接触网绝缘子电晕放电特性仿真研究

高灵敏度电晕放电辐射信号探测方案
朱利;刘尚合;张悦;樊高辉
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2014(026)003
【摘要】为了实现复杂电磁环境下电晕放电辐射信号的探测,从信号特征入手,通过对电晕电流的计算和模拟实验,揭示了电晕放电的时、频域特征.在分析自然环境下
噪声频率分布规律的基础上,设计了窄频段探测技术,通过设计特定频段的定向天线、增加高频宽带低噪声放大器、应用数字处理终端等方式,搭建了高灵敏度的微弱信
号探测系统,成功探测到自然环境中600 m外的电晕放电辐射信号.实验结果充分证明了电晕放电辐射信号的远距离探测的可行性,为电晕放电目标探测提供了重要的
技术手段.
【总页数】6页(P186-191)
【作者】朱利;刘尚合;张悦;樊高辉
【作者单位】军械工程学院静电与电磁防护研究所,石家庄050003;军械工程学院
静电与电磁防护研究所,石家庄050003;军械工程学院静电与电磁防护研究所,石家
庄050003;军械工程学院静电与电磁防护研究所,石家庄050003
【正文语种】中文
【中图分类】TM937
【相关文献】
1.强背景噪声下电晕放电辐射信号小波阈值去噪和分析 [J], 胡小锋;刘尚合;刘卫东;魏明
2.电晕放电辐射信号的特征提取和模式识别方法研究 [J], 胡小锋;刘卫东;周帅
3.空中目标电晕放电辐射信号测试 [J], 胡小锋;魏明;刘卫东;王雷
4.基于辐射场窄带测试的电晕放电远距离探测技术研究 [J], 樊高辉;刘尚合;胡小锋;魏明;王雷;刘卫东
5.广义互相关电晕放电辐射信号时延估计方法 [J], 胡小锋;刘卫东;王雷;魏明;张悦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于EMTP仿真的330 kV绝缘子串电压分布李峰;张潇;谢方明;许纯恺;王大成【摘要】运用EMTP软件,通过电压分布法对劣化绝缘子、零值绝缘子和不同绝缘子片数的绝缘子串进行仿真,分别得出不同状态下绝缘子串的电压分布特征.结果表明,绝缘子串的前3片出现故障时,整个绝缘子串的电压分布的不均匀程度最大;绝缘子串的绝缘子片数越多,其电压分布越不均匀.【期刊名称】《上海电力学院学报》【年(卷),期】2015(031)006【总页数】4页(P525-528)【关键词】劣化绝缘子;零值绝缘子;电压分布【作者】李峰;张潇;谢方明;许纯恺;王大成【作者单位】上海电力学院,上海200090;上海电力学院,上海200090;上海市南电力(集团)有限公司,上海200233;国网上海市电力公司青浦供电公司,上海201799;国网上海市电力公司青浦供电公司,上海201799【正文语种】中文【中图分类】TM216;TM854绝缘子在架空输电线路中具有极其重要的作用,其出现任何状况都将直接影响到电力系统的安全运行.在实际工程中,绝缘子串的电压分布呈马鞍形,这也导致线路侧的绝缘子承受电压相对较高,进而容易劣化、闪络,甚至是击穿,无法发挥其应有的作用.[1-2]等效爬电距离变小、局部场强增大、表面场强过大是造成绝缘子局部放电的主要原因,当局部场强大于周围空气的击穿场强时,绝缘子电场集中的部位将会产生电晕、劣化、闪络,发生间隙放电而引起跳闸事故,严重影响着输电线路的安全运行.目前,国内对绝缘子串电压分布的仿真,主要有电网络法、[3]有限元法[4-7]等. 本文通过EMTP软件对330 kV绝缘子串的各种情况进行了仿真,包括良好绝缘子串、劣化绝缘子串、零值绝缘子串,以及不同数量的绝缘子串,并将仿真结果与实测结果进行对比和分析.