電力金具是輸變電工程的關(guān)鍵部件,在溫度、風(fēng)沙等環(huán)境因素作用下,因結(jié)構(gòu)缺陷會(huì)導(dǎo)致電暈放電,最終影響輸變電線路的安全運(yùn)行�；陔姇炘囼�(yàn)工作平臺(tái),采用圖像融合和圖像處理技術(shù),對(duì)放電光斑進(jìn)行特征提取和狀態(tài)評(píng)估。研究結(jié)果表明:光斑面積與放電量呈線性關(guān)系;電力金具放電階段由電暈階段,歷經(jīng)小電弧階段,最終發(fā)展到強(qiáng)烈火花放電階段;當(dāng)增益為70%,觀測(cè)距離為10m時(shí),3個(gè)階段的放電光斑面積分別約為1000像素、5000像素和10000像素;根據(jù)紫外圖像特征,電力金具的狀態(tài)評(píng)估分為無(wú)缺陷,一般缺陷,嚴(yán)重缺陷,緊急缺陷4個(gè)狀態(tài)。該研究成果為電力金具安全評(píng)估提供技術(shù)支撐。 

【文章來源】：紅外技術(shù). 2020,42(07)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

光斑面積與觀測(cè)距離關(guān)系圖Fig.3Relationdiagramofspotareaandobservationdistance

距離近似成冪指數(shù)關(guān)系。由于實(shí)際測(cè)量過程中，觀測(cè)距離會(huì)有所變化，所以需要對(duì)其進(jìn)行歸一化處理，設(shè)定10m觀測(cè)距離為標(biāo)準(zhǔn)值，經(jīng)過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，可得出如下結(jié)論：1.6310o10SSd(7)2.4對(duì)比試驗(yàn)電力金具放電強(qiáng)度一般通過局部放電測(cè)試儀進(jìn)行評(píng)估，即檢測(cè)到的放電量表征電力金具放電狀態(tài)。為此，需對(duì)放電光斑面積和放電量之間的關(guān)系進(jìn)行研究，參照?qǐng)D2搭建測(cè)試環(huán)境，電力金具外接取樣電阻，通過局部放電測(cè)試儀采集放電信號(hào)，對(duì)比不同電壓等級(jí)下的放電量和光斑面積，繪制曲線如圖4所示。圖4光斑面積與放電量的關(guān)系曲線Fig.4Relationcurveofspotareaanddischargecapacity通過Matlab仿真計(jì)算工具，對(duì)光斑面積和放電量的數(shù)值進(jìn)行線性擬合分析，可得：q＝0.297s＋879.4(8)式中：q為放電量；s為光斑面積，擬合度為0.99，所以可以證明光斑面積表征電力金具的放電強(qiáng)度是合理的。3數(shù)據(jù)分析3.1紫外圖像特征參考高壓電氣設(shè)備放電發(fā)展過程，主要由3個(gè)階段組成，如圖5所示。圖5(a)為電暈放電階段，均勻環(huán)的電暈起始電壓大約為245kV，此時(shí)電暈聲并不明顯，紫外成像儀僅能檢測(cè)到部分零星的光斑，而且放電并不穩(wěn)定。通過均壓環(huán)表面濕度的增加，放電強(qiáng)度會(huì)逐步加強(qiáng)，光斑路徑會(huì)逐步擴(kuò)展，但光斑面積序列的波動(dòng)較校圖5(b)為小電弧階段，當(dāng)測(cè)試電壓達(dá)到300kV時(shí)，均壓環(huán)表面會(huì)交替出現(xiàn)較大光斑和較小光斑，但大光斑持續(xù)的時(shí)間較短，一般僅持續(xù)1～5s左右。隨著濕度的增加，大光斑持續(xù)時(shí)間和發(fā)生幾率會(huì)相應(yīng)增加，會(huì)聽到明顯的放電聲音，在黑暗情況下可以看見細(xì)絲狀電弧，同時(shí)光斑面積序列的波動(dòng)較大。圖

第42卷第7期Vol.42No.72020年7月陸旭等：電力金具圖像故障狀態(tài)評(píng)估July2020635(a)電暈放電階段(b)小電弧階段(c)強(qiáng)烈火花階段(a)Coronadischargestage(b)Smallelectricarcstage(c)Strongsparkdischargestage圖5均壓環(huán)電暈放電紫外圖像Fig.5UVimageofcoronadischargeforgradingring3.2狀態(tài)評(píng)估統(tǒng)計(jì)不同濕度情況下，放電光斑面積隨電壓等級(jí)變化的曲線如圖6所示。濕度低一般指均壓環(huán)濕潤(rùn)，但其下表面未聚成明顯的水滴，濕度高一般指均壓環(huán)內(nèi)外徑表面均有水膜覆蓋，同時(shí)其下表面可見較大的水滴。圖6不同濕度情況下光斑面積變化Fig.6Spotareachangesunderdifferenthumidityconditions在濕度一定的情況下，隨著電壓增加，光斑面積也相應(yīng)增加。在電壓等級(jí)一定的情況下，隨著濕度增加，光斑面積也相應(yīng)增加。經(jīng)過歸一化計(jì)算，當(dāng)增益為70%，觀測(cè)距離為10m時(shí)，電暈放電階段，放電光斑面積約為1000像素；小電弧階段，放電光斑面積約為5000像素；強(qiáng)烈火花放電階段，放電光斑面積約為10000像素。低電壓等級(jí)下，金具表面僅有微弱的電暈放電時(shí)，電離區(qū)域較小，屬于較安全的狀態(tài)。隨著電壓的增加，放電區(qū)域逐步擴(kuò)展，電離區(qū)域擴(kuò)大，發(fā)出清晰的放電聲，金具處于較危險(xiǎn)的狀態(tài)。待進(jìn)入強(qiáng)烈火花放電階段，放電通道增加，放電進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，此時(shí)進(jìn)入高危狀態(tài)。當(dāng)增益為70%時(shí)，觀測(cè)距離為10m，統(tǒng)計(jì)不同類型的電力金具不同放電階段的光斑面積，電力金具安全狀態(tài)分為無(wú)缺陷，一般缺陷，嚴(yán)重缺陷，緊急缺陷4個(gè)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的3個(gè)界限值匯總見表2。表2電力金具放電強(qiáng)度狀態(tài)評(píng)估Table2Estateevaluationfordischargeintensity

【參考文獻(xiàn)】：
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