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紫外成像技术对发现电力设备绝缘缺陷的运用分析北京瑞盈智拓科技发展有限公司 吴 甜国网瑞盈电力科技（北京）有限公司 王 飞 辛海松 梁 平【摘要】电力系统中，一些带有高压的电力设备在运行过程中会产生强电场，尤其是设备中存在尖端，或者母线及线路出现断股、绝缘子开裂等问题时，会导致周围空气电离，引发紫外线。
紫外探测器就是基于紫外成像技术，对电力设备发电时产生的紫外线进行收集，经后端处理后与可见光影像重叠，在屏幕上显示出来，以此来完成对电晕位置和强度的确定，判断电力设备绝缘状况。
本文结合紫外成像技术的原理，对其在电力设备绝缘缺陷检测中的运用及影响因素进行了分析和讨论。
【关键词】紫外成像技术；电力设备；绝缘缺陷1.紫外成像技术概述在自然界中，除可见光之外，还包括了紫外线、红外线等不可见光，其中的紫外线是对电磁波谱中波长在10-400nm的辐射的总称，肉眼难以是被。
依照波长可以将紫外线分为长波紫外线、中波紫外线和短波紫外线。
如何对紫外线进行准确识别和探测，是许多领域研究的热点问题，在研究中逐渐产生了紫外探测技术，这是一种被动探测技术，包含了紫外探测器和紫外摄像器件，在最近几年得到了飞速发展，目前已经取得的研究成果包括SiC、GaN紫外探测器、紫外CCD以及用于紫外摄像的BT-CCD的PtSi-SBIRF-PA、紫外MOS图像传感器等[1]。
电力系统运行中，高压设备如果出现电气放电，则依照电场强度差异，会引发不同现象，紫外成像技术就是运用这样的原理。
以紫外探测器接收电场放电时产生的紫外线，然后利用后端处理电路进行进行处理，与可见光影像重叠后在屏幕上显示出来，以此来实现对电晕位置及强度的确定[2]。
2.紫外成像技术在电力设备绝缘缺陷检测中的应用绝缘缺陷检测是紫外成像技术在电力设备检测中一个非常重要的应用方面，在针对电力设备绝缘性进行相应的电气耐压试验时，可以通过紫外成像技术，实现对试验现象的合理观察，如果在试验中出现电弧、闪络等现象，表明电气设备绝缘性较差，如果在试验中出现电晕，工作人员需要从电力设备的材料、结构、形状等进行全面考虑，做好电力设备绝缘性能的准确判断。
基于红外热像的低零值绝缘子检测技术研究何良;刘书弟;张禹;何宇航;周电波;姚晓【摘要】分析了绝缘子串的电压分布及发热功率,归纳了低零值绝缘子红外热像图谱特征,采用红外热像技术进行绝缘子带电检测,现场检测结果表明,红外热像技术可通过遥测绝缘子串温度特征来判断绝缘子绝缘性能.该种方法能有效发现低零值绝缘子,具有工作效率高、安全等优点.【期刊名称】《四川电力技术》【年(卷),期】2018(041)002【总页数】4页(P72-75)【关键词】绝缘子;红外热像;低零值;温度特征【作者】何良;刘书弟;张禹;何宇航;周电波;姚晓【作者单位】国网四川省电力公司电力科学研究院,四川成都610072;华北电力大学,北京102206;上海海能信息科技有限公司,上海201315;国网四川省电力公司电力科学研究院,四川成都610072;国网四川省电力公司电力科学研究院,四川成都610072;国网四川省电力公司电力科学研究院,四川成都610072【正文语种】中文【中图分类】TM800 引言瓷质绝缘子是变电站的重要绝缘部件，其质量主要体现在机械性能和电气性能两个方面。
由于瓷质绝缘子在运行过程中因长期经受强电磁场、机械应力、冷热变化、湿度等作用，可能出现绝缘性能劣化，如绝缘电阻降低、瓷件开裂等。
特别在变电站内，绝缘子劣化直接影响电网安全稳定运行[1]。
若绝缘子串中存在低零值绝缘子，导致有效绝缘距离变短增加绝缘子串的闪络概率，严重时出现绝缘子串掉串及导线落地等事故[2]。
目前低零值绝缘子检测方法主要有：绝缘电阻法、工频耐压法、电压分布法、超声波法、紫外成像法等[3-7]。
前两种方法精度较高，但只能停电试验，具有检测工作量大、成本高等缺点。
电压分布法则是将测得的绝缘子串分布电压与标准分布电压进行比较来判断是否存在低零值绝缘子，需要登高作业，具有安全隐患大、劳动强度高等不足。
后两种方法可在带电情况下进行检测，但易受干扰，检测精度低。
