CN113777450A - 一种劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法，该系统包括：无人机、机载端及地面端，所述机载端包括电场测量模块、电场测量数据转换模块、激光测距模块、可见光拍摄模块及无线数据传输模块，所述地面端包括电场测量数据接收模块、无人机飞行遥控器、微型示波器及高清显示屏，所述电场测量模块电性连接所述电场测量数据转换模块，所述电场测量数据转换模块、可见光拍摄模块及激光测距模块均电性连接所述无线数据传输模块，所述无线数据传输模块通信连接所述电场测量数据接收模块，所述电场测量数据接收模块电性连接高清显示屏及微型示波器。本发明提供的劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法，能够准确判断绝缘子串中是否存在劣化绝缘子。

Description

一种劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法

技术领域

本发明涉及输电线路系统装置故障检测技术领域，特别是涉及一种劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法。

背景技术

绝缘子在输电线路中起到电气绝缘与支撑连接的作用，是电力系统关键的绝缘部件，能够维持电网安全运行。输电线路常年工作在复杂的外部环境中。随着运行时间逐年增加，绝缘子受到电磁干扰、机械应力、温度和湿度的影响，不可避免的会出现不同程度的劣化，从而导致闪络现象的发生，极大地威胁电网安全。

在带电检测中绝缘子的检测方法有：电量检测法(脉冲电流检测法、电场测量法、绝缘电阻检测法等)和非电量检测法(红外热成像法、紫外成像法等)。电量检测法中的电场检测法相较于其他方法具有较为广阔的应用前景。因此设计一种基于电量检测法的劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法，具有检测效率高、自动化程度高及安全可靠等特点，对绝缘子串实现非接触式带电检测，能够准确判断绝缘子串中是否存在劣化绝缘子，及时发现故障，以便有效及时处理。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种劣化绝缘子串非接触式检测系统，该系统包括：无人机、机载端及地面端，所述机载端设置在所述无人机上，所述机载端通信连接所述地面端，所述机载端包括电场测量模块、电场测量数据转换模块、激光测距模块、可见光拍摄模块及无线数据传输模块，所述地面端包括电场测量数据接收模块、无人机飞行遥控器、微型示波器及高清显示屏，所述电场测量模块电性连接所述电场测量数据转换模块，所述电场测量数据转换模块、可见光拍摄模块及激光测距模块均电性连接所述无线数据传输模块，所述无线数据传输模块通信连接所述电场测量数据接收模块，所述电场测量数据接收模块电性连接所述高清显示屏及微型示波器，所述无人机飞行遥控器用于控制无人机飞行。

可选的，所述电场测量模块由电场传感器探头、光纤、绝缘杆及信号处理单元构成，所述电场传感器探头设置在所述无人机的正前方，所述电场测量数据转换模块由电源适配器、光源驱动线路、保偏隔离器、起偏分束器及检测器构成。

可选的，所述激光测距模块由激光定位镜头及PMW开关构成。

可选的，所述可见光拍摄模块为可见光镜头。

本发明还提供了一种劣化绝缘子串非接触式检测方法，应用于上述的劣化绝缘子串非接触式检测系统，包括如下步骤：

步骤1：确定绝缘子串的电场分布特性，建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，对绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，根据电场分布曲线，得到绝缘子串的电场分布特性；

步骤2：通过搭载机载端的无人机对绝缘子串的电场测量数据进行采集，并将采集得到的数据实时发送至地面端，地面端根据实时发送的数据制作绝缘子串周围电场波形记录曲线；

步骤3：对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子串周围电场变化规律分布曲线，根据绝缘子串周围电场变化规律分布曲线及绝缘子串的电场分布特性，将绝缘子串周围电场变化规律分布曲线与三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型仿真得到的绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行比对，判断绝缘子串的绝缘性能。

可选的，步骤1中，确定绝缘子串的电场分布特性，建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，对绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，根据电场分布曲线，得到绝缘子串的电场分布特性，具体为：

