一种输电线路绝缘子带电检测方法与流程

本发明属于电力设备运行状态检修领域，涉及绝缘子运行状态检测，尤其涉及一种输电线路绝缘子带电检测方法。

背景技术：

基于电场法检测劣化绝缘子，只需电场探头滑过绝缘子串表面，检测绝缘子周围的电场，测量方便、成本较低，是高压输电线路绝缘子串缺陷绝缘子检测的重要方法之一。

电场法检测的关键在于获取绝缘子串的电场分布曲线。在现场实践中，该曲线的纵坐标是被测点的轴向电场，横坐标是被测点的位置信息。现有的电场法绝缘子检测仪，将绝缘子伞裙的边沿作为被测点，当检测仪中的边沿检测电路监测到检测仪滑过了一个伞裙时，触发电场检测电路，记录下该位置的电场数值。受到成本、体积等因素的限制，现有电场法绝缘子检测仪通常是通过接近开关或者是光线遮挡的形式判断检测仪是否滑过伞裙边沿。然而在现场实测中，由于下列因素，导致边沿定位不准、检测到的电场数据量时多时少，引起电场曲线的形状变化，严重影响电场法的实施效果，经常导致错误的诊断结果：

（1）绝缘子的伞裙数量和直径多变，某一类直径的伞裙可能处于边沿检测电路可测范围的边界上。当检测仪沿绝缘子串表面滑动时，这一类伞裙不能被非常稳定地检测到；

（2）检测仪在滑动过程中存在机械抖动，可能多次重复测量同一个伞裙；

（3）阳光等外界光线影响检测仪的光线探测器，导致误判伞裙边沿。

可见，提高输电线路缺陷绝缘子检测效率的关键问题是解决电场法中的被测点定位问题，即伞裙识别问题。

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提高输电线路缺陷绝缘子检测效率。本发明提供了一种输电线路绝缘子带电检测方法，利用该检测方法可以便捷而准确的对绝缘子伞裙边沿进行定位识别，可以更加可靠准确地检测绝缘子导通性缺陷。

本发明工作原理是，利用绝缘子伞裙附近局部电场分布存在极小值的特点识别绝缘子伞裙位置，并将该极小值电场作为特征电场绘制电场曲线来判断绝缘子是否劣化。发明人对绝缘子伞裙表面电场分布规律分析后，发现在绝缘子伞裙边沿局部范围内存在电场极小值，同时极小值电场位置与绝缘子伞裙对应。通过ANSYS软件电场仿真和实验室实测数据证实了这种局部电场极小值的现象。众所周知，绝缘材料的相对介电常数影响空间电场分布。由于绝缘子伞裙和空气相对介电常数的不同，导致空气中绝缘子伞裙边沿附近的电场会呈现局部极小值的特征。绝缘子绝缘材料的相对介电常数越大，极小值现象越明显。良好绝缘子的伞裙和零值绝缘子的伞裙均能够引起这种电场分布的变化。因此，电场数值序列中的极小值就是绝缘子伞裙处的电场数值，即通过极小值电场位置可以识别出绝缘子伞裙；若对极小值电场按测量时间进行编号，则极小值序号就是绝缘子伞裙的序号。发明人研究发现，以极小值序号为横坐标，极小值为纵坐标，所绘制的曲线能够反映出缺陷绝缘子，所具有的诊断规律与现有的以绝缘子伞裙序号为横坐标，电场值为纵坐标的曲线的诊断方法和判据一致，并具有良好的缺陷识别能力。

技术实现要素：

本发明提供的一种输电线路绝缘子带电检测方法，包括以下步骤：

（1）以平行于绝缘子串中心轴线且与绝缘子伞裙边沿相切的线段作为电场测量的基准线；

（2）在绝缘子带电的条件下，将电场探头沿着基准线依次滑过每片绝缘子；在滑动的过程中，每隔一段时间t，测量并记录一次探头所处位置的电场数值；

（3）应用现有的极小值提取算法，对获得的电场数值序列求局部极小值，并对所得极小值按时间顺序编号；

（4）以极小值序号为横坐标，极小值为纵坐标，绘制出电场分布曲线；

（5）根据电场分布曲线，利用现有的电场法检测零值绝缘子的诊断方法判断绝缘子串中是否存在低零值绝缘子或导通性缺陷。

本发明中所述的一种输电线路绝缘子带电检测方法，其所述的电场数值具体是与绝缘子串轴线方向相同的电场分量数值。

本发明中所述的一种输电线路绝缘子带电检测方法，其所述的一段时间t是指由公式（1）确定的一段时间：

t=0.5/v (1)