紫外线检测技术在高灵敏度绝缘子远距离放电监测中的应用王卓远;张迪【摘要】对研究绝缘子放电监测的相关文献进行归纳总结,分析绝缘子电晕放电对电力系统造成的影响,讨论了绝缘子电晕放电监测的过程机理、影响因素、主要类型和描述方法,对当前电晕放电的监测方法进行了总结与对比,指出了紫外线检测技术在高灵敏度绝缘子放电监测研究的主要进展,在此基础上,对日盲紫外线检测技术的研究前景进行了展望.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)006【总页数】3页(P75-77)【关键词】悬式绝缘子;电晕放电;绝缘子劣化【作者】王卓远;张迪【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002;国网湖北省电力公司检修公司,湖北武汉430050【正文语种】中文绝缘子是电力系统中十分重要的一类电气设备，其性能的优劣对整个输电系统的安全运行起着非常关键的作用[1]。
尤其是在户外工况下的绝缘子，由于电热力等环境因素的作用，在高温、高湿、积污等不良环境下，当劣化到一定程度时，绝缘性能就会降低，长时间后导致绝缘子损坏，造成设备故障进而影响供电质量[2]。
因此研究绝缘子性能对于电力系统的影响，能够帮助电力企业和电网公司采取相关措施以减少污闪事故带来的损失，提高自身的应对能力。
如何减少绝缘子劣化对输电系统造成的影响，已成为中国电力行业发展亟待解决的重要问题。
为了保证电气设备安全可靠运行，除了采用性能良好的绝缘材料以外，还要对运行中电气设备的绝缘状况进行监测，随时掌握电气设备的安全性能，获取绝缘子的相关数据。
1 绝缘子电晕放电对我国电力系统的影响回顾绝缘子作为电网中用量庞大、种类复杂的电气设备之一，随着中国电力建设的飞速发展与电网规模的不断扩大，电力设备使用的绝缘材料因为电量需求的增加和电压等级的提高，绝缘设备承受的压力越来越大，绝缘问题越来越突显[3]。
2011年春，新疆南部8个110 kV变电站与一个220 kV变电站的110 kV母线由于污闪失压停电，切除总负荷155 MW，造成新疆南部地区大面积停电，疆南地区电网和新疆大网解裂[4]。
悬式瓷绝缘子低（零）值带电检测方法论文摘要：悬式瓷绝缘子是属于可击穿型的，劣化绝缘子的存在，对电网的安全运行带来威胁，含有劣化绝缘子的绝缘子串发生闪络，可能会使劣化的绝缘子头部瞬间发热爆炸，造成导线落地的事故，因此需要根据具体情况选择合适的带电监测方法，及时发现和解決相关问题，保障电力系统的稳定运行。
引言悬式瓷绝缘子因长期受机电负荷、雷击、风吹雨打和温度变化等因素作用，会发生绝缘子电气性能和机械性能降低，产生劣化现象，形成低（零）值绝缘子。
零值绝缘子检测主要是检测66kV及以上的悬式瓷绝缘子串中的零值绝缘子。
检测是在运行电压下进行的，检测绝缘子的分布电压是检测零值绝缘子的最有效、最快捷、最直接的方式。
目前常用短路叉法和火花间隙法检测，这些方法易于检测零值绝缘子，测试方法简单，但准确性较低，对低值绝缘子，特别是1串中存在多片低值的情况下，则很难作出正确的判断。
随着科学技术的发展，劣化悬式瓷绝缘子的检测方法有了新的进展，如光电式检测自爬式检测仪、超声波检测仪、红外成像技术检测等。
1 悬式瓷绝缘子低（零）值故障原因分析1.1 电瓷材料问题高压电瓷材料具有较好的耐电晕、耐电弧及抗老化性能，但是存在介质损耗角较大且随温度上升很快，在高温和高频下容易发生击穿；介电常数随温度上升下降快，在高温时甚至丧失其绝缘性能；拉伸和弯曲强度较差；抗冲击强度太差；太重易破碎。
因为电瓷材料固有的缺陷，对绝缘子的使用有以下影响：雷电流的高频和高温作用下，易发生热击穿；在污闪故障电流或泄漏电流引起的高温作用下，绝缘子绝缘性能大大降低，甚至丧失绝缘性能；在输电线路的拉伸下，机械结构容易损坏，抗冲击力性能极差，容易开裂；运输安装和运行维护过程中容易破损，造成隐患。
此外，瓷质绝缘子在制造过程中造成的微气孔、微裂纹，连接件与瓷质材料收缩系数不一致造成空隙等缺陷，使用中这种微小裂缝会发展。
1.2 自然老化问题绝缘子挂线运行中，绝缘材料、水泥及金属附件的自然老化。