参照实际测量线路建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，其中模型包括瓷绝缘子串、横担、导线及连接金具，将绝缘子串中一个绝缘子片的钢脚和钢帽进行电位自由度耦合，模拟劣化绝缘子片，对正常的绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，其中，绝缘性能良好的绝缘子串靠近高压端和低压端绝缘子片的沿面电场较高，靠近中部的绝缘子片电场降低，当劣化绝缘子片设置在绝缘子串的不同位置时，劣化位置的电场强度出现不同程度的畸变，劣化绝缘子片两侧的绝缘子电场强度存在异常上升现象。

可选的，步骤2中，通过搭载机载端的无人机对绝缘子串的电场测量数据进行采集，并将采集得到的数据实时发送至地面端，地面端根据实时发送的数据制作绝缘子串周围电场波形记录曲线，具体为：

在220kV的电压等级下，通过无人机飞行遥控器控制搭载机载端的无人机到达测量目的地，在飞行过程中，使无人机与测量线路及绝缘子串保持3m以上的安全距离，将无人机上升至绝缘子串的高压侧，调整机头方向，将电场传感器探头对准高压侧的第一片绝缘子片，同时保证无人机与测量线路及绝缘子串之间的安全距离，待无人机稳定后，对绝缘子片进行电场测量，同时，将数据传输给地面端，地面端记录电场波形，将无人机从绝缘子串的高压侧依次扫掠到低压侧，在绝缘子串的最后一片绝缘子片扫掠完毕的同时，停止数据的传输及地面端电场波形的记录，完成绝缘子串的电场测量，在测量过程中，保持无人机的移动速度为匀速0.15m/s，保持电场传感器探头正对绝缘子串，且保持电场传感器探头与绝缘子串伞裙外部间距不变。

可选的，步骤3中，对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子串周围电场变化规律分布曲线，根据绝缘子串周围电场变化规律分布曲线及绝缘子串的电场分布特性，将绝缘子串周围电场变化规律分布曲线与三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型仿真得到的绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行比对，判断绝缘子串的绝缘性能，具体为：

通过Picoscope软件调出绝缘子串周围电场波形记录曲线，根据作业顺序对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行整理归类，并对杆塔号相序进行标注，将Picoscope软件中的电场波形记录曲线转换成Excel的形式导出，并导入Matlab软件，使用Matlab滤波程序对整理归类后的绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子周围电场变化规律波形，通过与绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行对比，确认是否存在畸变点，若存在畸变点，则判断该绝缘子串为劣化绝缘子串，否则判断绝缘子串为绝缘性能良好的绝缘子串。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法，该系统通过电场测量模块、激光测距模块、可见光拍摄模块和无线数据传输模块对绝缘子的电场进行检测，通过电场测量数据接收模块接收检测得到的电场波形数据，通过无人机飞行控制遥控器控制无人机的飞行，通过高清显示屏显示电场波形数据；当需要对线路中的绝缘子进行检修时，同时开启无人机、机载端与地面端设备，在地面进行背景电场测量进行并信号通信测试，以达到其对劣化绝缘子电场的检测要求，确保电场数据传输正常后将无人机起飞至绝缘子串高压侧，调整机头方向，将电场传感器探头对准高压侧的第一片绝缘子，同时保证机体与导线的安全距离，待飞机稳定后，对绝缘子串进行电场测量，同时地面段记录电场波形的机组人员开始记录波形，将无人机从绝缘子的高压侧扫掠到低压侧，绝缘子的最后一片扫略完毕同时飞手通知地面端机组人员停止波形记录，完成一串绝缘子串的检测，可对绝缘子串重复上述动作进行重复性检测，经试验得到，该系统在0.5小时可检测完三相绝缘子串的电场，能够对绝缘子串的电场信息进行快速采集，提高了检测效率，采用基于泡克尔斯效应的空间电场传感器对电场进行准确采集，提高了检测准确度，机载端与地面端通过无线信号进行数据传输，使得其适用于绝大多数现场环境，提高适用性，对电场测量模块进行小型化设计，适用于无人机机型，尽可能降低无人机能源消耗，延长了检测时间；该方法根据得到的绝缘子电场曲线与模型得到的未劣化的绝缘子分布电场强度变化波形进行对比，若存在畸变点，则判断绝缘子串中存在劣化绝缘子，能够及时发现劣化绝缘子，便于及时有效的处理，保证了输电线路的安全性。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例劣化绝缘子串非接触式检测系统结构示意图；

