而减弱;腐蚀会导致伞裙表面电阻下降,泄露电流增大;当盐密浓度为0.06mg/cm~2时,伞裙表面憎水性下降速度最快,表面老化速度也最快;伞裙表面腐蚀后,表面变得粗糙不平,老化程度随着腐蚀时间和腐蚀浓度的增加而加深.     

复合绝缘子伞裙破损的电场分布仿真分析

输电线路复合绝缘子伞裙破损时,其表面、沿面和空间电场会发生相应变化,因此可以通过电场分布直观反映绝缘子的运行状态。以FXBW—110/120—2型复合绝缘子为研究对象,通过建立起伞裙完整状态、不同破损位置及程度状态时的有限元电场仿真模型,对比分析了前后状态的电场分布特征,可知:绝缘子串高压端的伞裙发生破损时,破损边缘的表面电场强度相比周围明显增大,沿面电场曲线在相应位置会下降,而空间轴向电场分布曲线没有明显影响;伞裙破损得越严重,对表面场强和沿面场强的影响越大。     

高海拔地区直流输电线路染污绝缘特性

为了分析高海拔条件下瓷、玻璃和复合绝缘子伞裙结构及瓷绝缘子悬挂方式对直流污闪特性的影响规律,在海拔1 970 m条件下, 采用恒压升降法,对瓷、玻璃和复合绝缘子的直流污闪特性进行试验分析.试验结果表明: 不同悬挂方式下,电弧发展路径不同,绝缘子Y串利于电弧发展,污闪电压最低;采用绝缘子V串可使瓷绝缘子污闪电压提高7%以上.绝缘子的伞裙结构对直流污闪电压影响较大,优化设计复合绝缘子的伞裙结构,可以将其污闪电压提高20%以上.因此,高海拔条件下,改变悬挂方式及优化伞裙结构可提高污闪电压.     

覆冰复合绝缘子的流体力学特性分析

以三大二小伞裙结构的复合绝缘子为仿真模型,研究复合绝缘子覆冰情况下的流体力学特性。结果表明,气流在绕过覆冰复合绝缘子芯棒和伞裙的过程中,绝缘子芯棒后面的流速很低,绝缘子背风面有轻微涡流产生,水滴随气流存在回流现象,芯棒处回流现象也更加明显,随着覆冰的发展,覆冰速度先增大后减小,覆冰厚度10mm时覆冰速度达到最小。     

鸟粪染污伞裙对接触网绝缘子电场分布的影响

为研究接触网正馈线绝缘子伞裙被鸟粪染污对其沿面电场分布的影响,在COMSOL Multiphysics软件中建立了绝缘子仿真模型,分析不同鸟粪对伞裙的染污情况对绝缘子沿面电场分布产生的影响.仿真结果表明:鸟粪均匀分布在绝缘子伞裙表面对沿面电场几乎没有影响;鸟粪染污绝缘子伞裙表面形成均匀干燥带、鸟粪沿绝缘子伞裙滴落桥接伞裙对绝缘子电场分布产生畸变,在电场大幅畸变后,绝缘子发生闪络的可能性增大,造成严重后果.     

基于BP-GA算法的染污支柱复合绝缘子伞裙结构优化

为防止污闪事故的发生,提出了基于BP-GA算法的染污支柱复合绝缘子伞裙结构优化方法。基于优化拉丁超立方设计法选取大伞伸出、小伞伸出和伞间距作为伞裙结构设计变量,在多耦合物理场Maxwell软件中构造染污支柱复合绝缘子的电场计算模型,将针对不同伞裙结构求解出的沿面电场不均匀系数和最大沿面电场强度作为样本数据。利用BP神经网络对样本数据进行学习训练,建立电场特性近似模型。采用GA算法求解近似模型,在满足最大沿面电场强度作为性能约束的前提下,使得沿面电场不均匀系数最小。实例结果表明,沿面电场不均匀系数降低了23.16%,且最大沿面电场强度小于空气击穿场强,有效地提高了支柱复合绝缘子的污闪性能。     

电瓷绝缘子破损对整串场强电位分布的影响研究

由于电瓷绝缘子的脆性特性,在过电压或外界应力的作用下会使电瓷绝缘子的伞裙发生局部破损.伞裙的不同破损位置,以及不同的破损片数会对整串绝缘子的最大场强、均压环上的场强和伞裙的电压承担值产生不同的影响.本文通过有限元法对电瓷绝缘子串进行建模分析,设电瓷绝缘子串中存在破损伞裙,并通过改变伞裙破损的片数、伞裙破损存在的位置,探讨对整串绝缘子的最大场强以及均压环上场强、破损处伞裙场强以及单片伞裙承担的电压值影响.结果表明：单片或多片绝缘子破损时,会影响整串最大场强分布,破损位置处于高压端时,会进一步增加均压环上场强与第1片钢脚与水泥连接处最大场强值;破损位置处于中、低压端时,整串最大场强、均压环上最大场强相对偏小,多片破损时表现规律更为明显;高压端伞裙破损时,场强发生严重畸变,沿面伞裙电压分布变得更加不均匀,中、低压端破损影响相对较小,多片伞裙破损时,规律同单片一致.其仿真结果对场强电压的畸变提供理论性依据,对线路安全稳定运行有一定的指导性作用.     

