CN113567816A - 绝缘子污秽测量测量方法 - Google Patents

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王远东
张志劲
陈远东
蒋兴良
史文江
乔新涵
张海龙
赵振东
陈晶
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State Grid East Inner Mongolia Electric Power Co ltd Maintenance Branch
Chongqing University
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State Grid East Inner Mongolia Electric Power Co ltd Maintenance Branch
Chongqing University
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    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1245—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of line insulators or spacers, e.g. ceramic overhead line cap insulators; of insulators in HV bushings

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Abstract

本发明提供的一种绝缘子污秽测量测量方法，包括以下步骤：在待测目标绝缘子所在输电线路设置参考标准绝缘子，并测量参考标准绝缘子的表面灰密值；采集待测目标绝缘子所处环境的环境参数，确定颗粒物浓度与粒径关系；采用Comsol仿真软件对待测目标绝缘子和参考标准绝缘子的表面形状建立有限元仿真模型，并将颗粒物浓度与粒径关系输入到有限元仿真模型中确定出污秽颗粒物总数目NDi,根据污秽颗粒物总数目计算待测目标绝缘子的表面灰密值和参考标准绝缘子的表面灰密值，并确定出待测目标绝缘子的积污系数k，确定目标绝缘子最终表面灰密值NSDDmubiao，能够对输电线路的待测绝缘子的积污度进行准确测量。

