發(fā)布時間：2020-08-04 06:18

【摘要】：電力線路發(fā)生故障的主要原因通常是線路上絕緣設(shè)備缺陷,設(shè)備劣化導(dǎo)致其表面電場分布不均,會產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象。通過探測早期微弱放電現(xiàn)象可以對設(shè)備缺陷程度進(jìn)行評估,不僅能夠提前預(yù)警且對維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。電暈放電會輻射出光波、電磁波、電脈沖等信號,采用高靈敏度光電傳感器能夠發(fā)現(xiàn)較弱的放電信號,并且通過探測“日盲”段的紫外光可以避免背景光干擾實現(xiàn)全天候電暈檢測。利用無人機(jī)機(jī)載電暈紫外探測設(shè)備進(jìn)行電力線巡檢,其巡線效率高、機(jī)動性強(qiáng)等特點能夠適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境。因此,本文研究了無人機(jī)巡線中電暈紫外探測方法,具體工作如下:(1)根據(jù)電暈放電特性,分析了影響電暈放電的因素,研究了電暈放電強(qiáng)度與接收紫外光信號的關(guān)系。利用“日盲”型光電倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)設(shè)計電暈放電探測系統(tǒng),通過放電實驗平臺完成在不同距離、角度和濕度情況下電暈探測實驗,并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。實驗結(jié)果表明,探測系統(tǒng)具有較高的靈敏度,能在40m之內(nèi)探測到放電信號,并在10m～20m距離探測效果較好,可以區(qū)分不同強(qiáng)度的電暈放電程度。(2)根據(jù)紫外光散射鏈路模型建立了電暈紫外光功率探測模型,研究了無人機(jī)航跡中單目和雙目探測定位方法,通過兩種不同巡檢方式對電暈放電點位置進(jìn)行定位。設(shè)計實驗方案,對模擬光源和電暈放電光源進(jìn)行功率探測實驗,并分析了探測定位精度。結(jié)果表明,在距離20m時,可以確定放電點的位置并且誤差在1.6m以內(nèi),驗證了探測定位方法的有效性。(3)針對無人機(jī)巡線過程中的電暈放電強(qiáng)度評估問題,設(shè)計了基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)模型(Adaptive Neuro-fuzzy Inference System,ANFIS)的無人機(jī)巡線電暈識別方法。對接收單個脈沖信號特征進(jìn)行提取分析,在不同濕度條件下,研究了不同強(qiáng)度光源對接收脈沖信號強(qiáng)度的影響。建立放電等級評估模型,通過ANFIS算法與BP(Back Propagation)神經(jīng)模糊算法對比,結(jié)果驗證該放電模型能夠準(zhǔn)確地評估放電源的等級強(qiáng)度。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM75
【圖文】：

圖 1-1 人工巡檢示意圖Fig.1-1 Schematic diagram of manual inspection天氣愈發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致絕緣子表面污穢程度加劇，沉積發(fā)生污閃事故，因此對絕緣子污穢度檢測極其重要。面的污穢，有效的避免了一些事故的發(fā)生，這種方法但對于遠(yuǎn)距離輸電線路中大量絕緣子的清掃會造成故障發(fā)生的次數(shù)，通過監(jiān)測可清晰掌握線路運行情況告，但也有專家認(rèn)為不必花費大量人力物力像“守株電力線上絕緣子數(shù)量較多，線路上任何一個節(jié)點出現(xiàn)時費力的檢測手段已經(jīng)不能滿足電力線安全輸送的需分重要。負(fù)重又受環(huán)境影響容易老化產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象，在損光和熱等現(xiàn)象。通過探測這些現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)放電的位備損壞的程度，紅外檢測法、超聲波檢測法和化學(xué)檢紅外檢測到設(shè)備有故障時，該設(shè)備可能已經(jīng)損壞或老

氣體電離后的電子平均自由行程增加，游離過程增強(qiáng)，相鄰之間電子碰撞的概率增加，加劇電暈放電程度，如圖2-1 所示[57]。圖中是對6 LGJ-400/50導(dǎo)線的測量結(jié)果，表明海拔高度與起暈電壓呈線性關(guān)系，海拔越高的地區(qū)越容易發(fā)生電暈現(xiàn)象，電力設(shè)備損耗程度也會加大。文獻(xiàn)[58]中電暈放電產(chǎn)生各種帶電離子，高海拔環(huán)境下，空氣中離子的遷移率也會受到影響發(fā)生變化，海拔越高，離子遷移時間越短，遷移率越大，產(chǎn)生的電流強(qiáng)度也在增加。氮氣在空氣中占主要部分，電離產(chǎn)生的氮氣離子相比空氣離子在高海拔環(huán)境下遷移時間較高，通過單一氣體離子遷移情況對比，更能說明不同海拔下對電暈放電離子遷移有較大影響。圖 2-1 起暈電壓隨海拔高度的變化關(guān)系[57]Fig.2-1 the relations of corona inception voltages with altitude change[57]西南地區(qū)空氣溫度較高，空氣氣體密度下降，相當(dāng)于海拔上升，也會導(dǎo)致起暈電壓降低，電暈現(xiàn)象變得更明顯[59]�？諝庀鄬囟茸兓瘯绊戨姇灧烹娸椛鋱鰪�(qiáng)，可用公式表示為： 0 3 0E W E K W W /10%d B V /m(2-6)式中，E0是基準(zhǔn)場的場強(qiáng)，W0是測量基準(zhǔn)場時空氣相對溫度，W 是待求場空氣的相對溫度。系數(shù) K3的參考值為 0.69。2.1.4 空氣相對濕度對電暈放電的影響在不均勻電場中

的參考值為 0.69。2.1.4 空氣相對濕度對電暈放電的影響在不均勻電場中，空氣相對濕度對電暈放電影響較大，如圖2-2所示[60]。圖中三條曲線表示的是在三條高壓輸電線上，電暈放電輻射場強(qiáng)與空氣相對濕度的關(guān)系。隨著空氣濕度增加，電暈輻射場強(qiáng)也在增大，容易引起電暈放電。在人工絕緣子污穢實驗中，絕緣子表面污層受潮電解質(zhì)溶解，在表面有微弱的電流產(chǎn)生，當(dāng)濕度繼續(xù)增加時，絕緣子污穢層

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本文編號：2780165