特高压输电网中硅橡胶绝缘子老化的研究

复合绝缘子的老化往往会导致电网系统事故的发生.采用扫描电镜(SEM)和X-线光电子能谱对在400 k V线路上使用12年复合绝缘子的表面特征进行分析,以探究其在高压电网运行过程中的老化行为.进而采用真空紫外辐射对硅橡胶进行加速老化实验,研究在少量空气和紫外光下硅橡胶的老化机理,结果表明在大气环境中紫外光辐射是引起复合绝缘子老化的主要原因之一.     

人工模拟沙尘气候环境下线路绝缘子积污特性研究

以沙尘暴环境下线路绝缘子的积污特性为研究对象,依托自建的人工沙尘暴环境模拟实验系统,开展了沙尘暴气候环境下线路绝缘子的模拟实验.在此基础上,重点研究了绝缘子的基本积污特性和污层分布规律,主要包括不同伞裙位置积污量对比及分析,同组大、小伞之间积污量对比及分析,沙尘流速、沙尘持续时间对伞裙表面积污量的影响.研究结果表明:在仅考虑流场作用的条件下,伞裙位置对其表面积污无明显影响;大伞表面的积污量要比小伞表面轻;显著影响积污量的因素是沙尘流速和沙尘持续时间;在特定流速和时长下,表面积污量存在最大值.以上有关结论对于沙尘暴气候条件下线路绝缘子外绝缘特性的深入研究具有积极意义.     

复合支柱绝缘子在高海拔区直流污闪与污雨闪性能

为了系统研究复合支柱绝缘子在高海拔条件下的直流污闪和污雨闪性能,在海拔1.97 km的地区,对5种不同伞形参数的复合支柱绝缘子进行了人工污秽直流污闪和淋雨试验。试验结果表明:同等污秽条件下,污雨闪电压明显高于污闪电压。在一定范围内,伞形参数对电压的影响呈现出规律性:伞伸出增大,两种电压均增大;伞间距增大,污闪电压随之增大而污雨闪电压则先升后降;芯棒直径的增加会造成两种电压的降低。因此,高海拔地区直流变电站外绝缘设计可仅依据污闪特性进行配置,同时,合理地优化伞裙参数可提高污闪性能25%以上。     

低气压条件下绝缘子污闪特性的研究

污秽绝缘子的闪络电压Ｕ和大气压力户之间的关系为Ｕ＝Ｕ。（Ｐ／ｐ０）ｎ，Ｕ０是该污秽绝缘子在标准大气压户。下的闪络电压。作者用固体污层人工污秽试验方法研究了不同形状绝缘子在不同污秽度下以及在不同大气压力下的污闪电压，并研究了在交流和直流电压分别作用下的污闪电压差别。试验结果表明，上述公式中的指数ｎ在交流电压下的数值大于直流电压。对于形状简单的绝缘子ｎ值不受污秽程度影响，对于形状复杂的绝缘子ｎ值受污秽程度的影响。ｎ值变化的原因在于绝缘子伞裙间的电弧桥络现象。     

合成绝缘子直流污闪极性效应的研究

传统的瓷和玻璃绝缘子的副极性污闪电压低于正极性电压,该现象被称作极性效应。硅橡胶合成绝缘子正被日益广泛地用于电力系统外绝缘领域,但迄今为止,对合成绝缘子直流污闪是否存在极性效应这一问题未作详细研究。该文分析了瓷绝缘子的直流污闪极性效应,认为绝缘子串上的众多金具是造成极性效应的主要原因;而合成绝缘子只有上、下两个金具,但形成的电弧数量较多,因此形成的均为无金属电极的非极性电弧,从而使合成绝缘子的直流污闪不具有极性效应。     

硅橡胶合成绝缘子染污放电机理的研究

传统的瓷和玻璃绝缘子表面呈亲水性,耐污闪性能较差;硅橡胶合成绝缘子表面呈憎水性,且其憎水性能够迁移至绝缘子表面污层,因而具有优良的耐污闪性能,尽管目前对瓷和玻璃绝缘子的污闪机理已作了较深入的研究,但对合成绝缘子污闪机理的研究尚比较缺乏。该文详细分析了合成绝缘子的染污放电过程,提出了闪络通道由多条短电弧与狭窄水带串联而成的合成绝缘子直流污闪模型。模型表明,众多短电弧的阴阳极压降及水带的高阻值是其具有高污闪电压的原因,同时模型清楚地反映了合成绝缘子临闪电流低、临闪电压高的特点。     

