输电线路常见故障分析与检测方法综述王叶薇

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:王叶薇
[导读] 随着我国经济的快速发展,科技的巨大进步,我国的工业水平也有了显著的成绩
        摘要:随着我国经济的快速发展,科技的巨大进步,我国的工业水平也有了显著的成绩,当然,我国现在对电力的需求也越来越大。由于电力系统的复杂性,对供电的可依赖性有了更严格的要求。而决定输电线路正常运行的是线路中的绝缘子,绝缘子的运作好坏将决定输电的效率。本文针对电路中的绝缘子出现的故障进行分析,并提出一些维持电路正常运行的意见。
关键词:电路绝缘子;故障分析;预防措施
一、传统的输电线隐患检测
        输电线隐患主要包括:绝缘子自爆脱落、电力塔顶端的鸟巢、输电线附近的树障等。鸟巢目标比较明显,只要样本量足够,采用深度学习都可以较好地解决;树障一般采用激光雷达直接获取三维坐标来进行检测。由于绝缘子自爆区域出现位置随意,绝缘子的种类也不止一种,因而绝缘子自爆的检测比较复杂。传统的基于视觉的绝缘子自爆区域检测的一般思路是:采用边缘提取或者分割的方法,将绝缘子串与图像背景进行分离,然后采用椭圆提取或形态学处理来定位自爆绝缘子的位置。张少平等提出一种玻璃绝缘子自爆缺陷的检测及定位方法,该方法首先在色度空间(HSI)分别对色度和饱和度分量用最大类间方差法(OTSU)进行分割获取绝缘子连通区域,然后给予直方图对检测到的前景轮廓的倾角和面积分布进行统计来识别绝缘子轮廓,最后利用绝缘子串轮廓之间的距离来标记自爆绝缘子的位置。姜浩然等利用最大类间方差分割图像,检测图像边缘后对Hough变换进行改进来快速检测不完整椭圆,根据椭圆参数来识别绝缘子串,最后基于绝缘子串的位置信息实现了绝缘子的故障诊断。
二、对绝缘子故障检测的方法
        输电线路中的绝缘子的材质有三种,可以根据需要进行自由选取,每种材质都有各自的特点。这三种在市场中的比重还是很大的,目前还不会被淘汰,也就是说在输电线路中这三种材料是必须的,对他们的需求量相当大,这也就间接导致了他们出现问题的几率增多。对于这些问题,我们必须要进行及时的处理,采取相应措施,比如说经常性的对绝缘子检测。对绝缘子的检测方法要有一个充分的了解,这样可以才能使检测高效率的进行。对绝缘子的检测方法有以下几种:
        2.1运用较为广泛的火花检测法,由于其运用较为广泛,所以在检测中多运用这种方法。火花检测法的依据是看绝缘子是否能够放电,这是他的一个关键步骤,也是判断绝缘子好坏
的重要依据。作为应用最广泛的方法当然有其优点,这种方法的检测设备简单,而且操作也比较安全。但是也存在着缺点,在检测时容易受到外界环境的影响。所以,注意检测时的环境变化,可以提高检测结果的可靠性,从而提高绝缘子的质量保证。
        2.2另一种方法就是小球放电法。这个方法的关键是测量通电绝缘子两端的放电距离,由此来确定绝缘子是否正常运行。与火花检测法相似的是,他们都有简单的检测设备。但不同的是他们的缺点,小球放电法检测时容易出现问题,出错的机率较大,所以在检测时要进行不断地调整。
        2.3漏电检测法。这种检测法需要运用到电流检测仪,来检测通过绝缘子两端的电流,再通过计算,算出绝缘子电阻值的线性关系。这种检测方法的优点是可以进行定量检测,但是它也有缺点,在检测时受到条件制约,绝缘子不能通电。这不仅是漏电检测法的缺点,也是与其他检测方法的不同之处。
三、输电线路故障的应对措施
        3.1加强输电线路覆冰故障的防治力度
        第一,合理设计输电线路,对于容易发生覆冰事故地区的输电线路,设计人员应当采取抗冰的设计方案,这样可以有效避免覆冰事故的发生;第二,科学运用绝缘子,相关人员可以增大悬式绝缘子串的盘径伞裙或者在绝缘子串悬挂的地方设置防水挡板,这样可以有效的规避绝缘子串冰闪的风险;第三,采取合适的防冰、除冰措施,相关人员可以采取相应的技术措施,使冰雪无法在导线上覆盖,如果导线上已经出现覆冰,相关人员可以采取热力融冰、机械破冰等方式来除冰,从而避免覆冰事故的发生。