在实际的工程运行中,由于绝缘子的金属部分与铁塔和导线之间存在杂散电容,使得整个绝缘子串的电压分布不均匀.其中,对地电容CEn起分流作用,它能减小流过绝缘子片的电流值;对导线电容CLn起汇流作用,它能增大流过绝缘子片的电流值.本文利用EMTP仿真软件搭建如图1所示的绝缘子串模型及其等效计算模型.[3] 本文仿真选取Cn，CEn，CLn的值均为固定值.一般情况下,电容值Cn>CEn>CLn,由于绝缘子片的电容值Cn较大,则CEn和CLn的影响相对较小,同时CEn对绝缘子片承受电压的影响要比CLn大.基于EMTP仿真软件搭建21片绝缘子的330 kV绝缘子串电压分布仿真模型如图2所示.由于CEn对绝缘子片承受电压的影响比CLn要大，绝缘子串中靠近导线的绝缘子电压降最大，绝缘子离导线越远，其所承受的电压降越小；当靠近铁塔的横担时，CLn的汇流作用比CEn要大，绝缘子串末端的电压又会有所升高.因此，整个绝缘子串电压近似呈“U”型分布.[2]本文选用绝缘片数为21片的330 kV绝缘子串,仿真电压为线路相电压≈190.5 kV,频率为50 Hz.利用电压分布法分析绝缘子串的电压分布,仿真结果与实测结果[8-9]如图3所示.由图3可以看出,仿真数据和实测数据都呈“U”型分布.引入反映绝缘子串电压分布不均匀程度的不均匀系数β:[10]式中:Umax,Umin——绝缘子串中单片绝缘子所承受的最高电压和最低电压.仿真所得的不均匀系数β仿真=2.37,实测所得的不均匀系数β实测=3.09.其中,实测数据中的第14片和第21片绝缘子所承受的电压与仿真结果相差较大.由仿真结果可知,第21片绝缘子的承受电压偏差最大,为1.661 kV,其次为第14片绝缘子,电压偏差为1.566 kV.在实际输电线路的运行中,由于天气情况、污秽分布情况、绝缘子性能、杂散电容等因素的影响,使第10片至第16片绝缘子的等效电容值偏大,其承受电压的能力有所降低,而第18片至第21片绝缘子的等效电容值偏小.因此,仿真结果与实测结果存在一定程度上的偏差.由上述讨论可知,本文所得到的仿真结果对实际生产与运行都具有一定的参考价值.正常绝缘子由于出现瓷柱裂纹或断裂、瓷盘脱落或裂纹、表面烧伤等情况,成为劣化绝缘子.劣化绝缘子会导致绝缘子断串、导线落地等事故,严重危害电力系统的安全.依次在绝缘子两侧并联一个50 MΩ的电阻,即得到各片劣化绝缘子，其电压分布仿真结果如图4所示.由图4可以看出,当绝缘子劣化后,整个绝缘子串的电压分布更加不均匀.由仿真数据可知,当前3片绝缘子分别劣化后,除劣化绝缘子外,前10片绝缘子所承受的电压分别提高了4.116%，3.768%，3.429%.特别是当第2片绝缘子劣化后,第1片绝缘子两侧的电压上升幅度最大,为0.83 kV,上升幅度为5%,这会增大第1片绝缘子发生闪络、加速劣化、击穿，甚至是自爆的概率.而第10片之后的绝缘子发生劣化,对于整个绝缘子串的电压分布几乎没有影响.第10片绝缘子劣化后,整个绝缘子串的电压分布平均提高了1.465%;第21片绝缘子劣化后,整个绝缘子串的电压分布平均提高了1.352%.根据DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》中的要求,每片悬式绝缘子的绝缘电阻不应低于300 MΩ,500 kV悬式绝缘子不低于500 MΩ.若低于上述水平,一般就认为是低值或零值绝缘子.依次在绝缘子两侧并联一个大小50 Ω的电阻,即可得到各片零值绝缘子，其电压分布仿真结果如图5所示.由图5可以看出,在出现零值绝缘子后,整个绝缘子串的电压分布变得更加不均匀.