基于紫外线检测技术的绝缘子放电检测设备研究作者：卢昱磊马品文李双喜白建林关攀飞刘雪锋李阳斌来源：《中国科技博览》2019年第03期[摘要]利用紫外光传感技术在检测高压输电线路设备电晕放电情况属于目前研究的重点，也是趋势，而紫外线检测技术在高压输电线路设备电晕放电中的监测质量的有效性为保证供电安全及有效提供了前提及保证。
本文对采用紫外线监测技术在高压设备绝缘子电晕放电监测相关理论进行了分析与设计与分析，可为后期实现高压设备实施供电安全提供参考。
[关键字]紫外线检测技术；放电检测；紫外成像中图分类号：TM216 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0079-02基于当前形势，电力线路和设备绝缘恶化程度越来越重，电网事故逐渐升级，据不完全统计，绝缘事故已经占到整个电力系统事故的第二位，仅次于雷害事故。
对于高压供电而言，高电压下容易产生强电场，在强磁场作用下，电气设备绝缘薄弱部分容易发生局部放电，而当输电线路局部电场强度大于气体电离强度时，即可产生电晕放电，会产生强大的脉冲电磁波，进而对无线电和高频通信产生干扰，导致输电线路表面发生腐蚀而降低寿命。
基于此，加强电晕的监测治理和预警研究对于电力系统安全稳定运行有着重大的实现意义，也是今后发展的重点方向。
紫外光谱电晕放电检测技术，主要通过紫外成像可直观、快速达到确定电晕位置和强度，并可实现长期监测，为设备的安全运行提供可靠的依据，同时也为供电部门低成本地实现高压输电线路故障隐患在线监测和预警机制提供一种行之有效的解决方案。
1关于紫外线检测技术相关理论及分析通常而言，紫外线的光波长范围在10-400nm之间，如阳光中也含有一定量的紫外线，一般小于280nm的紫外线常被大气中臭氧层吸收。
结合高压电设备通过大气层对外放电所产生的紫外线波长一般在280nm-400nm之间，该区段属于日盲区，可利用波长范围小于280nm的紫外传感器在日照条件下对电气设备具备放电进行检测。
高压输电线路绝缘子带电检测方法分析作者：高建斌来源：《速读·中旬》2014年第11期摘要：随着我国对输电线路带电作业的日益重视，推动了输电线路带电作业技术的快速发展，对绝缘子带电检测的探索也越来越多，绝缘子检测手段也层出不穷，本文从目前输电线路绝缘子的多个常用的检测方法进行了分析和比较，了解目前市场上检测方法的优缺点，以便在不同情况下采用不同的检测方法，以实际带电检测工作提供一定的依据。
关键词：绝缘子；输电线路；带电检测带电作业是电力行业为了提高供电可靠性和电网安全、经济运行水平而开发的一种特殊作业方式，目前在国内外得到了广泛的应用，在电力生产中起着十分重要的作用。
带电作业可以随时检测设备运行状态，及时发现、消除设备缺陷和隐患，保证电网安全稳定运行。
我国输电线路带电作业经过多年的不断发展和提高，带电作业技术日臻完善，带电检测手段也越来越多。
而在输电线路带电检测中，针对输电线路绝缘子的检测最为普遍，用于检测绝缘子的低值、零值情况。
现在的劣化检测绝缘子的检测方法主要分为两类：一类是非接触式检测法，另一类是接触式检测法。
目前主要有火花叉法、静电探头法、电压分布法、电晕脉冲法、红外热像测温法、超声波法、紫外法检测等检测方法。
接触式检测法已经比较成熟，并成功运行于日常运维中，非接触式检测法目前多数都是在理论研究阶段，也有少量产品投入使用，针对众多的检测手段，难免会有些难于取舍，这里就一些检测方法进行了比较，对今后在绝缘子检测方法的选取方面起到一定的参考作用。
一、影响绝缘子安全运行的各种因素在架空输电线路中，绝缘子担负着系统与地绝缘、相间绝缘和支持导线的重任，绝缘子在运行中受着各种因素的影响，随着运行参数的不断提高，使得绝缘子几乎运行于临界状态，恶劣的大气环境和各种复杂的污秽状况以及风力、覆冰等极为苛刻的运行条件等，对绝缘子的机械强度、防污闪能力、过电压耐受能力和降低无线电干扰提出了更高的要求，运行中对绝缘子造成影响的因素如下：（1）高压电网中绝缘子所承受的各种电压：工作电压、操作过电压、雷电过电压。
