带电更换高压输电线路耐张绝缘子方法探讨

带电更换高压输电线路耐张绝缘子方法探讨

吴克宇

国网福建省电力有限公司福州供电公司 福建省福州市 350000

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，绝缘子串是高压输电线路的重要组成部分，皆具固定和保护功能。目前对绝缘子串的运行维护通常采用电压分步法进行检测，操作人员利用绝缘操作杆搭载火花间隙测试叉在杆塔上对绝缘子进行逐片检测，这种方式存在劳动强度大、稳定性不足且灵活性差等缺陷。对此本文提出1种多自由度、多点平行支撑兼具定位功能的绝缘子串检具的支撑装置，用于支撑架空输电线路上使用的绝缘子劣化状态检测工具。

关键词：架空输电线路；支撑装置；检具；绝缘子

引言

绝缘子是架空输电线路中广泛应用的关键部件之一，主要起到支撑与绝缘作用．由于受外界自然环境等因素影响，绝缘子易发生自爆、污秽、裂纹等故障，严重威胁输电线路的安全可靠运行．因此有必要在输电线路巡检过程中及时对故障绝缘子进行检测识别．其中，绝缘子自爆是架空输电线路中常见故障类型之一．由于巡检图像中绝缘子自爆区域较小，目标背景较为复杂，给绝缘子自爆故障检测研究带来一定挑战。

1总体技术概述

第一，采取人工、计算机相结合的检测思路，以数字图像分析技术作为基础进行复合绝缘子憎水性带电检测技术的研究，开发可用于现场的便携式复合绝缘子憎水性带电检测装置。站在地面即可对垂直布置的设备进行喷水检测，并能对特高压直流输电线路的复合绝缘子进行憎水性带电检测，通过不断的现场试验对其进行完善并编制操作规程。第二，装置作用。能够分析特高压直流输电复合绝缘子的憎水性，并借鉴HC方法，解决带电喷水方法；能够分析运行复合绝缘子在不同类型杆塔上的空间位置，解决高质量、可靠数字图像获取技术；能够利用数字图像处理技术，解决憎水性图像的分析技术；能够分析环境温度、风力等对运行复合绝缘子憎水性测量的影响，并给出其校正方法。

2工作原理

工作时，绝缘杆通过滑套支座与装置连接，滑套支座相当于绝缘杆的扶手，内部可变形的强阻尼材料有助于绝缘杆的轴向定位；杠杆支座与角钢固定座的连接可实现装置的左右转动；锁紧手柄则用于绝缘杆确定位置后检具支撑装置的定位和制动；上、下支撑杆及氮气弹簧与杠杆支座的铰接可实现绝缘杆的俯仰运动；氮气弹簧的阻滞特性可使装置自主回到平衡状态，操作人员只需手扶绝缘杆调整检具的位置即可。上述过程替代了操作人员高空双手举撑绝缘杆调整检具位置，从而实现省力的目的。

3输电线路耐张绝缘子方法

3.1近线端的运动性态与过程铰点的位置关系

支撑装置良好的运动性态主要通过近线端的运动速率与定位稳定性、可靠性来体现，主要受构件尺寸与位置关系的影响，位效率，加速度变化规律则反映近线端工作的平稳性，以过程铰点的位置为变量，过程铰距增加则近线端速度减小，因此减小过程铰点的距离有利于提高近线端的工作效率。近线端加速度变化规律与速度变化规律整体相同，明显的区别在于过程铰点与杠杆支座距离越大时加速度最低值越小，同时加速度曲线趋于平缓，说明加速度对过程铰点位置敏感，由此可见增加过程铰点的距离同样有利于提高近线端工作的平稳性和安全性。

3.2多模型融合测试结果与分析

虽然输电线路巡检图像中故障绝缘子种类多样，环境背景较为复杂、自爆区域相对巡检图像占比较小，给绝缘子自爆故障检测研究带来一定挑战，但是利用多模型融合检测能有效综合各模型优点，显著提升绝缘子自爆故障检测各评价值，且检测得到的绝缘子自爆故障区域预测框与真实标注框IOU均大于0．5，预测框坐标回归较为准确．由实验结果图及计算表明，所提方法能有效解决输电线路巡检图像中绝缘子自爆的故障检测．

3.3高压架空输电线路绝缘子串抗风偏特征因子分析

为了实现对高压架空输电线路绝缘子串抗风偏性能自动测试优化，需要首先设计高压架空输电线路绝缘子串抗风偏性能自动测试的约束参量模型，以塔高、档距长度、电压等级的一级约束参量，随着抗风故障概率增大，得到特征点ni0Ts是坡向与线路绝缘子串抗风偏的特征分布集，结合输电线路的本体特征值，本体特征值可将把矩阵代表的线性变换转化为数值变换，并得到λ的水平特征量聚点满足E(ni0，d)≥E0，同时E(ni0，d)同E0的差距越大且靠近E1时λ水平值越高，以输电杆塔经纬度为基准，直至E(ni0，d)=E1情况下达到获取最大的抗风能力。在优化的抗风能力下，确保E(ni0，d)=E1成立的点ni0Ts，则是各特征因子的抗风偏相关参数。x(n)的一个最高水平特征量聚点，即λ=1的d尺度特征量聚点。根据上述分析，构建高压架空输电线路绝缘子串抗风偏特征因子分析模型。

3.4硬件装置构成

第一，带电喷水装置。在进行复合绝缘子憎水性带电检测技术研究过程中，需要对绝缘子表面进行喷水。①装置采用了红外遥控、单片机自控技术和微型水泵驱动等技术，自动化程度高。②装置采用模块化结构，由四部分组成：红外控制信号发射部分、空心绝缘操作杆、红外信号接收和微型水泵控制部分、微型水泵驱动喷水部分。装置结构紧凑，重量轻，便于携带和操作，适合现场使用。③红外信号发射部分为一独立模块，使用时按照说明连接于操作杆之间。供电电源为12V高能碱性电池。当遥控距离下降操作不灵敏时按照说明更换电池。④采用玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料进行空心绝缘操作杆的制作，共配置4节（总长4m可根据不同电压等级进行组合使用）。空心绝缘操作杆后端通过连接附件与红外信号发射部分螺纹连接，其前端则通过连接附件与电动喷水部分螺纹连接。⑤红外信号接收和微型水泵控制部分由嵌于空心绝缘操作杆前端内的红外信号接收头、可充电电源、红外信号接收和微型水泵控制器三部分构成。红外信号接收头通过导线与红外信号接收和微型水泵控制器相连。可充电电源、红外信号接收和微型水泵控制器两部分封装在铝制壳体内并用合页套接固定在空心绝缘操作杆前端。可充电电源为3000mAh锂电池，可保证装置喷水2.5小时，能满足现场长时间测量要求。

结语

高压架空输电线路绝缘子串抗风偏性能，进行高压架空输电线路绝缘子串抗风偏性能自动测试，提出一种基于防风偏智能分析数学建模的高压架空输电线路绝缘子串抗风偏性能方法，根据线路防风偏设计标准，参考设计风偏系数，结合架空输电线路绝缘子类型、绝缘子结构高度、绝缘子串、导线距杆塔最小电气安全距离等参数构建性能测试的约束参量模型，根据线路运行经验，进行防风偏智能分析数学模型设计，结合特征分析和智能算法对高压架空输电线路绝缘子串的抗风偏能力进行计算分析。结果表明，采用该方法能有效实现对高压架空输电线路绝缘子串抗风偏性能自动测试，计算结果准确可靠，提高了高压架空输电线路绝缘子串抗风偏性能。

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