基于紫外成像的瓷绝缘子缺陷检测方法与流程

1.本发明涉及电力系统瓷绝缘子领域，具体涉及一种基于紫外成像的瓷绝缘子缺陷检测方法。


背景技术：

2.电力线路中瓷绝缘子承担着机械支撑和电力绝缘的重要作用，是电力系统的重要器件。在户外复杂环境的运行过程中，瓷绝缘子会发生不同程度的劣化，产生不同类型的缺陷，比如零值、低值和破损等。有缺陷的绝缘子片和绝缘子串是电力系统的安全薄弱点，容易发生电力故障，影响输变电设备的运行安全，而且对电力系统的稳定运行产生巨大影响，因此，为保障电网和电力线路的安全运行，需要对瓷绝缘子缺陷进行检测和确定。
3.现有技术中，通过对线路进行巡线观测和断电检查，并使用人工肉眼观察的方式来粗略判断瓷绝缘子是否发生缺陷；或者是先将异常绝缘子片在断电后取下，然后再进行相关检测。目前的检测方式效率低，耗时长，而且需要停电作业，对电力系统的稳定会产生影响，同时还存在一定程度的误检、漏检，从而导致输变电设备发生事故。另外，对于异常瓷绝缘子缺陷类型的检测也缺乏统一的标准判断依据，无法针对性地提出维护方案。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于紫外成像的瓷绝缘子缺陷检测方法，能够为技术人员提供统一、客观的判断依据，指导技术人员对电力线路中瓷绝缘子的缺陷进行准确判断，从而更好地维护和检修电力线路，保证了电力系统安全稳定运行。
5.本发明的基于紫外成像的瓷绝缘子缺陷检测方法，包括如下步骤：
6.s1.构造缺陷型瓷绝缘子串；
7.s2.对设置于正常运行电压中的缺陷型瓷绝缘子串进行紫外成像检测，得到缺陷型瓷绝缘子片的紫外放电特征量；其中，所述紫外放电特征量包括放电强度、放电频率以及累积放电量；
8.s3.基于缺陷型瓷绝缘子片的紫外放电特征量，构建缺陷型瓷绝缘子片的紫外放电图谱；
9.s4.对待测瓷绝缘子片进行紫外成像检测，得到待测瓷绝缘子片的紫外放电特征量，并基于待测瓷绝缘子片的紫外放电特征量，构建待测瓷绝缘子片的紫外放电图谱；
10.s5.判断缺陷型瓷绝缘子片紫外放电图谱中是否存在与待测瓷绝缘子片紫外放电图谱相同的紫外放电图谱，若是，则将与待测瓷绝缘子片紫外放电图谱相同的缺陷型瓷绝缘子片紫外放电图谱作为目标紫外放电图谱，并将目标紫外放电图谱对应的缺陷类型作为待测瓷绝缘子片的缺陷类型；若否，则待测瓷绝缘子片没有缺陷。
11.进一步，构造缺陷型瓷绝缘子串，具体包括：
12.s11.获取有缺陷的瓷绝缘子片；
13.s12.将有缺陷的瓷绝缘子片布置到正常瓷绝缘子串的不同位置，得到不同缺陷类型的瓷绝缘子串；其中，所述瓷绝缘子片的缺陷类型包括零值、低值以及破损。
14.进一步，所述步骤s12，具体包括：
15.将有缺陷的瓷绝缘子片分别布置到正常瓷绝缘子串的高压端、中压端以及低压端，得到单一缺陷的瓷绝缘子串；
16.将有缺陷的至少2个瓷绝缘子片同时布置到正常瓷绝缘子串的不同位置，得到组合缺陷的瓷绝缘子串。
17.进一步，所述步骤s2，具体包括：
18.s21.选取能进行紫外成像检测的检测仪器，并对检测仪器进行校准；
19.s22.按照设定的检测距离，使用校准后的检测仪器依次对缺陷型瓷绝缘子串中每一个瓷绝缘子片进行时间段为t1的持续测量，得到每一个瓷绝缘子片的紫外放电特征量；其中，在检测时，根据缺陷型瓷绝缘子串中瓷绝缘子的片数对缺陷型瓷绝缘子串施加相应的运行电压。
20.进一步，步骤s4中，对待测瓷绝缘子片进行紫外成像检测，得到待测瓷绝缘子片的紫外放电特征量，具体包括：
21.s41.选取能进行紫外成像检测的检测仪器，并对检测仪器进行校准；