220kV低零值绝缘子红外检测技术应用研究郑维刚; 唐红; 朱义东; 金鑫; 李冠华【期刊名称】《《东北电力技术》》【年(卷),期】2019(040)011【总页数】3页(P10-12)【关键词】绝缘子; 红外检测; 温度分布【作者】郑维刚; 唐红; 朱义东; 金鑫; 李冠华【作者单位】国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁沈阳 110006【正文语种】中文【中图分类】TM216由于瓷质绝缘子在运行过程中长期受强电磁场、机械应力、冷热变化、湿度等作用，可能导致绝缘性能劣化，如绝缘电阻降低、瓷件开裂等[1-3]，辽宁省内线路也出现过几起因绝缘子低零值未及时发现而导致破损、断裂的情况。
悬式绝缘子的红外检测是在工作状态下，通过红外成像仪对绝缘子串的红外热像图像进行采集分析远距离带电检测，对保障输电安全意义重大。
但目前存在现场检测效果不明显，问题绝缘子检出率低等问题，除了现场操作人员检测操作不规范外，还与设备的选择及使用、对绝缘子发热特点不了解等因素相关。
本文以220 kV绝缘子工频耐压发热试验为基础，归纳绝缘子发热时间与温度差的关系，归纳检测重点，为线路绝缘子红外检测提供参考。
1 劣化绝缘子检测理论正常绝缘子发热主要来源于介质极化，其值与绝缘子介损因数和分布电压的平方和成正比。
低零值绝缘子一般是由于外力破坏或自身劣化导致的泄漏电流增大或电压分布异常情况，长期运行会导致绝缘子表面温度分布不均。
输电线路常用的瓷绝缘子为典型的电压致热型设备，温度分布曲线呈现指数形式，并不是平均分配，相邻绝缘子温度比较接近。
根据戴维南定理可将绝缘子简化为图1所示电路，Ri为等效电阻；Uf为等效电压；Xd为等效电抗。
图1 绝缘子等效电路图根据欧姆定律可计算出该回路的电流I为(1)绝缘子的发热功率P为(2)绝缘子模拟回路中绝缘电阻与发热量可以将P对Ri求导表示为(3)式(3)中，当Ri=Xd时，等式为0，绝缘子的发热功率达到最大。
绝缘子的检测与实验完整版The manuscript was revised on the evening of 2021电气与信息工程学院论文绝缘子的检测与实验摘要：经济、准确地检测绝缘子的方法对于保证输电线路的安全运行具有重要的意义。
介绍了目前检测绝缘子几种常用检测方法．综合评价了观察法、电场测量法、泄漏电流法、超声波检测法、红外测温法等优缺点随着对输电线路安全的日益重视，综合输电线路实时在线检测系统是绝缘子检测技术的主流发展趋势现有在线检测系统能否普遍应用的主要障碍是线路杆塔的数量巨大。
关键词：绝缘子；电量检测；电场法；泄漏电流法1、引言：输电线路的绝缘子是用来固定导体，使其保持电气性能的重要部件。
在电力系统运行中，其长期工作于强电场、机械应力、污秽及温湿度等共同构成的错综复杂的恶劣环境中，出现故障的几率很大．严重威胁电力系统的安全运行。
一般来说．绝缘子故障主要有以下几个方面：绝缘子内部出现裂缝、绝缘子表面破损、绝缘阻抗降低等。
近年来，国内外一直在努力探索绝缘子的在线检测方法并取得了一定的成就．探索出了观察法、泄漏电流法、电场测量法、红外测温法和紫外成像法等多种方法。
但不少方法仍存在测量工作量大、危险性高、设备造价高、测量不准确及抗干扰能力差等问题。
因此寻找一种经济、切实有效的绝缘子在线检测方法一直是国内外电力部门亟待解决的问题。
2、正文：1、绝缘子在线检测方法：绝缘子在线检测方法分为非电量检测法和电量检测法两类。
非电量检测法包括观察法、紫外成像法、超声波检测法、红外测温法、无线电波法和激光多普勒法等；电量检测法包括电场测量法、泄漏电流法和脉冲电流法等。
1．1 观察法、火花叉等传统检测方法观察法就是用高倍望远镜就近直接观察绝缘子．这是最原始的方法用这种方法可发现较明显的绝缘子表面缺陷．包括绝缘子伞裙受侵蚀变粗糙、外覆层侵蚀的沟槽和痕迹、绝缘伞裙闪络、伞裙或外覆层开裂、外覆层破碎、芯棒外露等。
紫外电晕检测仪及在线路绝缘子监测中的应用摘要：本文首先阐述一种新型紫外电晕检测仪的工作原理，然后分析了距离、仪器增益、气压、温度、湿度等因素对紫外监测的影响，最后进行了多项绝缘子常见缺陷的模拟试验，结果表明利用紫外监测可有效的发现一些绝缘子缺陷，值得推广使用和深入研究。
运行中的各类绝缘子长期经受强电场、机械应力作用，可能会发生破损、开裂甚至掉线等事故，对输电系统的安全运行造成巨大威胁。
因此，绝缘子运行状态的实时监测非常重要。
