CN116699323A - 一种用于确定绝缘子串劣化状态的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于确定绝缘子串劣化状态的方法及系统，属于瓷质绝缘子检测技术领域。本发明方法，包括：基于所述电场分布特性参数生成电场分布特性曲线，并将所述存储的电场分布特性曲线作为标准数据；对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量，以得到所述目标绝缘子串的目标电场分布特性参数，基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线；调取标准数据与所述目标电场分布特性曲线进行对比，得到对比结果；基于所述对比结果，确定目标绝缘子串的劣化状态。本发明通过确定的目标绝缘子串的劣化状态，对于保障电网运行安全和提升运维智能化水平具有极为重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及瓷质绝缘子检测技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定绝缘子串劣化状态的方法及系统。
背景技术
在电网中，存在大量串联绝缘设备，如输电线路绝缘子串、变电站支柱绝缘子、大型绝缘支架等，其共同特点是绝缘件通过串联实现高电压等级绝缘。当某一个或多个绝缘件发生机械损伤或分布电压不均引起击穿后，就会失去绝缘作用，并进一步加剧整体分布电压不均匀的问题，甚至引起整体击穿放电。以电网中常用的盘形瓷绝缘子为例，瓷绝缘子具有绝缘性能良好、化学性能稳定等特点，其运行寿命大多超过30年，因此在输电线路中有大量的应用。但是由于在运行过程中，瓷绝缘子需要耐受工频电压、操作冲击电压以及雷电冲击电压的作用，同时还需要承担导线自重、风载、覆冰雪等机械力的作用，在长期运行后会出现低零值绝缘子，低零值瓷绝缘子的可能引起闪络、炸裂甚至断串、掉线事故，严重威胁到电力系统的安全可靠运行，其低零值问题正日益引起电力运维部门的重视。
国内外研究资料表明，瓷绝缘子的年劣化率是随着其运行时间的延长而逐渐上升的，一般地，新瓷绝缘子开始运行的2～3年劣化率稍高，而且产品质量越差，开始几年的劣化率就越高；之后，有15年左右的稳定期，劣化率基本上稳定在0.1％左右；约20年以后，其劣化率又开始大幅增加，并进入衰老期。目前国内外电网针对绝缘子劣化状态的常用检测方法有电场分布、绝缘电阻测定、泄漏电流、红外热成像、紫外线成像等方法，其中电场法一种更为安全、可靠、高效的劣化绝缘子诊断识别方法。
大量理论研究和试验表明，高压线路上的绝缘子串可以简化为两金属电极间的整体绝缘体，绝缘子的伞裙对电场分布影响较小。根据电磁学理论计算出的电场强度沿绝缘子轴向的变化曲线，正常情况下该曲线应是光滑的，呈“U”形。
这是由绝缘子片与导线和铁塔之间的杂散电容的相对大小所决定的。在靠近导线侧的高压端，由于分流作用大于汇流作用，越远离高压端的绝缘子自身电容获得的电流越小，因此其压降越小；而在靠近杆塔的接地端，由于分流作用小于汇流作用，因此靠近杆塔侧的绝缘子压降会有所抬升，使整个电场分布呈现为不对称的“U形”分布，典型电场分布，如图1(a)所示，当绝缘子存在导通性缺陷时，缺陷处的电位近似为一个常数，由于电场强度是负梯度，缺陷处电场强度会突然降低，电场强度分布曲线也不再光滑，出现中间下陷、两端上升的形状畸变，如图1(b)所示，由此可见，可以通过测量绝缘子串的轴向电场分布，检测劣化绝缘子。
在整串绝缘子带电测量过程中，低压侧绝缘子的电场测量较为方便且风险较小，中间和高压侧的绝缘子不易测量，因此如何方便快捷的获得整串绝缘子的劣化数量和位置分布具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于确定绝缘子串劣化状态的方法，包括：
针对输电线路上不同的绝缘子串，进行电场分布的仿真计算，以得到所述不同的绝缘子串的电场分布特性参数，并基于所述电场分布特性参数生成电场分布特性曲线，并将所述电场分布特性曲线作为标准数据；
对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量，以得到所述目标绝缘子串的目标电场分布特性参数，基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线；
调取标准数据与所述目标电场分布特性曲线进行对比，得到对比结果；
基于所述对比结果，确定目标绝缘子串的劣化状态。
可选的，不同的绝缘子串，包括如下中的至少一种：不同串型、不同类型、不同劣化分布和不同电压等级的绝缘子串。
可选的，方法还包括：对所述目标电场分布特性参数进行有效性的校核，若校核通过，则基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线，若校核不通过，则再次对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量。
可选的，劣化状态，包括：目标绝缘子串中劣化的绝缘子数量及位置分布。
再一方面，本发明还提出了一种用于确定绝缘子串劣化状态的系统，包括：
采集单元，用于针对输电线路上不同的绝缘子串，进行电场分布的仿真计算，以得到所述不同的绝缘子串的电场分布特性参数，并基于所述电场分布特性参数生成电场分布特性曲线，并将所述存储的电场分布特性曲线作为标准数据；