        3.2输电线路检修管理综合技术应用
        输电线路的运行过程中所出现的故障比较多,这就需要针对性常见的运行故障加强防范,注重综合性技术应用。如输电线路运行雷击造成的故障,这就需要注重降低接地电阻,强化输电线路绝缘,以及通过安装线路避雷器和耦合地线等方式保障输电线路的安全运行。通过自动重合闸进行管理也比较关键,系统在遇到雷击短路的时候会自动跳闸,然后重新合闸,雷击故障消除后线路正常供电。对于覆冰故障的检修管理技术的应用,需要注重通过机械力学检测技术应用,做好线路的巡视检查,通过自动监测系统的应用,检测杆塔材料是不是有锈迹以及腐蚀的现象,对于其中的零部件以及螺栓是不是发生松动的情况进行有效检测,这就能有助于防范相应的故障发生。另外,在外力破坏的故障检修管理中,要注重对破坏输电线路的人为行为加大处罚的力度。
        3.3输电线路的综合维护
        针对输电线路进行有效的维护,可以提升输电线路的安全性与可靠性,属于电力系统中的关键部分之一,同时对输电线路进行作业,也属于危险性比较高的工作内容,为此在作业时必须要做好安全措施,以免施工人员出现危险。针对单回路的停电线路而言,可以使用综合性较高的维护工作。在这一过程中,主要是对输电线路的杆塔、杆塔基础与输电线路的拉线和架空地线以及绝缘部分其中还包含了吊瓶与输电线路的导线、接地等相关部分,使用科学的方法对其进行有效的维护。
四、输电线路检测方法综述
        4.1基于SVM算法的故障诊断
        选取某地一条输电线路的连续4个月的运行数据作为训练样本,以第5个月的运行数据作为基础测试样本,由于输电线路实际运行中出现的故障极少,而故障样本数量较少将会使实验结果展现不够直观,因此在训练样本以及测试样本中添加了该等级线路历史数据中的故障数据,扩充了故障数据量,使实验展示的结果更加直观,增强了实验的说服力。
        4.2均压环故障检测算法
        在使用神经网络检测均压环的基础上,进一步对均压环歪斜故障检测进行探索。均压环在航拍图像中受到角度影响无法直接判断其是否发生歪斜。因此,需要结合绝缘子的位置进行判断。由于均压环端面与绝缘子端面在工程安装上要求两者相互平行,判断均压环是否歪斜的依据就是判断均压环和绝缘子的夹角是否过大。判断均压环是否歪斜,先要提取图像中红线两侧端点坐标,通过计算均压环红线端点坐标和绝缘子红线端点坐标之间的夹角θ,判断均压环是否歪斜。依据安全规范标准,当倾斜角度不超过7.5°均压环认定为正常。
        4.3电力技术创新
        电力技术研发力度加大、电力技术创新是实现线路、输电设备性能提升及其运行周期延伸的基本途径。小电流接地设备是一种新技术,可以将由外部因素导致的线路短路等现象有效减少,为电力系统稳定、安全运行提供有效保障。自动化保护设备同样需要及时升级、换代,以提升新技术在高压线路运全安全方面的保障能力,在此基础上全面监控电网系统。
结语:
        目前,输电线路中绝缘子的故障问题是我们继续关注的问题,我们必须加强对绝缘子故障的重视,它严重影响着我们日常生活中电路的安全问题,甚至关乎我们的生命安全。要加强对输电线路正常运行情况的了解,同时还要提高我们处理电路故障的意识,做好输电线路的防护工作,使绝缘子的作用能够得到充分发挥,满足输电线路的实际运行需要。
参考文献:
        [1]邱志贤.输电线路绝缘子的故障分析及检测方法[J].科技创业家.2012(21):52-54.
        [2]刘晓安.复合绝缘子检测方法简析[J].西北电力技术.2014(1):61—62.
        [3]张冠军.输电线路绝缘子故障分析与检测方法综述[J].山东工业技术.2016(15):12-13.
        [4]蔡哲礼.输电线路巡视中无人机技术的运用分析[J].机电信息,2019(36):95-96.
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