目前，国内外有多种绝缘子实时监测的方法，包括：火花间隙法、绝缘电阻法、脉冲电流法、红外测温法、超声法等，但由于诸多原因，尚未找到一个有效、经济方便的方法。
上世纪90年代末，美国、南非和以色列等国家的科学技术人员将紫外光的光学特性与光学透镜、数字信号芯片相结合，研制开发出用于日间检测电晕等微弱放电现象的紫外电晕检测仪，为绝缘子实时监测提供了新的思路[1]。
目前，国内外已有多家电力公司配备了该类仪器，并正在积极开展紫外监测工作。
本文讨论了紫外监测的影响因素，记录了绝缘子常见缺陷的模拟试验，紫外监测试验结果表明该类仪器可以在绝缘子监测中发挥重要的作用。
1.紫外电晕检测仪的工作原理电晕、电弧等放电现象的光谱分析表明放电现象都会产生不同波长的紫外光，波长范围230～405nm，其中240～280nm的光谱段称为太阳盲区，在此波长范围内由太阳传输来的紫外光份量极低。
紫外电晕检测仪的工作原理如下：该仪器首先利用分光镜将输入的光线分离成两部分。
其中一部分光线形成可见光影像，而另一部分光线经过紫外光滤镜后，只保留其中的紫外部分，经放大器处理后在CCD板上可得到高清晰度的紫外图像。
最后，通过特殊的影像处理工艺将紫外影像和可见光影像叠加起来，生成显示设备及其表面电晕的合成图像。
2.紫外监测的影响因素紫外计数为紫外电晕检测仪每分钟内测得的紫外光子数，可作为电晕活动强度的表示。
而紫外计数与距离、仪器增益、气压、温度、湿度等因素密切相关。
397〈红外应用〉基于GWO-SVM 的红外热成像低零值绝缘子识别张美金，屈秋帛（辽宁工程技术大学 电气与控制工程学院，辽宁 葫芦岛 125105）摘要：为了准确识别电网中的低零值绝缘子，提高劣化绝缘子诊断的准确率，提出了一种使用灰狼算法优化（grey wolf optimizer, GWO ）与二进制支持向量机（support vector machine, SVM ）分类器相结合的模型，对红外图像中的低零值绝缘子进行自动检测。
首先对绝缘子红外图像进行增强，利用Ostu 算法对红外图像进行分割，并对得到的二值图像进行倾斜角度矫正和切割，提取绝缘子串的有效区域，然后将图像特征用于向量机的分类识别。
实验结果表明，灰狼算法优化支持向量机比常用的网格搜索算法（grid search, GS ）、粒子群优化算法（particle swarm optimization, PSO ）等得到的分类模型能更准确、有效地对低零值绝缘子进行识别，且准确率更高。
关键词：绝缘子；红外成像；支持向量机；灰狼算法中图分类号：TM216 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2021)04-0397-06Infrared Thermography Low-zero Insulator Identification Based on GWO-SVMZHANG Meijin ，QU Qiubo(School of Electrical and Control Engineerin g, Liaoning University of Engineering and Technology , Huludao 125105, China )Abstract ：The accuracy of the diagnosis of degraded insulators is improved to accurately identify low-zero-value insulators in the power grid. A pair of insulator infrared images and a gray wolf optimizer (GWO) optimized binary support vector machine (SVM) classifier is proposed. Low-zero insulators are detected automatically. First, the infrared image of the insulator is enhanced; then, the infrared image is segmented