计算单元，用于对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量，以得到所述目标绝缘子串的目标电场分布特性参数，基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线；
对比单元，用于调取标准数据与所述目标电场分布特性曲线进行对比，得到对比结果；
判断单元，基于所述对比结果，确定目标绝缘子串的劣化状态。
可选的，不同的绝缘子串，包括如下中的至少一种：不同串型、不同类型、不同劣化分布和不同电压等级的绝缘子串。
可选的，计算单元还用于：对所述目标电场分布特性参数进行有效性的校核，若校核通过，则基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线，若校核不通过，则再次对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量。
可选的，劣化状态，包括：目标绝缘子串中劣化的绝缘子数量及位置分布。
再一方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
处理器，用于执行一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。
再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种用于确定绝缘子串劣化状态的方法，包括：针对输电线路上不同的绝缘子串，进行电场分布的仿真计算，以得到所述不同的绝缘子串的电场分布特性参数，并基于所述电场分布特性参数生成电场分布特性曲线，并将所述存储的电场分布特性曲线作为标准数据；对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量，以得到所述目标绝缘子串的目标电场分布特性参数，基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线；调取标准数据与所述目标电场分布特性曲线进行对比，得到对比结果；基于所述对比结果，确定目标绝缘子串的劣化状态。本发明通过确定的目标绝缘子串的劣化状态，对于保障电网运行安全和提升运维智能化水平具有极为重要的意义。
附图说明
图1(a)为本发明正常绝缘子串的绝缘子电场分布曲线对比图；
图1(b)为本发明含低阻绝缘子串的绝缘子电场分布曲线对比图；
图2为本发明方法的流程图；
图3(a)为本发明绝缘子串第7片为低值时劣化绝缘子空间电场分布特征曲线图；
图3(b)为本发明绝缘子串第15片为低值时劣化绝缘子空间电场分布特征曲线图；
图4为本发明含绝缘子串含有低零值绝缘子的轴向电场分布图；
图5为本发明系统的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
实施例1：
本发明提出了一种用于确定绝缘子串劣化状态的方法，如图2所示，包括：
步骤1、针对输电线路上不同的绝缘子串，进行电场分布的仿真计算，以得到所述不同的绝缘子串的电场分布特性参数，并基于所述电场分布特性参数生成电场分布特性曲线，并将所述存储的电场分布特性曲线作为标准数据；
步骤2、对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量，以得到所述目标绝缘子串的目标电场分布特性参数，基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线；
步骤3、调取标准数据与所述目标电场分布特性曲线进行对比，得到对比结果；
步骤4、基于所述对比结果，确定目标绝缘子串的劣化状态。
其中，不同的绝缘子串，包括如下中的至少一种：不同串型、不同类型、不同劣化分布和不同电压等级的绝缘子串。
其中，方法还包括：对所述目标电场分布特性参数进行有效性的校核，若校核通过，则基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线，若校核不通过，则再次对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量。
其中，劣化状态，包括：目标绝缘子串中劣化的绝缘子数量及位置分布。
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明：
本发明选择输电线路用盘形瓷绝缘子串进行实施，如图3(a)和3(b)所示，绝缘子串分别有第7片和第15片为低值，电场强度值明显低于相邻绝缘子，场强分布曲线呈现下陷形态，场强分布曲线差异较大。
针对15片瓷质双伞防污型绝缘子，分别开展了低阻绝缘子周边的电场仿真分析和电场测量，图4为d＝0.2m处绝缘子周围的电场分布，从中可以看出，低阻绝缘子的存在改变了绝缘子串的电场分布，端部绝缘子为低阻时，曲线在高压端上升趋势加剧，在低压端下降趋势加剧。中间绝缘子为低阻时，电场分布曲线在中间出现低谷。高压端为低阻时，轴向场强最大降低了26.7％，中间低阻时，场强降低了20％，低压端绝缘子为低阻时，场强降低了34％。两端出现低阻绝缘子时，轴向场强变化较大，这是由于瓷绝缘子串的电压分布呈U形，两端绝缘子承担的电压较高，当端部绝缘子为低阻时，两端绝缘子的电压变化较大。不同位置低阻时，对低阻绝缘子周围的电场分布影响最大，而对其他绝缘子周围的电场分布影响较小。
本发明可对不同电压等级、不同型号、不同串型的绝缘子串开展劣化绝缘子状态的判别，适用于110～1000kV电压等级输电线路盘形瓷绝缘子串，本发明可大幅降低输电线路的运维工作量，解决盘形瓷绝缘子劣化状态难以带电检测的问题，为不同电压等级输电线路的绝缘子串的运行和维护提供经济可靠的技术和理论指导。
实施例2：