由仿真数据可以得出,当前3片绝缘子分别被击穿后,除零值绝缘子外,前10片绝缘子的承受电压分别提高了7.006%，6.409%，5.822%.特别是当第2片绝缘子被击穿后,第1片绝缘子两侧的电压上升最大,为1.43 kV,上升幅度为9%,这也增加了第1片绝缘子发生故障的概率,威胁着电力系统的安全.由劣化绝缘子和零值绝缘子的仿真结果可知,当第2片绝缘子发生故障时,第一片绝缘子所承受的电压增幅最大,使电力系统存在一定的安全隐患.因此,在绝缘子的生产过程中,应重视第2片绝缘子的产品质量,以增强电力系统运行的可靠性.当绝缘子串中的某一片绝缘子发生故障后,故障绝缘子所承受的电压有明显降低,其余各片绝缘子所承受电压有不同程度的升高.根据这种特征,通过短路叉法、火花间隙法、小球放电法、红外热像仪法等方法,[11]可以快速确定故障绝缘子片.在工程中,悬垂绝缘子串通常选取19片绝缘子;而耐张绝缘子串由于其承受的机械应力比悬垂绝缘子串大,出现零值绝缘子的概率比悬垂绝缘子串高且检修困难,其绝缘子串片数应比悬垂绝缘子串多一片或两片.为了比较和分析330 kV电压等级下,不同绝缘子片数的绝缘子串的电压分布,分别选取绝缘子片数为19片、20片、21片、22片的绝缘子串进行仿真计算,其电压分布结果如图6所示.上述4种长度的绝缘子串的电压最值及不均匀系数如表1所示.由表1可知,随着绝缘子片数的增多,绝缘子串电压分布的不均匀系数β由2.103增大到2.509.由于存在杂散电容和对地电容,使得绝缘子片数越多,其电压分布越不均匀.因此,对于330 kV电压等级的绝缘字串,为了避免电压分布不均匀或发生绝缘闪络，一般应选取19片或20片绝缘子.(1)本文所设计的绝缘子串仿真模型,适用于分析绝缘子串的电压分布.(2)在第2片至第21片绝缘子中,故障绝缘子越靠近导线,绝缘子串的电压分布越不均匀.因此,提高第2片绝缘子的质量,可以有效增强电力系统的运行可靠性. (3)工程中应避免使用过长的绝缘子串,否则会导致电压分布不均匀,更容易发生绝缘闪络现象.【相关文献】[1] 黄道春,阮江军,刘佳,等,330 kV绝缘子串电压分布和屏蔽环位置的优化[J].高电压技术,2007,33(1):91-94.[2] 袁小娴.110 kV线路绝缘子串电压和电场分布的研究[D].武汉:华中科技大学,2007.[3] 蒋兴良,黄斌,苑吉河,等.电网络法计算交流特高压绝缘子串电压分布[J].高电压技术,2008,34(1):7-10.[4] 霍锋,谷莉莉,陈勇,等.750 kV绝缘子串电位分布仿真及实验研究[J].高压电器,2010,46(3):49-52.[5] 刘渝根,程溪,田金虎.750 kV输电线路悬式绝缘子的俊雅特性[J].高电压技术,2010,36(9):2 132-2 139.[6] 沈鼎申,张孝军,万启发,等.750 kV线路绝缘子串电压分布的有限元计算[J].电网技术,2003,27(12):54-57.[7] 王景朝,樊宝珍,侯继勇,等.1 000 kV输电线路绝缘子串的均压屏蔽技术[J].高电压技术,2007,33(12):9-13.[8] 李自品.330 kV线路绝缘子串电压分布的现场实测与分析[J].中国农村水利水电,2006(4):99-100.[9] 毛凤麟,王雪松.变电站绝缘子串电压分布实测结果及分析[J].西北电力技术,1999(5):9-12.[10] 马学贤,王增禄,丁一正,等.330 kV线路绝缘子串分布电压的研究[J].高电压技术,1997,23(3):75-77.[11] 卢明,姚德贵,张国民,等.劣化绝缘子检测方法的对比分析[J].电瓷避雷器,2006(5):9-13.。

