CN109142989B - 超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法 - Google Patents

Abstract

针对现有技术的不足，本发明公开本发明的目的在于提供一种基于电场、红外、泄露电流测量的复合绝缘子带电作业安全评估方法，为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，由信号采集及预处理、信号分析处理、综合评估三个阶段组成本发明通过这样的技术方案，准确可靠。采用电场分布、红外成像、泄漏电流多因素综合判断，利用多证据融合算法判断绝缘子缺陷状态，可有效准确的判断绝缘子带电作业的安全性。

Description

超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法

技术领域

本发明涉及一种电力安全评估方法，具体涉及超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法。

背景技术

为保证用电安全，电力输电线路需要经常进行维护。但是由于电力设备都有自身的使用寿命,即便在检修维护过程中没有发现任何问题,也需要定期对设备装置的使用安全进行评估。尤其是特高压线路，一旦发生事故将会带来难以估量的损失。

现有技术中专利申请号为201710911683.X的发明专利《一种特高压直流输电线路带电作业安全评估方法和系统》中公开了一种特高压直流输电线路带电作业安全评估方法和系统，其计算过程可信度更高，评判结果能够准确反映所有影响因素对于评判结果全面的影响。该方法包括：建立多级的模糊综合评判模型的因素集；根据因素集中因素之间的隶属关系将各因素进行分层并构造权重集和相应的优先关系矩阵；根据因素集建立模糊一致的单因素评判矩阵；根据因素集、权重集和单因素评判矩阵建立模糊综合评判集；根据模糊综合评判集获取多级的模糊综合评判结果。

但是这样的方案中并没有针对具体的部件，而是针对整体系统进行安全评估，同时对数据采集来源并没有说明，导致本领域技术人员很难实施。

而本发明的设计人在工作过程中观察到，在特高压线路中复合绝缘子用量和挂网时间的增加，运行中复合绝缘子的伞裙和护套出现了不同程度的老化现象，甚至导致线路跳闸、掉串等事故的发生。特别地特高压线路停电对电网的运行安全、可靠性和经济性都有巨大的影响。带而随着复合绝缘子运行时间的增加，复合绝缘子的电气和机械性能可能进一步下降，从而导致缺陷与故障的增加。特别是复合绝缘子内部出现导电性缺陷后不易发现。若带电作业人员在有导电性缺陷的复合绝缘子附近作业时，当缺陷发展到一定程度和作业人员短接部分间隙后，在运行电压或过电压下会发生内击穿而导致掉线或人员伤亡事故。

目前我国国家标准、电力行业标准以及企业标准明确规定，在输电线路瓷式绝缘子上开展带电作业前，应对瓷式绝缘子进行测零、测低值，确定良好绝缘子片数满足带电作业安全要求后方可进行作业，国内也有成熟的瓷式绝缘子检测装置。而复合绝缘子带电作业安全条件的检测方法及装置仍是空白。尤其是超特高压带电作业这一块，更是空白。因此需要相应的技术方案来填补这一空白。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开本发明的目的在于提供一种在超特高压环境下基于电场、红外、泄露电流测量的复合绝缘子带电作业安全评估方法，利于复合绝缘子缺陷条件下的电场分布特征、红外成像特征以及泄漏电流特征，判断复合绝缘子缺陷状态及等级，输出该状态下带电作业的安全可靠性评估，为复合绝缘子带电作业条件的评估及判断提供了方案。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，由信号采集及预处理、信号分析处理、综合评估三个阶段组成，其中：

阶段1：信号采集及预处理阶段采集：获得电场分布、红外成像、泄漏电流数据；

阶段2：信号分析处理处理：在识别框架中，根据电场分布、红外成像、泄漏电流数据对于复合绝缘子缺陷的贡献程度，他们对应的基本信任分配函数为m1和m2、m3，焦元分别为Ai和Bj，则电场分布、红外成像、泄漏电流数据三者的融合规则为：

其中

阶段3：综合评估信号分析处理处理结果，提炼复合绝缘子缺陷信息，根据复合绝缘子缺陷与带电作业安全性的对应关系，从而获取复合绝缘子开展带电作业的安全性参数，提供作业人员开展带电作业安全性判断的依据。

优选的，电场分布数据由电场分布测量终端采集，所述电场分布测量终端由绝缘伸缩杆、电场测量终端本体、MEMS电场传感器探头、无线传输天线组成，MEMS电场传感器通过采集绝缘子表面电场值，经电场测量终端本体中的储存并转换后，由无线传输电路将数据包通过无线天线传输至数据分析终端。

优选的，红外成像数据由红外成像终端获取，红外成像终端由远程红外仪和无线传输模块组成，远程红外仪获取绝缘子成像数据，通过无线传输模块打包发送至信号分析终端。

优选的，泄漏电流数据由泄漏电流终端获取，泄漏电流终端由绝缘操作杆、无线传输模块、泄露电流检测探头、天线组成；将泄漏电流检测探头卡接在绝缘子挂点处连接金具上，保证探头环绕整个连接头，以测量通过绝缘子的泄漏电流；无线传输模块接收探头检测的泄漏电流数据，通过天线传输至信号分析终端。

优选的，作业人员在指定位置采集数据。这样不仅能统一作业规范，而且确保了采集到的数据准确，采集效率高。而且因为是超特高压带电操作，在指定位置采集还能确保操作人员的人身安全。

优选的，采集红外成像数据时，作业人员位于塔身上和复合绝缘子水平处进行操作。此处能直接观察到复合绝缘子的侧面，作为红外数据采集最为合适。这个位置也非常安全。

优选的，采集电场分布数据时，作业人员位于塔身和横梁相接处进行操作。由于采集电场分布数据时需要将设备接近复合绝缘子附近，此处沿着复合绝缘子连接件下放检测工具能减少作业人员的工作强度和工作准确度。