图2为本发明实施例劣化绝缘子串非接触式检测方法流程示意图。

附图标记：1、电场传感器探头；2、激光定位镜头；3、可见光镜头；4、机载端；5、地面端；6、微型示波器；7、高清显示屏；8、无人机飞行遥控器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法，具有检测效率高、自动化程度高及安全可靠等特点，对绝缘子串实现非接触式带电检测，能够准确判断绝缘子串中是否存在劣化绝缘子，及时发现故障，以便有效及时处理。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为发明实施例劣化绝缘子串非接触式检测系统结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的劣化绝缘子串非接触式检测系统，包括：无人机、机载端4及地面端5，所述机载端4设置在所述无人机上，所述机载端4通信连接所述地面端5，所述机载端4包括电场测量模块、电场测量数据转换模块、激光测距模块、可见光拍摄模块及无线数据传输模块，所述地面端5包括电场测量数据接收模块、无人机飞行遥控器8、微型示波器6及高清显示屏7，所述电场测量模块电性连接所述电场测量数据转换模块，所述电场测量数据转换模块、可见光拍摄模块及激光测距模块均电性连接所述无线数据传输模块，所述无线数据传输模块通信连接所述电场测量数据接收模块，所述电场测量数据接收模块电性连接所述高清显示屏7及微型示波器6，所述无人机飞行遥控器8用于控制无人机飞行，在地面端5进行绝缘子串电场观测时，使用电场测量数据接收模块接收无人机前端传输的电场数据，通过微型示波器6进行绝缘子串电场波形的显示。

高清显示屏7可以用于显示可见光拍摄模块拍摄的视频数据及激光测距模块测量的距离。

本发明采用基于光电晶体泡克尔斯效应的高电压瞬态电场测量模块进行电场数据的采集，并且将机载端4的各个模块进行小型化设计，便于搭载在无人机上，其中无人机选用12V直流电源供电。

所述电场测量模块由电场传感器探头1、光纤、绝缘杆及信号处理单元构成，所述电场传感器探头1设置在所述无人机的正前方，所述电场测量数据转换模块由电源适配器、光源驱动线路、保偏隔离器、起偏分束器及检测器构成，因无人机为12V直流电源供电，故将电源适配器由交流改变为直流，同时针对无人机的机身参数设计小型的集成元件，用于替换大尺寸的保偏隔离器、起偏分束器和检测器，在保证电场数据可以准确传输的前提下，设计三条电场测量通道，将所有集成元件紧凑排列，进行小型化设计后的电场数据传输模块尺寸为100*150*30mm，小型化设计后的电场测量数据转换模块集成在无人机下方。

基于光电晶体泡克尔斯效应的高电压瞬态电场测量模块的电场测量原理为：利用晶体的光折射率在一定方向的外加场强下发生改变的特性，将空间场强信号转化为光功率信号传输，再通过光电转换器将光功率信号转化为电压信号，实现对外界电场的瞬态测量，其测量回路与高压回路完全隔离，具有抗干扰性强，瞬态跟随性好的特点，因此选用基于光电晶体泡克尔斯效应的高电压瞬态电场测量模块。

所述激光测距模块由激光定位镜头2及PMW开关构成。

所述可见光拍摄模块为可见光镜头3。

所述无线数据传输模块由数据链路组成。

本发明还根据不同设备运行参数的特征，确定针对各设备的BP神经网络算法构架，其中确定的各BP神经网络算法构架用于预测其相对应设备运行是否处于状态，包括确定各BP神经网络算法中的参数和确定各BP神经网络算法中的各神经元节点的权值。