绝缘子电晕试验
绝缘子的电晕试验是为了评估其耐电晕能力的一项必要测试。

电晕是指在高电压电场下，绝缘子表面发生的放电现象。

这种放电不仅会损坏绝缘子，还会对电力设备造成严重的危害。

电晕试验可以分为湿法电晕试验和干法电晕试验两种。

湿法电晕试验主要是在绝缘子表面喷水，以增加其表面湿度，模拟雨天或高湿度环境下的电晕情况。

干法电晕试验则是在绝缘子表面施加高电压，模拟干燥环境下的电晕情况。

电晕试验的标准要求是绝缘子应该在规定的电压下，连续放置一定时间而不发生电晕放电。

如果绝缘子表面发生电晕放电，则说明其耐电晕能力低，需要加强绝缘处理或更换更耐电晕的绝缘子。

绝缘子的电晕试验是电力设备生产和维护过程中的一项重要工作，它能够保证电力设备的安全运行和延长设备的使用寿命。

- 1 -。

第41卷第12期2020年12月中国农机化学报JournalofChineseAgriculturalMechanizationVol41 No12Dec. 2020DOI ： 1013733/j.j cam. issn.20 95-55 53202012020绝缘子电晕放电日盲紫外检测技术及日盲感知信号分析方法*收稿日期：020年10月27日 修回日期：020年12月10日*基金项目：国网天津市电力公司2020年研究幵发项目(KJ20—1—50)第一作者:李宁，男，1978年生，陕西榆林人，硕士研究生，高级工程师;研究方向为电力设备高电压绝缘技术。

E-mail ： ********************李宁，殷震，贺春，金岩，鲁轩，徐锋(国网天津市电力公司检修公司，天津市，300143)摘要：绝缘子电晕放电是电力系统重大安全隐患的来源之一。

为实时监测和获取绝缘子状态信息，选取第四代紫外铸链微光图像传感器技术作为在日盲紫外检测的核心技术，给出日盲紫外传感器的技术方案’提出日盲感知信号光感强度、光感频次和光感能量三大特征值提取方法。

给出增益、检测距离、观测角度、环境风速对检测结果的影响，给出增益等因素的最佳取值区间和影响因素的处理方法。

通过搭建试验系统，对绝缘子紫外电晕放电在线监测系统的有效性进行验证’试验结果表明：本文所研制的绝缘子电晕放电在线监测系统能够全方位监测绝缘子的状态信息，准 确、及时地识别故障，保证绝缘子安全运行的同时最大限度的利用零部件的价值，将事后维护和预防维护提升到预测性维护层面。

研究成果可进一步促进绝缘子电晕放电检测技术的发展，为电力设备和电力系统的安全稳定运行提供有力保障’关键词：日盲紫外检测技术；绝缘子；电晕放电；光感强度；光感能量；光感频次中图分类号：S24 文献标识码:A 文章编号：2095-5553 (2020) 12-0119-05李宁，殷震，贺春，金岩，鲁轩，徐锋.绝缘子电晕放电日盲紫外检测技术及日盲感知信号分析方法中国农机化学报，2020, 41(12)： 119-123Li Ning ，Yin Zhen ， He Chun ，Jin Yan ，Lu Xuan ，Xu Feng. Solar blind UV detection technology of insulator corona discharge and analysis method of solar blind sensing signal [J * Journal of Chinese Agricultural Mechanization ，2020，41(12)!119-1230引言绝缘子性能的优劣对输电线路与变电站的安全运行至关重要’绝缘子在搬运过程中可能由于碰撞导致 表面留下伤痕；在正常的运行过程中，可能会因机械负 荷过重、运行环境恶劣导致击穿电压不断下降。