using the Ostu algorithm; and the obtained binary image is subjected to tilt angle correction and cutting to extract the effective region of the insulator string. Finally, the image features are applied to the classification and recognition of vector machines. The experimental results show that the GWO-SVM can identify the low-zero insulator more accurately and effectively than the commonly used grid search (GS) and particle swarm optimization (PSO). Its rate is higher.Key words ：insulator, infrared imaging, support vector machine, grey wolf algorithm0 引言线路绝缘子主要承担着连接导体和电气绝缘的功能，是整个电力系统的重要的组成部分[1-3]。
第１０卷第１期重庆科技学院学报（自然科学版）２００８年２月０引言常规零值绝缘子检测手段如电压分布法［１］、电晕脉冲法［２，３］、红外热像测温法、超声波法等，都有一定缺陷。
其中，电压分布法需要人工上杆塔进行测试，耗费人力较大。
电晕脉冲法测量绝缘子串的电晕脉冲电流需要和被测对象直接接触，且不能直接反映绝缘子的放电变化。
红外热像测温法可检测放电积累或漏电流引起的温升，从而分辨低值绝缘子，但该方法不能进行早期预告，也不是在线监测手段。
非接触式紫外法检测低值（零值）绝缘子，实质是检测劣化绝缘子引起绝缘子串电压分布的变化。
这种变化通过放电次数改变等同放电紫外脉冲次数形式表现出来，通过紫外检测器可以发现绝缘子的劣化情况，做出早期预报。
该方法的优点在于：灵敏度高，价格低，可实现连续在线检测；不仅能定量检测绝缘子的放电情况，还能检验出低值（零值）绝缘子。
１紫外法检测低值（零值）绝缘子的原理正常绝缘子上的电压分布是不均匀的。
文献［４］中推导出，在绝缘子完好的情况下第ｎ片绝缘子两端电压的分布规律：Ｕｎ，ｎ－１＝Ｕｋ０＋ｋ１（ｋ０＋ｋ１ｃｈａＮ）ｓｈａｎ－ｓｈａ（ｎ－１）ｓｈａＮ－ｋ１ｃｈａＮ－ｃｈａ（ｎ－１!"）（１）其中：ａ＝ｃｈ－１Ａ２ｃｈａ＝Ａ２＝１＋ｋ０＋ｋ１２（１＋ｊｋｇ）＝１＋ｋ０＋ｋ１２（１＋ｋ２ｇ）＋ｊ（ｋ０＋ｋ１）ｋｇ２（１＋ｋ２ｇ）ｋ０＝ＣＥ／Ｃ，ｋ１＝ＣＬ／Ｃ，Ｋｇ＝Ｇ／ωＣ式中：Ｎ为绝缘子片数；Ｃ为绝缘子本身电容；ＣＬ为对导线电容；ＣＥ为对地电容；Ｇ为漏电导。
当某绝缘子阻值降低或降为零值时，内部导电通路形成，该片绝缘子的压降下降。
这部分的电压降落由其它绝缘子相应承担，由于绝缘子串电压分布的不均匀性，每片绝缘子承担的电压升高并不相同。
这种电压分布的不同直接导致绝缘子放电次数发生明显改变。
检测紫外脉冲的实质是检测绝缘子放电，所以紫外脉冲法和电晕指纹法［５，６］具有相似的特性，首先要考察绝缘子的电晕特性。
可以对绝缘子在不同ＥＳＤＤ污秽和不同相对湿度下进行电晕实验［５］。
通过实验证明，绝缘子的起晕概率和外加电压成正比。
绝缘子电晕放电概率ｐ与Ｕ之间的关系与绝缘子周围环境密切相关，近似符合正态分布的统计规律，经曲线拟合得出，在不同电压下绝缘子的起晕概率为［６］：ｆ（Ｕ）＝（１／２πσ#）ｅ－（Ｕ－Ｕｃ）２／σ２（２）式中：Ｕ为外加电压；Ｕｃ为５０％起晕电压，反映多次施加电压时，绝缘子有５０％的周期产生电晕放电的电压值；σ为方差，即５０％起晕电压的离散程度。
故绝缘子的电晕发生概率可表示为：Ｐ（Ｕ）＝ｕ－∞$ｆ（Ｕ）ｄＵ（３）应用紫外法检测低值（零值）绝缘子的实验研究袁昌武何为陈涛（重庆大学，重庆４０００４４）摘要：低值（零值）绝缘子检测手段，主要有电压分布法、电晕脉冲法、红外热像测温法、超声波法等。