22.s42.按照设定的检测距离，使用校准后的检测仪器依次对待测瓷绝缘子串中每一个瓷绝缘子片进行时间段为t2的持续测量，得到每一个瓷绝缘子片的紫外放电特征量。
23.进一步，所述步骤s5，具体包括：
24.s51.若缺陷型瓷绝缘子片紫外放电图谱中存在与待测瓷绝缘子片紫外放电图谱最为接近的紫外放电图谱，则进入步骤s52，并将最为接近的紫外放电图谱对应的缺陷型瓷绝缘子片作为目标瓷绝缘子片；否则，缺陷型瓷绝缘子片紫外放电图谱中不存在与待测瓷绝缘子片紫外放电图谱相同的紫外放电图谱；
25.s52.将与待测瓷绝缘子片相邻的瓷绝缘子片作为瓷绝缘子片b，将与目标瓷绝缘子片相邻的瓷绝缘子片作为瓷绝缘子片b’，并判断瓷绝缘子片b的紫外放电图谱与瓷绝缘子片b’的紫外放电图谱是否相同，若是，则将目标瓷绝缘子片的缺陷类型作为待测瓷绝缘子片的缺陷类型；若否，则将目标瓷绝缘子片的缺陷类型作为待测瓷绝缘子片可能的缺陷类型。
26.本发明的有益效果是：本发明公开的一种基于紫外成像的瓷绝缘子缺陷检测方法，通过一种非接触式的、在线瓷绝缘子缺陷检测方式，将待测瓷绝缘子的紫外放电图谱与各种缺陷的紫外放电图谱进行比对，进而判断待测瓷绝缘子的具体缺陷类型，保证了输变电设备以及电力系统的持续稳定运行。
附图说明
27.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
28.图1为本发明的方法原理示意图。
具体实施方式
29.以下结合说明书附图对本发明做出进一步的说明，如图所示：
30.本发明的基于紫外成像的瓷绝缘子缺陷检测方法，包括如下步骤：
31.s1.构造缺陷型瓷绝缘子串；
32.s2.对设置于正常运行电压中的缺陷型瓷绝缘子串进行紫外成像检测，得到缺陷型瓷绝缘子片的紫外放电特征量；所述瓷绝缘子串包括若干瓷绝缘子片；
33.s3.基于缺陷型瓷绝缘子片的紫外放电特征量，构建缺陷型瓷绝缘子片的紫外放电图谱；其中，所述紫外放电图谱包括实时光子数、平均光子数以及累积光子数；所述光子数为紫外成像检测得到的放电光子数；所述紫外放电图谱可通过现有的数据处理软件进行制作，所述数据处理软件有excel、origin等；
34.s4.对待测瓷绝缘子片进行紫外成像检测，得到待测瓷绝缘子片的紫外放电特征量，并基于待测瓷绝缘子片的紫外放电特征量，构建待测瓷绝缘子片的紫外放电图谱；
35.s5.判断缺陷型瓷绝缘子片紫外放电图谱中是否存在与待测瓷绝缘子片紫外放电图谱相同的紫外放电图谱，若是，则将与待测瓷绝缘子片紫外放电图谱相同的缺陷型瓷绝缘子片紫外放电图谱作为目标紫外放电图谱，并将目标紫外放电图谱对应的缺陷类型作为待测瓷绝缘子片的缺陷类型；若否，则待测瓷绝缘子片没有缺陷。
36.本实施例中，构造缺陷型瓷绝缘子串，具体包括：
37.s11.获取有缺陷的瓷绝缘子片；其中，从实际运行线路中取回已经产生缺陷的瓷绝缘子片，取回的瓷绝缘子为110kv线路挂设的xp
‑
70型标准瓷绝缘子；
38.s12.将有缺陷的瓷绝缘子片布置到正常瓷绝缘子串的不同位置，得到不同缺陷类型的瓷绝缘子串；其中，所述瓷绝缘子片的缺陷类型包括零值、低值以及破损。可以在实验室中进行上述布置。
39.本实施例中，所述步骤s12，具体包括：
40.将有缺陷的瓷绝缘子片分别布置到正常瓷绝缘子串的高压端、中压端以及低压端，得到单一缺陷的瓷绝缘子串；其中，对于xp
‑
70型标准瓷绝缘子，将有缺陷的1个瓷绝缘子片分别布置到正常6个瓷绝缘子片组成的瓷绝缘子串的高压端、中压端以及低压端；
41.将有缺陷的至少2个瓷绝缘子片同时布置到正常瓷绝缘子串的不同位置，得到组合缺陷的瓷绝缘子串。其中，有缺陷的至少2个瓷绝缘子片的布置位置可根据实际的缺陷类型进行模拟设置。
42.本实施例中，所述步骤s2，具体包括：
