基于红热成像的零值绝缘子识别研究

基于红热成像的零值绝缘子识别研究

雷鸣

（吉林敦化抽水蓄能有限公司吉林敦化133700）

摘要：零值绝缘子的有效识别可以为保障系统安全稳定运行提供有力支持。在分析红热成像原理的基础上，分析了零值绝缘子红热成像影响因素，并通过实验数据加以验证。通过本文分析可知，零值绝缘子红热成像受环境温度、湿度和绝缘子污秽等级影响。

关键词：零值绝缘子；红热成像；温度；湿度；盐密度

引言

绝缘子在电能传输中起到了重要作用，可以有效对输电线路和杆塔之间起到绝缘作用[1]。绝缘子在输电线路中使用的数量非常大且广泛地应用到各个部分，是特别重要的零件，是保证输电正常运行的重要一环。正常状态下的绝缘子阻值可以认为是无穷大，绝缘子一旦被击穿，绝缘子阻值为零，会使线路和杆塔之间相当于直接连接，威胁电力系统的安全稳定运行[2]。

随着红外热像技术的发展，通过红外热像可以判断任何物体的温度，可以为电气设备的状态监测提供一定参考。采用红外热像技术识别零值绝缘子的优点在于监测速度快、可靠性高、节省人力和物力。红外热像技术在绝缘子的故障诊断中也得到了较为广泛的应用，文献[3]研究了红外热像技术在110kV母线绝缘子故障诊断方面的应用，文献[4]采用红外热像技术对合成绝缘子的故障特征进行分析，文献[5]基于小波变换对红外热像去噪处理，提高了绝缘子故障诊断的可靠性，文献[6]采用直方图包络对绝缘子红外热像进行方差分析，提取了故障绝缘子的红外热像特征，文献[7]采用小波自适应对红外热像进行去噪处理，提高了故障绝缘子诊断的可靠性，文献[8]将红外热像技术应用到了绝缘子污秽等级检测研究。

基于红外热像技术的零值绝缘子识别系统研究也是一项亟需研究的课题。

1基于红外热像的零值绝缘子识别原理

图1探测器工作原理

红外热像仪的核心部分是探测器，通过探测器的温度变化可以反映出外界射入探测器的红外辐射强度，如图1所示。

辐射信号首先射入R2，R2的阻值随着辐射强度的变化而变化，在外加电压作用下就会产生两端电压差的变化，R1是内置电阻，R3和R4起到平衡电路的作用。当外界没有辐射信号时，E的值为0，当外界产生辐射信号，R2的阻值发生变化，从而影响E测量的值。对于E的变化还要经过放大和转换再显示。

如图2所示，绝缘子串的温度会升高，但零值绝缘子的温度却不如正常绝缘子的温度高。零值绝缘子的产生原因取决于制造工艺、材料以及运行环境。

图2零值绝缘子产生机理

2绝缘子红外热像检测结果影响因素分析

零值绝缘子红外热像检测结果会受到红外热像仪的检测误差、检测环境以及绝缘子自身污秽程度的影响，本章首先分析红外热像检测结果的影响因素，为绝缘子红外热像预处理提供一定指导。

图3盐密0.03mg/cm2的绝缘子在相对湿度65%的环境下红外热像

4结论

通过本文的分析可知，红外热像仪与绝缘子的距离越远，测量的误差越大；环境温度与绝缘子的温差越小，误差也会越大。环境湿度大会使检测结果比较明显，但环境湿度过大会使部分绝缘子出现暂时零值的现象，从而影响检测结果的准确性。当绝缘子处在相对湿度适中的环境下容易识别零值绝缘子，当相对湿度偏低会影响红外热像的清晰度从而不易检测。

参考文献：

[1]LiCR，ChengYC.Atechniqueofdetectingfaultyinsulatorstringsonground[J].IEEE，1999，4（4）：135-138.

[2]YangYH，WangLC.TheonlinedetectionoffaultyinsulatorusingfastFouriertransformation[C].InternationalConferenceonSystemsandInformatics，2014：175-179.

[3]李唐兵，周求宽，王鹏，等.基于红外热像的绝缘子诊断方法研究与应用[J].江西电力，2016，40（4）：43-46.

[4]叶芳，陈韶瑜，李田，等.绝缘子故障在线监测系统的设计与实现[J].四川电力技术，2016，39（5）：63-66.

[5]李佐胜，李文利，姚建刚，等.应用绝缘子红外热像处理的现场污秽等级检测方法[J].中国电机工程学报，2010，30（4）：132-138.

[6]李佐胜，姚建刚，杨迎建，等.基于方差分析的绝缘子红外热像特征选择方法[J].电网技术，2009，33（1）：92-96.

[7]李文杰，姚建刚，毛李帆，等.基于中值滤波法及小波自适应扩散法的绝缘子红外热像去噪[J].电网技术，2010，34（8）：160-164.

[8]帅海燕.基于最小二乘支持向量机的复杂气象条件下绝缘子等值附盐密度的预测[J].机电产品开发与创新，2016，29（6）：27-29.

作者简介：

雷鸣（1977年11月生），男，工程师，学士，研究方向：电气设备故障诊断。