Description

绝缘子污秽测量测量方法
技术领域
本发明涉及一种绝缘子测量方法，尤其涉及一种绝缘子污秽测量测量方法。
背景技术
由于工业的不断发展，环境的污染程度日益加剧，在正常工作电压下，输电线路绝缘子在污秽环境中存在发生闪络的风险。绝缘子表面的污染不仅给电力系统的安全、正常运行造成了极大的威胁、而且污秽闪络事故的发生会造成国民经济的巨大损失，特别是高压及超高压电力网，一旦发生污闪事故，影响面更广，损失更大。
为了防止污闪事故的发生，在实际线路运行中，需要展开对绝缘子积污状态(表面污秽度)测量的工作。但受输电线路运行的影响，停电检测限制，不便于直接对运行绝缘子的积污进行测量。所以一般采用输电线路悬挂参考标准绝缘子来评估实际运行绝缘子积污状态的方法。但输电线路通常采用多种形状绝缘子，积污状态也将有一定差别。故通过该方法评估出的积污状态与实际运行绝缘子有一定差别，从而不能准确测得待测绝缘子的污秽度，从而难以进行绝缘子防污措施的制定与实施。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种绝缘子污秽测量测量方法，能够对输电线路的待测绝缘子的积污度进行准确测量，而且在测量过程中无需停电，能够确保绝缘子防污措施制定的准确性，并确保电力系统稳定运行。
本发明提供的一种绝缘子污秽测量测量方法，包括以下步骤：
S1.在待测目标绝缘子所在输电线路设置参考标准绝缘子，并测量参考标准绝缘子的表面灰密值NSDDbiaozhun；
S2.采集待测目标绝缘子所处环境的环境参数，包括PM2.5的浓度、PM10的浓度以及总悬浮颗粒物浓度TSP，并确定颗粒物浓度与粒径关系；
S3.采用Comsol仿真软件对待测目标绝缘子和参考标准绝缘子的表面形状建立有限元仿真模型，并将颗粒物浓度与粒径关系输入到有限元仿真模型中确定出污秽颗粒物总数目NDi,其中，i＝1，2；i＝1时表示为待测目标绝缘子的污秽颗粒物总数目，i＝2时表示参考标准绝缘子的污秽颗粒物总数目；
S4.根据污秽颗粒物总数目计算待测目标绝缘子的表面灰密值NSDD'mubiao和参考标准绝缘子的表面灰密值NSDD'biaozhun，并确定出待测目标绝缘子的积污系数k：
Figure BDA0003187798720000021
S5.确定目标绝缘子最终表面灰密值NSDDmubiao：
Figure BDA0003187798720000022
进一步，步骤S4中，由如下方法计算待测目标绝缘子的表面灰密值NSDD'mubiao：
Figure BDA0003187798720000023
其中，ρp1为待测目标绝缘子表面的颗粒物平均密度，S1为待测目标绝缘子的表面积，dp1为待测目标绝缘子表面的颗粒物平均直径。
进一步，步骤S4中，由如下方法计算参考标准绝缘子的表面灰密值NSDD'biaozhun：
Figure BDA0003187798720000031
其中，ρp2为参考标准绝缘子表面的颗粒物平均密度，S2为参考标准绝缘子的表面积，dp2为参考标准绝缘子表面的颗粒物平均直径。
进一步，步骤S2中，确定颗粒物浓度与粒径关系通过如下方法确定：
S21.构建颗粒物浓度与粒径关系模型λi(dp)：
Figure BDA0003187798720000032
其中，dp表示颗粒物的直径，n1表示颗粒物分布特征指数，n2表示颗粒物分布特征系数；
S32.将颗粒物浓度与粒径关系模型λi(dp)进行离散化处理，得到不同颗粒物的直径dp对应的颗粒物浓度值Cp(dp)，并将不同颗粒物的直径dp对应的颗粒物浓度值Cp(dp)输入到有限元仿真模型中。
进一步，通过如下方法确定颗粒物分布特征指数n1和颗粒物分布特征系数n2：
构建颗粒物浓度模型：
Figure BDA0003187798720000033
Figure BDA0003187798720000034
Figure BDA0003187798720000035
联立颗粒物浓度模型的三个方程拟合得到颗粒物分布特征指数n1和颗粒物分布特征系数n2。
本发明的有益效果：通过本发明，能够对输电线路的待测绝缘子的积污度进行准确测量，而且在测量过程中无需停电，能够确保绝缘子防污措施制定的准确性，并确保电力系统稳定运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的颗粒物粒径与浓度示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
本发明提供的一种绝缘子污秽测量测量方法，包括以下步骤：
S1.在待测目标绝缘子所在输电线路设置参考标准绝缘子，并测量参考标准绝缘子的表面灰密值NSDDbiaozhun；
S2.采集待测目标绝缘子所处环境的环境参数，包括PM2.5的浓度、PM10的浓度以及总悬浮颗粒物浓度TSP，并确定颗粒物浓度与粒径关系；
S3.采用Comsol仿真软件对待测目标绝缘子和参考标准绝缘子的表面形状建立有限元仿真模型，并将颗粒物浓度与粒径关系输入到有限元仿真模型中确定出污秽颗粒物总数目NDi,其中，i＝1，2；i＝1时表示为待测目标绝缘子的污秽颗粒物总数目，i＝2时表示参考标准绝缘子的污秽颗粒物总数目；
S4.根据污秽颗粒物总数目计算待测目标绝缘子的表面灰密值NSDD'mubiao和参考标准绝缘子的表面灰密值NSDD'biaozhun，并确定出待测目标绝缘子的积污系数k：
Figure BDA0003187798720000051
虽然在此已经计算了待测绝缘子的表面灰密值，但是，这是理论计算得出，还需要步骤S5与参考标准绝缘子的表面灰密值进行最终确定，确保待测目标绝缘子的表面灰密值测量结果的准确性；