《基于深度学习的绝缘子缺陷检测研究》篇一一、引言绝缘子作为电力系统的重要组成部分，承担着维持电网安全运行的重要职责。

然而，由于长期暴露在自然环境中，绝缘子容易受到污染、老化等影响，导致其性能下降，甚至出现缺陷。

因此，对绝缘子进行定期的检测与维护是确保电网安全稳定运行的关键措施。

传统的绝缘子缺陷检测方法主要依赖人工检测，这种方法效率低下、成本高，且易受人为因素影响。

近年来，随着深度学习技术的发展，基于深度学习的绝缘子缺陷检测方法逐渐成为研究热点。

本文旨在研究基于深度学习的绝缘子缺陷检测方法，以提高检测效率与准确性。

二、相关工作近年来，深度学习在计算机视觉领域取得了显著的成果。

卷积神经网络（CNN）作为深度学习的重要分支，在图像分类、目标检测、语义分割等领域有着广泛的应用。

在绝缘子缺陷检测方面，深度学习的方法可以自动提取图像中的特征，实现端到端的检测，具有较高的准确性和鲁棒性。

目前，基于深度学习的绝缘子缺陷检测方法主要包括基于区域的方法和基于全卷积网络的方法。

其中，基于全卷积网络的方法在处理复杂背景下的绝缘子缺陷检测任务时具有较好的性能。

三、方法本文提出了一种基于深度学习的绝缘子缺陷检测方法。

该方法采用全卷积网络（FCN）作为基础网络结构，通过改进网络结构、优化损失函数等手段提高检测性能。

具体步骤如下：1. 数据集准备：收集包含绝缘子图像的数据集，对数据进行预处理，包括去噪、归一化等操作。

2. 网络结构设计：采用全卷积网络（FCN）作为基础网络结构，针对绝缘子缺陷检测任务的特点，对网络结构进行改进。

例如，在FCN的基础上添加残差模块以提高网络的鲁棒性；采用跳跃连接的方式将浅层特征与深层特征融合，以提高特征表达能力。

3. 损失函数优化：针对绝缘子缺陷检测任务的特点，设计合适的损失函数。

例如，采用交叉熵损失函数对分类任务进行优化；采用Dice损失函数对分割任务进行优化。

同时，通过权重调整等方式平衡不同类别的损失。

110kV输电线路铁塔电场计算及仿真研究佘瑾;孙刚【摘要】准确计算110kV线路铁塔附近的合成电场强度,可以为110kV线路铁塔的设计布局和环境评估提供参考.本文根据110kV猫头塔实际结构,建立了铁塔附近三维电场计算模型.基于有限元法计算了110kV输电线路铁塔附近的的电场分布,分析了铁塔对其附近电场环境的影响,并讨论了影响电场计算结果的因素.研究结果表明,该方法能够有效地分析1 10kV输电线路铁塔的电场分布,具有较高的计算精确度,对110kV输电线路铁塔的优化设计具有一定的参考意义和实用价值.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2016(054)005【总页数】4页(P76-78,101)【关键词】110kV铁塔;绝缘子;有限元法;静电场【作者】佘瑾;孙刚【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002;三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】TM75110kV线路铁塔作为配电网的重要组成部分，其电场问题直接影响到整条线路的安全运行，同时，110kV线路铁塔跨越居民区，其电场强度也必须满足国家规范[1-2]，因此通过对110kV线路铁塔附近进行电场计算，可为110kV线路铁塔的设计和确保电力系统的安全性提供一定的理论依据。