本发明还提供了一种劣化绝缘子串非接触式检测方法，应用于上述的劣化绝缘子串非接触式检测系统，包括如下步骤：

步骤1：确定绝缘子串的电场分布特性，建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，对绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，根据电场分布曲线，得到绝缘子串的电场分布特性；

步骤2：通过搭载机载端的无人机对绝缘子串的电场测量数据进行采集，并将采集得到的数据实时发送至地面端，地面端根据实时发送的数据制作绝缘子串周围电场波形记录曲线；

步骤3：对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子串周围电场变化规律分布曲线，根据绝缘子串周围电场变化规律分布曲线及绝缘子串的电场分布特性，将绝缘子串周围电场变化规律分布曲线与三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型仿真得到的绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行比对，判断绝缘子串的绝缘性能。

步骤1中，确定绝缘子串的电场分布特性，建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，对绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，根据电场分布曲线，得到绝缘子串的电场分布特性，具体为：

实际测量线路为双线三相线路，绝缘子串为U210BP/170型双伞型15片瓷绝缘子串，参照实际测量线路建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，其中模型包括瓷绝缘子串、横担、导线及连接金具，本发明还可在不影响计算结果的前提下对模型进行简化处理：

实际建模中只计算杆塔一侧线路，忽略其他两相的电场影响，在实际线路中由于分裂导线的存在及线路长度的增长，绝缘子串对导线的杂散电容对绝缘子电场的影响起主导地位，故将杆塔复杂的网状结构简化为横担，由于连接金具对绝缘子串电场影响较小，故将所有连接件简化为圆柱体；

简化完成后，将绝缘子串中一个绝缘子片的钢脚和钢帽进行电位自由度耦合，模拟劣化绝缘子片，对正常的绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，根据电场分布曲线可得到绝缘子串的电场分布特性为：

绝缘性能良好的绝缘子串靠近高压端和低压端绝缘子片的沿面电场较高，靠近中部的绝缘子片电场降低，当劣化绝缘子片设置在绝缘子串的不同位置时，劣化位置的电场强度出现不同程度的畸变，劣化绝缘子片两侧的绝缘子电场强度存在异常上升现象。

步骤2中，通过搭载机载端的无人机对绝缘子串的电场测量数据进行采集，并将采集得到的数据实时发送至地面端，地面端根据实时发送的数据制作绝缘子串周围电场波形记录曲线，具体为：

在开始测量前，应该在地面对各个设备进行实验，确定各个设备均可正常使用，在220kV的电压等级下，通过无人机飞行遥控器控制搭载机载端的无人机到达测量目的地，在飞行过程中，使无人机与测量线路及绝缘子串保持3m以上的安全距离，将无人机上升至绝缘子串的高压侧，调整机头方向，也可通过云台调整电场传感器的方向，将电场传感器探头对准高压侧的第一片绝缘子片，同时保证无人机与测量线路及绝缘子串之间的安全距离，待无人机稳定后，对绝缘子片进行电场测量，同时，将数据传输给地面端，地面端记录电场波形，将无人机从绝缘子串的高压侧依次扫掠到低压侧，在绝缘子串的最后一片绝缘子片扫掠完毕的同时，停止数据的传输及地面端电场波形的记录，完成绝缘子串的电场测量，杆塔一侧完成测量后，从导线上方进行换侧，重复进行前两步测量过程进行测量，当所有测量完毕后，将无人机返回地面，在测量过程中，保持无人机的移动速度为匀速0.15m/s，保持电场传感器探头正对绝缘子串，且保持电场传感器探头与绝缘子串伞裙外部间距不变。

本发明的一个实施例为，测量的绝缘子串包括15个片绝缘子片，无人机相对绝缘子串匀速飞行，根据所测时间计算出每片绝缘子片的电场强度幅值对应的时间节点，每个时间节点对应的位置作为每片绝缘子片的伞裙中心位置，在数据处理过程中可根据每片绝缘子伞裙中心位置，选取15个典型观测点进行重点分析。

步骤3中，对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子串周围电场变化规律分布曲线，根据绝缘子串周围电场变化规律分布曲线及绝缘子串的电场分布特性，将绝缘子串周围电场变化规律分布曲线与三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型仿真得到的绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行比对，判断绝缘子串的绝缘性能，具体为：

