一种协同作业的绝缘子带电检测方法与流程

1.本发明涉及一种协同作业的绝缘子带电检测方法，属于绝缘子带电检测技术领域。


背景技术：

2.目前盘形悬式瓷绝缘子带电检测方法主要有火花间隙法、分布电压法和红外测温法。
3.火花间隙法、分布电压法多采取人工登塔后使用操作杆检测的方式，也有部分地区采用自动检测机器人进行检测，机器人需人工登塔后放置在待检测位置，检测完成后还需要人工收回机器人。
4.有研究表明，环境高温物体对红外测温的结果是有影响的，采用反射温度补偿的方法可以补偿高温物体的影响，减小测温误差，例如在水下潜艇内或大型航空器上的舱室内等高温环境条件。绝缘子大多运行在室外环境中，对瓷绝缘子进行红外测温，应采取精确测温的方式，标准dl/t 664-2016明确要求，需要在阴天、夜间或日落后进行，以避免光照对测温结果的影响；绝缘子运行时，周围导线、金具等都会出现明显的温度升高，温升可以达到10k甚至更高，必然会对瓷绝缘子测温结果造成影响。已有的反射温度补偿方法，是在被测物体附近放置反射镜，然后修正反射温度值，对被测物体进行测温。


技术实现要素：

5.本发明目的是提供了一种协同作业的绝缘子带电检测方法，可以补偿日光照射对绝缘子测温的影响，既提高了测温的准确性，减少了测量风险。
6.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
7.步骤1：机器人检测，将检测机器人放置在绝缘子串检测的起始位置；检测机器人安装有分布电压检测装置或火花间隙检测装置，控制其沿绝缘子串移动，逐片对瓷绝缘子进行检测；
8.检测机器人机身安装近似为朗伯面的红外反射镜，反射镜角度可远程调节；
9.步骤2：红外测温，在机器人逐片对瓷绝缘子进行检测过程中，调节反射镜角度，使反射镜与红外镜头测温方向垂直，且反射镜表面以及红外镜头避免日光直射；使用无人机搭载的红外镜头进行红外测温；
10.步骤3：机器人检测及红外测温完成后，对两种方法的检测结果进行对比分析，如果结果一致则检测结束，如果两种方法检测结果不同的绝缘子则进行复测。
11.优选的，所述步骤2具体内容如下：
12.首先将红外热像仪辐射率设置为1，测得反射镜表面温度值t；将红外热像仪反射温度设置为t，辐射率设置为瓷绝缘子待测部位材料表面辐射率，对待测绝缘子测温，得到的温度值即为温度补偿后的结果。
13.优选的，对绝缘子逐片设置反射温度，操作复杂，绝缘子串片数较多，即串长较长
时，采用分段测温。
14.优选的，补偿后被待测绝缘子温度t0'计算公式为：
15.式中：ε为被测物体表面辐射率，τa为大气光谱透射率，tr为红外镜头测得的温度值， t
sr
为红外镜头测得的反射镜温度，tu为环境温度，αu为表面对环境辐射的吸收率，n＝3. 9889。
16.本发明的优点在于：将反射温度补偿法应用于电网瓷绝缘子红外测温，可以补偿导线、金具等高温设备的影响，可以补偿日光照射对绝缘子测温的影响，提高了测温的准确性。绝缘子在同样工况下，采用两种方法同时进行检测，可以更准确获取绝缘子运行状况，提高工作效率。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.本发明提出一种协同作业的绝缘子带电检测方法，通过在检测机器人机身安装角度可调的红外反射镜，实现反射温度补偿方法在电网绝缘子红外测温中的应用，可以补偿导线、金具等高温设备的影响，可以补偿日光照射对绝缘子测温的影响，既提高了测温的准确性，也便于工作人员在正常工作时间进行瓷绝缘子红外测温，减少了夜间作业风险。详细方案如下：
19.(1)机器人检测
20.利用无人机使用带有与检测机器人对应的搭载工具，将检测机器人放置在绝缘子串检测的起始位置。
21.检测机器人安装有分布电压检测装置或火花间隙检测装置，可自主沿绝缘子串移动，逐片对瓷绝缘子进行检测，操作人员并可远程控制机器人及监控检测结果。
22.检测机器人机身安装近似为朗伯面(表面辐射率近似为1)的红外反射镜，反射镜角度可远程调节。
23.(2)红外测温
24.在机器人逐片对瓷绝缘子进行检测过程中，使用无人机搭载的红外镜头或人工地面使用红外热像仪进行红外测温。
25.机器人逐片检测过程中，调节反射镜角度，使反射镜与红外镜头测温方向垂直，且反射镜表面以及红外镜头避免日光直射。
26.首先将红外热像仪辐射率设置为1，测得反射镜表面温度值t；将红外热像仪反射温度设置为t，辐射率设置为瓷绝缘子待测部位材料表面辐射率，对待测绝缘子测温，得到的温度值即为温度补偿后的结果。
27.对绝缘子逐片设置反射温度，操作复杂，绝缘子串片数较多，即串长较长时，采用分段测温的方式：根据绝缘子串标准分布电压值，划分为不同的分布电压区间，同一电压区
间且相互连接的绝缘子作为一段，使用同一反射温度进行测温。
28.(3)结果验证
29.机器人检测及红外测温完成后，对两种方法的检测结果进行对比分析。对两种方法检测结果不同的绝缘子，进行复测。
30.对红外测温反射温度补偿
31.作用于红外热像仪的辐射照度为：
32.f(tr)＝τa[εf(t0) (1-αu)f(tu) f
h_0
(1-αh)f(th)] εaf(ta)
[0033]
(1)
[0034]
式中：tr为热像仪对被测物体表面辐射照度换算成的温度值；t0为被测物体实际温度；tu为环境温度；th为环境中高温物体温度；ta为大气温度；ε为被测物体表面辐射率；εa为大气辐射率；τa为大气光谱透射率；fh_0为从高温物体表面到被测物体表面的角系数；αu为表面对环境辐射的吸收率；αh为表面对附近高温物体辐射的吸收率。
[0035]
f(t)随温度的变化关系为
[0036]
f(t)≈ctnꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0037]
式中，在2～5μm，c＝7.7628
×
10-23，n＝9.2554；在8～13μm，c＝1.9675
×
10-8， n＝3.9889。
[0038]
将公式(2)代入公式(1)，被测表面真实温度的计算公式为：
[0039][0040]
目前已采用的反射温度补偿方法，是将弄皱后再展平的铝箔作为红外反射镜，反射镜放置在被测物体附近。该红外反射镜可视为灰体,则ε＝α。
[0041]
对于大气，可认为εa＝1-τa；反射镜温度与环境温度相同，即反射镜实际温度ts＝tu；令tsr为热像仪接收辐射照度换算得出的反射镜温度，则可根据公式(3)计算得出：
[0042][0043]
将公式(3)和(4)中th和ta两部分消去，即得出补偿后被测物温度t0’为：
[0044][0045]
从公式(5)可以看出，被测物实际温度可以根据热像仪测得的温度值tr、为热像仪测得的反射镜温度tsr和环境温度tu计算得出，不再需要计算高温物体和日光辐射的影响。该反射温度补偿法理论上可以补偿环境高温物体和大气光辐射对绝缘子红外测温的影响，在光照条件下，可以使用该方法对绝缘子进行精确测温。
[0046]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。