盐密变化对不同材质绝缘子闪络特性的影响

为了研究不同材质绝缘子随盐密变化的闪络特性,以XP-160、LXZP-210、FXBW-10/70绝缘子为研究对象在人工雾室中开展了污秽试验,分析了这三种材质绝缘子的闪络电压、闪络电压梯度随盐密变化的规律以及不同盐密下串长与闪络电压的关系;以此为基础,得到了不同盐密下绝缘子闪络电压与饱和盐密下绝缘子闪络电压之间的具体关系,并给出了利用不同盐密下监测得到的闪络电压估算饱和盐密情况下绝缘子闪络电压值的表达式。试验结果表明:复合绝缘子受污秽的影响程度小于玻璃、瓷绝缘子,且其闪络电压梯度较高;不同材质的绝缘子串长与闪络电压大致成线性关系;不同盐密下的闪络电压与饱和盐密下的闪络电压呈线性关系,不同材质绝缘子的估算系数大致相同。     

合成绝缘子老化试验的测量和数据采集系统

研制了一套用于合成绝缘子5000小时加速老化试验的测量系统．该系统包含基于戴尔服务器的硬件系统和基于LabView平台的软件系统,可实现5000小时老化实验过程中多个特征量的实时分析和记录、老化电流中脉冲电流和泄漏电路的分离、故障后的自动恢复和报警、以及试验统计工作的可持续进行．     

输电线路中均压环对复合绝缘子的研究

本文利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件仿真了绝缘子在加装均压环前后周围电场的情况,证实了复合绝缘子加装均压环确实能够解决输电线路中电场集中的问题,为输电线路安全稳定的运行提供理论基础.     

带电水蒸气冲洗污秽绝缘子时的交流闪络特性研究

针对带电水蒸气清洗绝缘子污秽进行了试验研究,绘制了3种不同绝缘子随盐密变化的平均闪络电压、闪络电压梯度曲线和不同清洗方式下的闪络电压曲面,并进行了带电水蒸气冲洗污秽绝缘子时闪络电压的拟合计算和影响因素分析.结果表明:在相同盐密下,FXBW4-35型绝缘子时的闪络电压和闪络梯度最高,XP-70型绝缘子次之,FC-70型绝缘子最低;幂函数可拟合带电水蒸气清洗污秽绝缘子时的闪络电压,但非最优拟合函数;采用自下而上清洗方式闪络电压最高;绝缘子污秽盐密低于4×10~(-4)g/cm~2无过电压出现情况下,带电水蒸气清洗可保证系统安全.     

航拍图像中绝缘子串的轮廓提取和故障检测

针对绝缘子爆裂和缺失将导致整个输电线路绝缘能力下降的常见故障,提出一种通过计算绝缘子数目实现故障检测的算法.输电线路绝缘子串中绝缘子数目相对固定,通过计算绝缘子的数目,进而达到故障检测的目的,可应用于航拍直升机智能巡检系统中.利用Otsu算法与形态学滤波对图像进行预处理;提出免疫遗传Snake算法优化绝缘子串凹陷区域边界,得到较为完整的绝缘子串轮廓;用椭圆拟合和连通区域方法计算出绝缘子的数目.该算法能够有效地提取绝缘子轮廓并计算出绝缘子数目,为进一步实现精准、稳定检测绝缘子缺失和爆裂等故障奠定了良好的预研基础.
     

基于轻量级深度卷积神经网络的绝缘子检测

在无人机巡检图像中,检测出绝缘子是实现输电线路状态分析的关键.本研究采用轻量级卷积神经网络代替传统的人工特征提取器,获取输入图像的深层特征;利用深度学习目标检测网络对所提取特征进行处理和训练学习,实现多尺度、多种类的绝缘子目标检测.实验结果表明:该方法可以准确快速地识别出以山林背景为主的瓷质和复合两类绝缘子,其检测精度...     

双重对抗无监督域自适应绝缘子检测算法

绝缘子检测在输电线路智能巡检中具有重要的应用价值.基于深度学习的绝缘子检测是一类常用的方法.然而,在某些情况下仅能获取某一类型绝缘子数据,用其训练得到的模型直接应用到跨域绝缘子检测,性能会急剧下降.为此,提出一种双重对抗的无监督域自适应绝缘子检测算法.具体地,为缓解绝缘子图像背景复杂对检测性能带来的影响,设计了一种混淆判别机制.在该机制中,输入两种不同类型的绝缘子图像到两个不同的判别器中进行分类,再通过对抗训练将两种绝缘子进行交叉分类以学习到域不变特征.此外,通过最大最小化目标域的两个分类结果分别优化判别器和特征提取器,减轻不同类型绝缘子外观差异较大的问题.大量的实验证明了提出方法的有效性.