43.s21.选取能进行紫外成像检测的检测仪器，并对检测仪器进行校准；其中，所述检测仪器为紫外成像仪，调整紫外成像仪的增益、灵敏度等参数使得与标准值一致，来实现对紫外成像仪的校准；
44.s22.按照设定的检测距离，使用校准后的检测仪器依次对缺陷型瓷绝缘子串中每一个瓷绝缘子片进行时间段为t1的持续测量，得到每一个瓷绝缘子片的紫外放电特征量；其中，在检测时，根据缺陷型瓷绝缘子串中瓷绝缘子的片数对缺陷型瓷绝缘子串施加相应的运行电压。所述设定的检测距离为10m，所述时间段t1取值为1min；本实施例中，缺陷型瓷绝缘子串中瓷绝缘子片数为7，电压等级对应的线电压为110kv，瓷绝缘子型号为xp
‑
70，因此施加的相电压为
[0045][0046]
本实施例中，所述紫外放电特征量包括放电强度、放电频率以及累积放电量。所述
紫外放电特征量包括实时的和累积的放电数据量，同时，由于在一段时间内放电可能不均匀，则放电频率也有不同，通过进一步检测放电频率增加了紫外放电特征的多样性，保证了后续紫外放电图谱比对结果的可靠性与准确性。
[0047]
本实施例中，步骤s4中，对待测瓷绝缘子片进行紫外成像检测，得到待测瓷绝缘子片的紫外放电特征量，具体包括：
[0048]
s41.选取能进行紫外成像检测的检测仪器，并对检测仪器进行校准；其中，所述检测仪器为紫外成像仪，同样地，按照步骤s21的方式，对紫外成像仪进行校准；
[0049]
s42.按照设定的检测距离，使用校准后的检测仪器依次对待测瓷绝缘子串中每一个瓷绝缘子片进行时间段为t2的持续测量，得到每一个瓷绝缘子片的紫外放电特征量。其中，所述待测瓷绝缘子串为实际运行线路上的瓷绝缘子串；设定检测距离为10m，对实际运行的110kv电压等级的7片xp
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70型瓷绝缘子串中每一瓷绝缘子片逐次进行1min的持续测量。
[0050]
本实施例中，所述步骤s5，具体包括：
[0051]
s51.若缺陷型瓷绝缘子片紫外放电图谱中存在与待测瓷绝缘子片紫外放电图谱最为接近的紫外放电图谱，则进入步骤s52，并将最为接近的紫外放电图谱对应的缺陷型瓷绝缘子片作为目标瓷绝缘子片；否则，缺陷型瓷绝缘子片紫外放电图谱中不存在与待测瓷绝缘子片紫外放电图谱相同的紫外放电图谱；
[0052]
s52.将与待测瓷绝缘子片相邻的瓷绝缘子片作为瓷绝缘子片b，将与目标瓷绝缘子片相邻的瓷绝缘子片作为瓷绝缘子片b’，并判断瓷绝缘子片b的紫外放电图谱与瓷绝缘子片b’的紫外放电图谱是否相同，若是，则将目标瓷绝缘子片的缺陷类型作为待测瓷绝缘子片的缺陷类型；若否，则将目标瓷绝缘子片的缺陷类型作为待测瓷绝缘子片可能的缺陷类型。
[0053]
以零值瓷绝缘子串的检测为例，表1为零值缺陷型的瓷绝缘子片的累计放电光子数；
[0054]
表1
[0055]
位置1min累计放电光子数相邻绝缘子片1min累计放电光子数低压端x1y1中压端x2y2高压端x3y3
[0056]
比如在某次检测中，发现待测瓷绝缘子串中低压端的瓷绝缘子片1min累计放电光子数为0～x1之间，可大致判断待测瓷绝缘子片为零值缺陷，进一步，若检测发现与待测瓷绝缘子片相邻的绝缘子片1min累计放电光子数为y1，则可确定缺陷类型为零值；需要说明的是，基于紫外成像的缺陷检测，还需要对比待测瓷绝缘子片与缺陷型瓷绝缘子片的放电强度、放电频率等紫外放电特征量，其对比分析原理与上述累计放电光子数的对比分析相同，在此不再赘述。
[0057]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。