近年来，针对电力系统中电场问题的研究，国内外专家学者做了大量的工作，主要的数值计算方法有：解析法、边界元法、模拟电荷法、有限差分法以及有限元法等。

林秀丽等人通过改进Sarma计算方法和引入分裂导线的作用，运用解析法粗略的计算了高压直流输电线路的电场强度，并分析了线路几何参数的影响[3]；文献[4]以有限元差分理论(FDTD)为基础，针对带均压环的绝缘子，利用数学推导和电磁场分析软件ANSOFT仿真分析了绝缘子的整体电场分布特性；文献[5]利用线电荷单元建立铁塔和绝缘子模型，基于模拟电荷法建立考虑杆塔及导线弧垂的3维架空线路工频电场计算模型，然后据此计算了特高压线路相导线表面及地面上1m高平面内的3维工频电场[6]；苏梓铭等人采用工频电场的三维边界元法仿真计算分析同塔四回线路带电作业场强分布特点，忽略绝缘子串对电场分布的影响，铁塔表面视作导体平面，研究了空间电场对人体的影响[7]。

高压套管电晕放电频段
【实用版】
目录
一、引言
二、高压套管电晕放电的原理与特性
1.电晕放电的定义
2.高压套管电晕放电的频段
三、高压套管电晕放电的应用
四、总结
正文
一、引言
电晕放电是一种常见的气体放电现象，在高压电力系统中尤为重要。

在高压套管中，电晕放电频段的研究具有很高的实用价值。

本文将对高压套管电晕放电频段进行探讨，分析其原理与特性，以及在实际应用中的重要性。

二、高压套管电晕放电的原理与特性
1.电晕放电的定义
电晕放电是指在高电压作用下，电极间气体发生电离、电荷迁移并产生可见光现象的放电。

电晕放电通常发生在气体绝缘子、开关等高压设备中。

2.高压套管电晕放电的频段
高压套管电晕放电主要集中在工频交流电晕和直流电晕。

其中，工频电晕与直流电晕在正、负半周内的放电过程基本相同。

工频电晕电流与电压同相，反映出电晕放电的周期性。

三、高压套管电晕放电的应用
高压套管电晕放电在电力系统中具有广泛的应用，例如：
1.限制电压上升：在高压电力系统中，电晕放电可以帮助限制电压上升，保证系统的安全稳定运行。

2.保护设备：电晕放电可以作为高压设备的保护措施，当系统中出现故障时，电晕放电可以及时将故障电流引向地面，避免设备受到损害。

3.测量电压：通过观察电晕放电现象，可以间接测量高压设备的电压值，为电力系统的运行和维护提供重要依据。

四、总结
高压套管电晕放电频段的研究对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

绝缘子电晕试验
绝缘子是电力系统中非常重要的组成部分，它的作用是将高压电线与支架隔离，防止电线与支架之间的电气接触，从而保证电力系统的安全运行。

然而，由于绝缘子长期处于高压电场中，容易受到电晕放电的影响，从而导致绝缘子的损坏和故障。

因此，对绝缘子进行电晕试验是非常必要的。

电晕试验是一种用来检测绝缘子耐电晕能力的试验方法。

在电晕试验中，将绝缘子置于高压电场中，通过观察绝缘子表面是否出现电晕放电现象来判断绝缘子的耐电晕能力。

如果绝缘子表面出现电晕放电现象，说明绝缘子的耐电晕能力不足，需要进行更换或维修。

电晕试验的具体步骤如下：首先，将绝缘子安装在试验台上，并连接高压电源。

然后，逐渐增加高压电源的电压，观察绝缘子表面是否出现电晕放电现象。

如果出现电晕放电现象，需要及时停止试验，记录下电压值和放电现象的情况。

如果绝缘子表面未出现电晕放电现象，可以逐渐增加电压，直到达到试验要求为止。

电晕试验的结果可以反映绝缘子的耐电晕能力，从而判断绝缘子是否符合要求。

如果绝缘子的耐电晕能力不足，需要进行更换或维修，以保证电力系统的安全运行。

电晕试验是一种非常重要的试验方法，可以有效地检测绝缘子的耐电晕能力，从而保证电力系统的安全运行。

在进行电晕试验时，需
要注意安全，遵守试验规程，确保试验的准确性和可靠性。