本发明还提出了一种用于确定绝缘子串劣化状态的系统200，如图5所示，包括：
采集单元201，用于针对输电线路上不同的绝缘子串，进行电场分布的仿真计算，以得到所述不同的绝缘子串的电场分布特性参数，并基于所述电场分布特性参数生成电场分布特性曲线，并将所述存储的电场分布特性曲线作为标准数据；
计算单元202，用于对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量，以得到所述目标绝缘子串的目标电场分布特性参数，基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线；
对比单元203，用于调取标准数据与所述目标电场分布特性曲线进行对比，得到对比结果；
判断单元204，基于所述对比结果，确定目标绝缘子串的劣化状态。
其中，不同的绝缘子串，包括如下中的至少一种：不同串型、不同类型、不同劣化分布和不同电压等级的绝缘子串。
其中，计算单元202还用于：对所述目标电场分布特性参数进行有效性的校核，若校核通过，则基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线，若校核不通过，则再次对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量。
其中，劣化状态，包括：目标绝缘子串中劣化的绝缘子数量及位置分布。
本发明通过确定的目标绝缘子串的劣化状态，对于保障电网运行安全和提升运维智能化水平具有极为重要的意义。
实施例3：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中方法的步骤。
实施例4：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于确定绝缘子串劣化状态的方法，其特征在于，所述方法包括：
针对输电线路上不同的绝缘子串，进行电场分布的仿真计算，以得到所述不同的绝缘子串的电场分布特性参数，并基于所述电场分布特性参数生成电场分布特性曲线，并将所述电场分布特性曲线作为标准数据；
对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量，以得到所述目标绝缘子串的目标电场分布特性参数，基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线；
调取标准数据与所述目标电场分布特性曲线进行对比，得到对比结果；
基于所述对比结果，确定目标绝缘子串的劣化状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同的绝缘子串，包括如下中的至少一种：不同串型、不同类型、不同劣化分布和不同电压等级的绝缘子串。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述目标电场分布特性参数进行有效性的校核，若校核通过，则基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线，若校核不通过，则再次对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述劣化状态，包括：目标绝缘子串中劣化的绝缘子数量及位置分布。
5.一种用于确定绝缘子串劣化状态的系统，其特征在于，所述系统包括：
采集单元，用于针对输电线路上不同的绝缘子串，进行电场分布的仿真计算，以得到所述不同的绝缘子串的电场分布特性参数，并基于所述电场分布特性参数生成电场分布特性曲线，并将所述电场分布特性曲线作为标准数据；
计算单元，用于对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量，以得到所述目标绝缘子串的目标电场分布特性参数，基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线；
对比单元，调取标准数据与所述目标电场分布特性曲线进行对比，得到对比结果；
判断单元，基于所述对比结果，确定目标绝缘子串的劣化状态。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述不同的绝缘子串，包括如下中的至少一种：不同串型、不同类型、不同劣化分布和不同电压等级的绝缘子串。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述计算单元还用于：对所述目标电场分布特性参数进行有效性的校核，若校核通过，则基于所述目标电场分布特性参数生成目标电场分布特性曲线，若校核不通过，则再次对目标输电线路上的目标绝缘子串，进行电场分布的测量。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述劣化状态，包括：目标绝缘子串中劣化的绝缘子数量及位置分布。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
处理器，用于执行一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1-4中任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1-4中任一所述的方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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