通过高压大厅的１１０ｋＶ和２２０ｋＶ实验，成功验证了紫外脉冲检测法和ＵＶ－１紫外检测装置具备检出高压线路零值绝缘子的能力。
关键词：劣化绝缘子；在线监测；紫外脉冲法中图分类号：ＴＭ８５５文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－１９８０（２００８）０１－００７８－０４收稿日期：２００７－１０－１１作者简介：袁昌武（１９７４－），男，重庆大学硕士研究生，研究方向为紫外脉冲法。
式（２）、（３）说明，当出现低值（零值）绝缘子时，阻值变化引起绝缘子串的电压分布改变，良好绝缘子承受的外加电压上升，引起起晕概率增加，从而整个绝缘子串的放电脉冲相应变化。
通过分析绝缘子放电脉冲的变化，可以判断绝缘子电压分布的改变，了解绝缘劣化情况。
在出现低值（零值）绝缘子时，可以利用放电与紫外线的特殊关系观测到绝缘子串放电次数变化。
通过检测放电的紫外脉冲数的变化，检测出低值（零值）绝缘子是可行的。
下面就用实验来证明这种可行性。
２实验研究２．１实验设备与实验条件本实验的实验设备为自制的测量仪器ＵＶ－１型绝缘子在线监测仪，如图１所示。
图１ＵＶ－１型绝缘子在线监测仪２．２实验过程２．２．１１１０ｋＶ线路低值绝缘子监测实验为了模拟１１０ｋＶ线路的现场运行情况，分别在２００５年３月、７月和２００５年１０月，在河南电力实验研究院进行了３次１１０ｋＶ线路劣化绝缘子检测试验，３次实验使用的是同一组绝缘子。
在河南电力试验研究院高压大厅门口的龙门架上用吊钩悬挂了含７片瓷绝缘子的绝缘子串。
绝缘子串距离地面１．４ｍ，下端通过一根１６ｍｍ２的导线对绝缘子串施加６４ｋＶ的工频电压，上端可靠接地，如图２所示。
各瓷绝缘子从下至上，按照距离导线的远近，依次编为１－７号，在距绝缘子串侧下方３米处放置测量仪器ＵＶ－１型绝缘子在线监测仪，并将探头方向对准绝缘子串。
实验时，我们先对７片全部为良好绝缘子（绝缘子型号为Ｌ－ＤＭＸ，阻值均大于１００Ω）的绝缘子串进行加压，统计其３０ｍｉｎ的放电规律。
然后再用直流电阻为６０Ω的低值绝缘子，按照从下至上的顺序，轮流替换７只好绝缘子中的一只，其余绝缘子不变，同样进行半小时内的放电规律统计。
其中３次高压大厅实验的环境条件为：第一次，实验进行时间为２００５年３月２７日，室外进行，现场温度８￣１３℃，天气多云。
第二次，实验进行时间为２００５年７月３日￣７月５日，室外进行。
现场温度２３￣３４℃，第一天天气晴，晚上暴雨，第二天有零星小雨。
第三次，实验进行时间为２００５年１０月６日￣１０月７日，室外进行。
第一天有雨，后转为阴天，第二天晴。
为了研究存在低值绝缘子时紫外放电监测结果的变化，进行了多组绝缘子带电实验。
在每组试验中，用低值绝缘子轮流替换不同位置的好绝缘子，其余绝缘子不变，用以和整串全是好绝缘子的情况进行对比。
另外进行了正常绝缘子涂污前后放电次数变化的对比测试。
实验分别在上午、下午、深夜进行，每次半个小时，测试了晴天、阴间多云等不同天气下的绝缘子放电脉冲。
为了便于分析，我们定义相对放电比ＦＰ如下：ＦＰ＝绝缘子串放电次数／放电基准（４）试验中，７片全好绝缘子构成的绝缘子串放电次数即放电基准。
２００５年３月的低值绝缘子放电检测实验，由于现场原因，只测试了７片全好和１片绝缘子是低值绝缘子的情况。
图２紫外法检测１１０ｋＶ线路绝缘子高压大厅实验２．２．２２２０ｋＶ线路低值绝缘子监测实验为了验证２２０ｋＶ线路出现劣化绝缘子时非接触式紫外检测法的可用性，我们在２００５年１０月７日２２：００至１０月８日０：３０于河南电力试验所高压大厅对２２０ｋＶ线路单相绝缘子串进行了大厅实验。
绝缘子串共１４片绝缘子，型号均为Ｌ－ＤＭＸ，直流电阻均大于１００Ω导线的距离分别编为１－１４号，另有个直流电阻为９０Ω的Ｌ＿ＤＭＸ型劣化绝缘子，对绝缘子串施加电压１２７ｋＶ，２２０ｋＶ，试验条件（见图３）和过程同１１０ｋＶ时类似。
实验用劣化绝缘子分别更换第１、７、１４片绝缘。
每次检测时间３０ｍｉｎ。
２．３实验结果三次１１０ｋＶ线路的低值绝缘子监测实验和一次２２０ｋＶ线路的低值绝缘子监测实验的检测结果如表１所示。
表１紫外法监测低值绝缘子高压大厅实验结果从表１可见，当绝缘子发生劣化时，其放电次数有明显的变化。