S5.确定目标绝缘子最终表面灰密值NSDDmubiao：
Figure BDA0003187798720000052
通过上述方法，能够对输电线路的待测绝缘子的积污度进行准确测量，而且在测量过程中无需停电，能够确保绝缘子防污措施制定的准确性，并确保电力系统稳定运行。
本实施例中，步骤S4中，由如下方法计算待测目标绝缘子的表面灰密值NSDD'mubiao：
Figure BDA0003187798720000053
其中，ρp1为待测目标绝缘子表面的颗粒物平均密度，S1为待测目标绝缘子的表面积，dp1为待测目标绝缘子表面的颗粒物平均直径。
由如下方法计算参考标准绝缘子的表面灰密值NSDD'biaozhun：
Figure BDA0003187798720000054
其中，ρp2为参考标准绝缘子表面的颗粒物平均密度，S2为参考标准绝缘子的表面积，dp2为参考标准绝缘子表面的颗粒物平均直径。
步骤S2中，确定颗粒物浓度与粒径关系通过如下方法确定：
S21.构建颗粒物浓度与粒径关系模型λi(dp)：
Figure BDA0003187798720000061
其中，dp表示颗粒物的直径，n1表示颗粒物分布特征指数，n2表示颗粒物分布特征系数；
S32.将颗粒物浓度与粒径关系模型λi(dp)进行离散化处理，得到不同颗粒物的直径dp对应的颗粒物浓度值Cp(dp)，并将不同颗粒物的直径dp对应的颗粒物浓度值Cp(dp)输入到有限元仿真模型中。
通过如下方法确定颗粒物分布特征指数n1和颗粒物分布特征系数n2：
构建颗粒物浓度模型：
Figure BDA0003187798720000062
Figure BDA0003187798720000063
Figure BDA0003187798720000064
联立颗粒物浓度模型的三个方程拟合得到颗粒物分布特征指数n1和颗粒物分布特征系数n2。通过上述方法，能够为最终的积污度指标(灰密值)提供准确的数据支持，确保最终计算结果的准确性。
下面为一个以本发明为基础的具体实例：
根据现场试验结果，选取7个时间段数据，本方法计算误差re如下所示。
Figure BDA0003187798720000065
在本实施例中，基于绝缘子形状积污系数的污秽测量方法计算灰密值的相对误差在4.9％～15.6％之间。通过对比基于绝缘子形状积污系数的污秽测量方法测试与实测结果对比，可以发现两者之间的相对误差在合理范围内(相对误差＜16％)。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种绝缘子污秽测量测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在待测目标绝缘子所在输电线路设置参考标准绝缘子，并测量参考标准绝缘子的表面灰密值NSDDbiaozhun；
S2.采集待测目标绝缘子所处环境的环境参数，包括PM2.5的浓度、PM10的浓度以及总悬浮颗粒物浓度TSP，并确定颗粒物浓度与粒径关系；
S3.采用Comsol仿真软件对待测目标绝缘子和参考标准绝缘子的表面形状建立有限元仿真模型，并将颗粒物浓度与粒径关系输入到有限元仿真模型中确定出污秽颗粒物总数目NDi,其中，i＝1，2；i＝1时表示为待测目标绝缘子的污秽颗粒物总数目，i＝2时表示参考标准绝缘子的污秽颗粒物总数目；
S4.根据污秽颗粒物总数目计算待测目标绝缘子的表面灰密值NSDD'mubiao和参考标准绝缘子的表面灰密值NSDD'biaozhun，并确定出待测目标绝缘子的积污系数k：
Figure FDA0003187798710000011
S5.确定目标绝缘子最终表面灰密值NSDDmubiao：
Figure FDA0003187798710000012
2.根据权利要求1所述绝缘子污秽测量测量方法，其特征在于：步骤S4中，由如下方法计算待测目标绝缘子的表面灰密值NSDD'mubiao：
Figure FDA0003187798710000013
其中，ρp1为待测目标绝缘子表面的颗粒物平均密度，S1为待测目标绝缘子的表面积，dp1为待测目标绝缘子表面的颗粒物平均直径。
3.根据权利要求1所述绝缘子污秽测量测量方法，其特征在于：步骤S4中，由如下方法计算参考标准绝缘子的表面灰密值NSDD'biaozhun：
Figure FDA0003187798710000021
其中，ρp2为参考标准绝缘子表面的颗粒物平均密度，S2为参考标准绝缘子的表面积，dp2为参考标准绝缘子表面的颗粒物平均直径。
4.根据权利要求1所述绝缘子污秽测量测量方法，其特征在于：步骤S2中，确定颗粒物浓度与粒径关系通过如下方法确定：
S21.构建颗粒物浓度与粒径关系模型λi(dp)：
Figure FDA0003187798710000022
其中，dp表示颗粒物的直径，n1表示颗粒物分布特征指数，n2表示颗粒物分布特征系数；
S32.将颗粒物浓度与粒径关系模型λi(dp)进行离散化处理，得到不同颗粒物的直径dp对应的颗粒物浓度值Cp(dp)，并将不同颗粒物的直径dp对应的颗粒物浓度值Cp(dp)输入到有限元仿真模型中。
5.根据权利要求4所述绝缘子污秽测量测量方法，其特征在于：通过如下方法确定颗粒物分布特征指数n1和颗粒物分布特征系数n2：
构建颗粒物浓度模型：
Figure FDA0003187798710000031
Figure FDA0003187798710000032
Figure FDA0003187798710000033
联立颗粒物浓度模型的三个方程拟合得到颗粒物分布特征指数n1和颗粒物分布特征系数n2。
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