优选的，采集泄漏电流数据时，作业人员位于复合绝缘子挂点处连接金具处进行操作。这个位置操作需要注意安全，确保操作人员的绝缘防护。

本发明通过这样的技术方案，准确可靠。采用电场分布、红外成像、泄漏电流多因素综合判断，利用多证据融合算法判断绝缘子缺陷状态，可有效准确的判断绝缘子带电作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法的多证据合成规则的空间示意图。

图2是本发明超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法的工作位示意图。

图3是本发明超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法的信息分析及综合评估框架示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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。

如图1所示，超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，由信号采集及预处理、信号分析处理、综合评估三个阶段组成，其中：

阶段1：信号采集及预处理阶段采集：获得电场分布、红外成像、泄漏电流数据；

阶段2：信号分析处理处理：在识别框架Θ中，根据电场分布、红外成像、泄漏电流数据对于复合绝缘子缺陷的贡献程度，他们对应的基本信任分配函数为m1和m2、m3，焦元分别为Ai和Bj，则电场分布、红外成像、泄漏电流数据三者的融合规则为：

其中

阶段3：综合评估信号分析处理处理结果，提炼复合绝缘子缺陷信息，根据复合绝缘子缺陷与带电作业安全性的对应关系，从而获取复合绝缘子开展带电作业的安全性参数，提供作业人员开展带电作业安全性判断的依据。

绝缘子电场分布测量终端主要由绝缘伸缩杆、电场测量终端本体、MEMS电场传感器探头、无线传输天线等部分组成。电场传感器通过采集绝缘子表面电场值，经电场测量终端本体中的储存并转换后，由无线传输电路将数据包通过无线天线传输至数据分析终端。电场测量终端本体通过绝缘伸缩杆连接，作业人员可通过伸缩绝缘杆测量整串绝缘子表面的电场强度。红外成像终端主要由远程红外仪和无线传输模块组成，远程红外仪获取绝缘子成像数据，通过无线传输模块打包发送至信号分析终端。

泄漏电流终端主要由绝缘操作杆、无线传输模块、泄露电流检测探头、天线组成。将泄漏电流检测探头卡住绝缘子挂点处连接金具，保证探头环绕整个连接头，以测量通过绝缘子的泄漏电流。无线传输模块接收探头检测的泄漏电流数据，通过天线传输至信号分析终端。

具体操作时，如图2所示，作业人员在地面调试整套装置，确定通信正常后，方可开始检测工作。作业人员携带电场测量、红外成像、泄漏电流检测终端登塔，分别在塔身上和复合绝缘子水平处使用红外成像终端对准复合绝缘子测量红外成像数据，在塔身和横梁相接处使用电场测量终端沿复合绝缘子测量整串绝缘子表面的电场分布数据，在位于复合绝缘子挂点处连接金具处使用泄露电流检测终端卡住复合绝缘子端部连接头测量流经复合绝缘子的泄露电流大小，通过各自无线传输系统将信号传输至地面信号分析终端；地面操作人员启动信号分析系统，系统自动根据获取的测量数据分析计算复合绝缘子的缺陷状态信息，评估出此处绝缘子开展带电作业的安全性，安全评估结束。信息分析及综合评估框架如图3所示。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，其特征在于：由信号采集及预处理、信号分析处理、综合评估三个阶段组成，其中：

阶段1：信号采集及预处理阶段采集：获得电场分布、红外成像、泄漏电流数据；

阶段2：信号分析处理处理：在识别框架Θ中，根据电场分布、红外成像、泄漏电流数据对于复合绝缘子缺陷的贡献程度，他们对应的基本信任分配函数为m1和m2、m3，焦元为Ai，则电场分布、红外成像、泄漏电流数据三者的融合规则为：

其中

阶段3：综合评估信号分析处理处理结果，提炼复合绝缘子缺陷信息，根据复合绝缘子缺陷与带电作业安全性的对应关系，从而获取复合绝缘子开展带电作业的安全性参数，提供作业人员开展带电作业安全性判断的依据。

2.如权利要求1所述的超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，其特征在于：电场分布数据由电场分布测量终端采集，所述电场分布测量终端由绝缘伸缩杆、电场测量终端本体、MEMS电场传感器探头、无线传输天线组成，MEMS电场传感器通过采集绝缘子表面电场值，经电场测量终端本体中的储存并转换后，由无线传输电路将数据包通过无线天线传输至数据分析终端。

3.如权利要求1所述的超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，其特征在于：红外成像数据由红外成像终端获取，红外成像终端由远程红外仪和无线传输模块组成，远程红外仪获取绝缘子成像数据，通过无线传输模块打包发送至信号分析终端。

4.如权利要求1所述的超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，其特征在于：泄漏电流数据由泄漏电流终端获取，泄漏电流终端由绝缘操作杆、无线传输模块、泄露电流检测探头、天线组成；将泄漏电流检测探头卡接在绝缘子挂点处连接金具上，保证探头环绕整个连接头，以测量通过绝缘子的泄漏电流；无线传输模块接收探头检测的泄漏电流数据，通过天线传输至信号分析终端。

5.如权利要求1-4其中任一所述的超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，其特征在于：作业人员在指定位置采集数据。

6.如权利要求5所述的超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，其特征在于：采集红外成像数据时，作业人员位于塔身上和复合绝缘子水平处进行操作。

7.如权利要求5所述的超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，其特征在于：采集电场分布数据时，作业人员位于塔身和横梁相接处进行操作。

8.如权利要求5所述的超特高压输电线路复合绝缘子带电作业安全评估方法，其特征在于：采集泄漏电流数据时，作业人员位于复合绝缘子挂点处连接金具处进行操作。

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