其中t是时间，其单位是秒；v是电场探头的移动速度，其单位是厘米每秒。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种输电线路绝缘子带电检测方法，只需要利用电场探头测量电场，不需要开关、控制机构等绝缘子边沿定位相关辅助设备就可以实现伞裙的快速准确识别，大大降低了电场检测的复杂程度；本发明方法通过识别局部极小值电场来识别绝缘子伞裙边沿以及确定伞裙电场，解决了电场测量现存的重复测量问题；本发明方法依靠电场分布特征实现伞裙识别，仅要求相邻测量点的距离控制合适（不大于0.5cm），无需严格控制电场探头滑过绝缘子伞裙时的速度，这一特点使得本发明十分适合应用在机器人检测绝缘子技术。本发明提出的一种输电线路绝缘子检测方法是在本文提出的绝缘子伞裙定位方法的基础上实施的，将极小值电场作为绝缘子特征电场，绘制出的电场分布曲线可以更加准确可靠地检测缺陷绝缘子。本发明方法快速、便捷及准确地为电场法所使用的轴向电场曲线提供了被测点位置信息，克服了现有电场法检测仪不能准确识别绝缘子伞裙的不足；将极小值作为特征电场绘制电场分布曲线，进一步提高了电场法检测绝缘子缺陷的有效性和实用性。

本发明中所述方法适用于带电运行的绝缘子，包括瓷绝缘子、复合绝缘子及玻璃绝缘子等。

附图说明

图1为本发明提供的一种输电线路绝缘子带电检测方法的实施流程图。

图2为绝缘子示意图；

图中，1、15和30是绝缘子序号，直线AB是电场测量基准线，其中A侧靠近高压端，B侧靠近接地端。

图3为ANSYS软件仿真所得的良好绝缘子串伞裙边沿轴向电场分布曲线图；图中横坐标为位置信息，纵坐标为电场强度。

图4为ANSYS软件仿真所得的3号绝缘子为零值绝缘子时伞裙边沿轴向电场分布曲线图；图中横坐标为位置信息，纵坐标为电场强度。

图5为绝缘子串极小值电场分布曲线；

图中曲线1是良好绝缘子的极小值电场分布曲线，曲线2是3号为零值缘子时的极小值电场分布曲线。

具体实施方式

下面结合说明书附图，详细说明本发明的具体实施方式。

步骤1：以平行于绝缘子中心轴线且与绝缘子伞裙边沿相切的线段作为电场测量基准线，如图2中的直线AB。

步骤2：沿着测量基准线AB移动电场探头，对绝缘子串轴向方向的电场分量进行测量（两个电场测量点间距为0.5cm），获得绝缘子串的轴向电场数值序列。将电场序列按时间顺序编号为1…n…，以电场数值序列号为横坐标，电场数据为纵坐标，绘制得到如图3和图4所示曲线。

步骤3：应用LabVIEW程序中求极小值模块，求电场数值序列的极小值。本例中，绝缘子是双伞裙绝缘子，所以每片绝缘子存在两个电场极小值，共提取得到极小值60个，并依次序编号为1-1、1-2，…，n-1、n-2，…，30-1、30-2。编号中“-”前面的数字代表绝缘序号；“-”后面的数字，1代表靠下的伞裙，2代表靠上的伞裙。如果是单伞裙绝缘子组成的绝缘子串，则只需用绝缘子序号对极小值序列进行编号。

步骤4：以极小值序号为横坐标，极小值为纵坐标，绘制出电场分布曲线。本例中，取极小值编号“-”前面的数字（即绝缘子序号）作为横坐标，取编号1-1、2-1…n-1…29-1、30-1的极小值电场作为纵坐标，绘制得到图5的电场分布曲线。同样的，如果是单伞裙绝缘子组成的绝缘子串，则可以直接将绝缘子序号与极小值序列对应起来绘制电场分布曲线。

步骤5：根据电场分布曲线，判断绝缘子是否有缺陷。从附图5中曲线1看出，电场曲线光滑无明显的V形区域，可以判断此串绝缘子为良好绝缘子串。从附图5中曲线2看出，电场曲线在3号绝缘子处出现明显的V形特征，判断为3号为缺陷绝缘子。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。