下面我们以２２０ｋＶ线路实验为例进行分析。
２２０ｋＶ的检测结果见图４、图５和表２。
从以上实验结果可以得出以下结论（１）当绝缘子串中出现劣化绝缘子时，放电变化率上升（大于８％），相对放电比改变。
不同位置的绝缘子阻值变化引起的放电变化率和相对放电比有所不同，从数值上可以甄别出劣化绝缘子。
（２）温度和湿度对绝缘子串的放电次数有一定影响，通过采集现场的温度、湿度信号，结合其他绝缘子串的放电数据，进行对照分析，可以甄别出劣化绝缘子在不同温度湿度下的表现，判断出劣化绝缘子的存在。
由此可见，劣化绝缘子的检测灵敏度和绝缘子位置、绝缘性能、塔架情况有一定关系。
只要绝缘子串中存在劣化绝缘子，就会引起放电变化率的上升。
对比放电比变化，可以检出劣化绝缘子。
因此，ＵＶ－１检测装置的检测特性可以满足要求。
７片全好第１片７片全好第１片第２片第３片第４片第５片第６片第７片７片全好第１片第２片第３片第４片第５片第６片第７片１４片全好第１片第７片第１４片７１１２６５６１２４１０７１１０９５１３５７０８４２２４８３１３２２５１３３１４７６２０１３３３６６７８３６１１．７７１２．２１１．９１１．９６１．７０２．４１１．２５１．５０１２．１８１．４１１．４５１．１４０．５５１．４１２．１４１２．１５１．０８１．３５０％７７％０％１２１％９１％９６％７０％１４１％２５％５０％０％１１８％４１％４５％１４％４１％４１％１１４％０％１１５％８％３５％实验次数劣化绝缘子位置３０ｍｉｎ内放电次数相对放电比ＦＰ放电变化率ＲＣ３月５月１０月２２０ｋＶ１１０ｋＶ图５２２０ｋＶ低值绝缘子检测实验结果表２紫外法检测２２０ｋＶ线路低值绝缘子高压大厅实验结果劣化绝缘子位置第１片第７片第１４片１４片全好３０ｍｉｎ内放电次数１３３３６６７８３６６２０温度／℃１８１８１７１８湿度／％５３５４５５５４相对放电比ＦＰ２．１５１．０８１．３５１放电变化率ＲＣ１１５％８％３５％０图３紫外法检测２２０ｋＶ线路劣化绝缘子高压大厅实验导函数）不含冲激函数。
但是，当这种线性组合中有只在ｔ＝０时刻起作用的冲激函数或冲激函数各阶导数时，采用上面求解阶跃响应相同的方法求解系统响应的零状态响应分量，可避免求解０＋时刻状态的问题。
此方法可以推广到常系数差分方程描述的ＬＴＩ离散时间系统相应问题的求解。
参考文献［１］张永瑞．电路、信号与系统辅导［Ｍ］．西安：西安电子科技大学出版社，２００２．［２］燕庆明．信号与系统教程［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００４．ＴｈｅＳｏｌｕｔｉｏｎｔｏＳｙｓｔｅｍＲｅｓｐｏｎｓｅＢａｓｅｄｏｎＩｔｓＮａｔｕｒｅＬＩＵＹｕ－ｂｉｎ１ＬＩＵＹｕ－ｃｈｅｎｇ２ＷＡＮＧＤｅ－ｂｉａｏ１（１．ＰａｎｚｈｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｉｓｉｔｙ，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ６１７０００；２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｔａｔｅｊｕｍｐｉｎｇ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏｓｙｓｔｅｍｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｌｉｎｅａｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｉｎｅａｒｔｉｍｅｉｎｖａｒｉａｎｔｓｙｓｔｅｍｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｎｅａｒｔｉｍｅｉｎｖａｒｉａｎｔ（ＬＴＩ）ｓｙｓｔｅｍ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎ；ｓｔａｔｅｊｕｍｐｉｎｇ；ｚｅｒｏ－ｓｔａｔｅｒｅｓｐｏｎｓｅ３结论基于紫外脉冲法的非接触式低值（零值）绝缘子在线监测系统，不需和绝缘子接触，检测距离远。