通过Picoscope软件调出绝缘子串周围电场波形记录曲线，根据作业顺序对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行整理归类，并对杆塔号相序进行标注，将Picoscope软件中的电场波形记录曲线转换成Excel的形式导出，并导入Matlab软件，使用Matlab滤波程序对整理归类后的绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子周围电场变化规律波形，通过与绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行对比，确认是否存在畸变点，若存在畸变点，则判断该绝缘子串为劣化绝缘子串，否则判断绝缘子串为绝缘性能良好的绝缘子串。

本发明提供的劣化绝缘子串非接触式检测系统及方法，该系统通过电场测量模块、激光测距模块、可见光拍摄模块和无线数据传输模块对绝缘子的电场进行检测，通过电场测量数据接收模块接收检测得到的电场波形数据，通过无人机飞行控制遥控器控制无人机的飞行，通过高清显示屏显示电场波形数据；当需要对线路中的绝缘子进行检修时，同时开启无人机、机载端与地面端设备，在地面进行背景电场测量进行并信号通信测试，以达到其对劣化绝缘子电场的检测要求，确保电场数据传输正常后将无人机起飞至绝缘子串高压侧，调整机头方向，将电场传感器探头对准高压侧的第一片绝缘子，同时保证机体与导线的安全距离，待飞机稳定后，对绝缘子串进行电场测量，同时地面段记录电场波形的机组人员开始记录波形，将无人机从绝缘子的高压侧扫掠到低压侧，绝缘子的最后一片扫略完毕同时飞手通知地面端机组人员停止波形记录，完成一串绝缘子串的检测，可对绝缘子串重复上述动作进行重复性检测，经试验得到，该系统在0.5小时可检测完三相绝缘子串的电场，能够对绝缘子串的电场信息进行快速采集，提高了检测效率，采用基于泡克尔斯效应的空间电场传感器对电场进行准确采集，提高了检测准确度，机载端与地面端通过无线信号进行数据传输，使得其适用于绝大多数现场环境，提高适用性，对电场测量模块进行小型化设计，适用于无人机机型，尽可能降低无人机能源消耗，延长了检测时间；该方法根据得到的绝缘子电场曲线与模型得到的未劣化的绝缘子分布电场强度变化波形进行对比，若存在畸变点，则判断绝缘子串中存在劣化绝缘子，能够及时发现劣化绝缘子，便于及时有效的处理，保证了输电线路的安全性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种劣化绝缘子串非接触式检测系统，其特征在于，包括：无人机、机载端及地面端，所述机载端设置在所述无人机上，所述机载端通信连接所述地面端，所述机载端包括电场测量模块、电场测量数据转换模块、激光测距模块、可见光拍摄模块及无线数据传输模块，所述地面端包括电场测量数据接收模块、无人机飞行遥控器、微型示波器及高清显示屏，所述电场测量模块电性连接所述电场测量数据转换模块，所述电场测量数据转换模块、可见光拍摄模块及激光测距模块均电性连接所述无线数据传输模块，所述无线数据传输模块通信连接所述电场测量数据接收模块，所述电场测量数据接收模块电性连接所述高清显示屏及微型示波器，所述无人机飞行遥控器用于控制无人机飞行。

2.根据权利要求1所述的劣化绝缘子串非接触式检测系统，其特征在于，所述电场测量模块由电场传感器探头、光纤、绝缘杆及信号处理单元构成，所述电场传感器探头设置在所述无人机的正前方，所述电场测量数据转换模块由电源适配器、光源驱动线路、保偏隔离器、起偏分束器及检测器构成。

3.根据权利要求1所述的劣化绝缘子串非接触式检测系统，其特征在于，所述激光测距模块由激光定位镜头及PMW开关构成。

4.根据权利要求1所述的劣化绝缘子串非接触式检测系统，其特征在于，所述可见光拍摄模块为可见光镜头。

5.一种劣化绝缘子串非接触式检测方法，应用于权利要求1-4任一所述的劣化绝缘子串非接触式检测系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：确定绝缘子串的电场分布特性，建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，对绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，根据电场分布曲线，得到绝缘子串的电场分布特性；

步骤2：通过搭载机载端的无人机对绝缘子串的电场测量数据进行采集，并将采集得到的数据实时发送至地面端，地面端根据实时发送的数据制作绝缘子串周围电场波形记录曲线；

步骤3：对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子串周围电场变化规律分布曲线，根据绝缘子串周围电场变化规律分布曲线及绝缘子串的电场分布特性，将绝缘子串周围电场变化规律分布曲线与三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型仿真得到的绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行比对，判断绝缘子串的绝缘性能。

6.根据权利要求5所述的劣化绝缘子串非接触式检测方法，其特征在于，步骤1中，确定绝缘子串的电场分布特性，建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，对绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，根据电场分布曲线，得到绝缘子串的电场分布特性，具体为：

参照实际测量线路建立三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型，其中模型包括瓷绝缘子串、横担、导线及连接金具，将绝缘子串中一个绝缘子片的钢脚和钢帽进行电位自由度耦合，模拟劣化绝缘子片，对正常的绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串进行仿真，得到绝缘性能良好的绝缘子串及含有劣化绝缘子片的劣化绝缘子串的电场分布曲线，其中，绝缘性能良好的绝缘子串靠近高压端和低压端绝缘子片的沿面电场较高，靠近中部的绝缘子片电场降低，当劣化绝缘子片设置在绝缘子串的不同位置时，劣化位置的电场强度出现不同程度的畸变，劣化绝缘子片两侧的绝缘子电场强度存在异常上升现象。

7.根据权利要求6所述的劣化绝缘子串非接触式检测方法，其特征在于，步骤2中，通过搭载机载端的无人机对绝缘子串的电场测量数据进行采集，并将采集得到的数据实时发送至地面端，地面端根据实时发送的数据制作绝缘子串周围电场波形记录曲线，具体为：

在220kV的电压等级下，通过无人机飞行遥控器控制搭载机载端的无人机到达测量目的地，在飞行过程中，使无人机与测量线路及绝缘子串保持3m以上的安全距离，将无人机上升至绝缘子串的高压侧，调整机头方向，将电场传感器探头对准高压侧的第一片绝缘子片，同时保证无人机与测量线路及绝缘子串之间的安全距离，待无人机稳定后，对绝缘子片进行电场测量，同时，将数据传输给地面端，地面端记录电场波形，将无人机从绝缘子串的高压侧依次扫掠到低压侧，在绝缘子串的最后一片绝缘子片扫掠完毕的同时，停止数据的传输及地面端电场波形的记录，完成绝缘子串的电场测量，在测量过程中，保持无人机的移动速度为匀速0.15m/s，保持电场传感器探头正对绝缘子串，且保持电场传感器探头与绝缘子串伞裙外部间距不变。

8.根据权利要求7所述的劣化绝缘子串非接触式检测方法，其特征在于，步骤3中，对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子串周围电场变化规律分布曲线，根据绝缘子串周围电场变化规律分布曲线及绝缘子串的电场分布特性，将绝缘子串周围电场变化规律分布曲线与三维绝缘子串COMSOL有限元电场仿真模型仿真得到的绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行比对，判断绝缘子串的绝缘性能，具体为：

通过Picoscope软件调出绝缘子串周围电场波形记录曲线，根据作业顺序对绝缘子串周围电场波形记录曲线进行整理归类，并对杆塔号相序进行标注，将Picoscope软件中的电场波形记录曲线转换成Excel的形式导出，并导入Matlab软件，使用Matlab滤波程序对整理归类后的绝缘子串周围电场波形记录曲线进行处理，得到绝缘子周围电场变化规律波形，通过与绝缘性能良好的绝缘子串的电场分布曲线进行对比，确认是否存在畸变点，若存在畸变点，则判断该绝缘子串为劣化绝缘子串，否则判断绝缘子串为绝缘性能良好的绝缘子串。

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