李自品[1]2013年在《基于声发射技术的污秽绝缘子电气绝缘强度在线监测方法及装置的研究》文中认为输电线路绝缘子长期暴露在空气中,各种工业排放的灰尘及粉状物都会在输电线路绝缘子的表面形成积污,并且随着时间的推移,积污将会愈来愈严重,在适当的气象条件下,如雾天、毛毛雨、结露等潮湿天气时,绝缘子表面污垢受潮湿润,导致绝缘子的电气绝缘强度下降,容易引发输电线路污秽闪络,严重威胁着电力系统的安全与稳定运行。本课题查阅了国内外相关领域大量文献资料的此基础上,开展了输电线路绝缘子污秽放电在线监测方法的研究。输电线路污秽绝缘子的放电强度的变化实际上反映了绝缘子外绝缘状态的改变,绝缘子由正常绝缘状态发展到污闪的过程,对应的污秽放电大致经历了电晕放电、局部放电以及电弧放电等叁个阶段,绝缘子污秽放电愈严重,表明其电气绝缘强度或外绝缘强度愈低。本课题以声发射技术为基础,研究了绝缘子污秽放电声发射信号与不同污秽放电阶段的关系,提取事污秽放电声发射信号的特征量,识别污秽绝缘子电晕放电、局部放电和电弧放电,实现对污秽绝缘子电气绝缘强度或外绝缘强度的预警。围绕课题研究的目的,本文从理论和试验研究两方面开展了如下研究工作,即针对目前输电线路绝缘子污闪事故不断发生的实际,在研究绝缘子污秽放电特性的基础上,本文开展了基于声发射技术的绝缘子污秽放电声发射特性、声发射信号特征量与污秽放电阶段之间关系以及在线监测方法与装置的研究工作,为解决绝缘子污闪问题提供了新的思路和技术手段。分析了输电线路绝缘子污秽形成的机理,绝缘子污秽放电的声发射现象,以声学的相关理论为基础,研究了绝缘子污秽放电声发射声源的特性,即绝缘子污秽放电的声源特点、声场的分布以及传播特性等,为声传感器的设计、安装位置、污秽放电不同阶段的划分和判据等提供理论依据；研究了绝缘子电晕放电、局部放电和电弧放电叁种放电模式声发射信号的特征,即污秽绝缘子放电声发射信号的幅值、平均功率、以及频率,以这些特征信息为基础,可有效地、正确地、可靠地反映出绝缘子污秽放电不同阶段的特征,为准确划分污秽绝缘子电气绝缘强度的变化或外绝缘状态提供了依据。从试验研究的角度,对不同材质、不同型号的绝缘子进行了不同盐密／灰密条件下的污秽放电试验,验证基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测方法的可行性和准确性。通过试验研究,研究绝缘子污秽放电过程中,即电晕放电、局部放电以及电弧放电阶段,不同放电强度与其声发射信号特征量之间的关系。在试验研究的基础上,对运行中的污秽绝缘子放电强度或外绝缘状态变化过程中所产生的声发射信号特征量进行分析,确定污秽绝缘子不同放电强度与其声发射信号特征量之间的关系。由于电弧放电是污秽绝缘子临闪前的重要特征,所以电弧放电的特征量是重点研究内容之一。研究了绝缘子污秽放电声发射信号的幅值、平均功率与频率特征量以及提取方法,由于频率特征量具有不受检测距离影响的的特点,所以,重点研究了声发射信号频率特征量及提取方法。运用经验模态分解方法对绝缘子污秽放电声发射信号进行分解,结合快速傅里叶变换,提取了绝缘子污秽放电不同放电阶段模式的声发射信号的频率特征量.结合幅值、能量等特征量,实现了对污秽绝缘子的电晕放电、局部放电及电弧放电模式的识别。为进一步提高绝缘子污秽放电阶段识别的正确性和可靠性,研究了基于核主成分分析和随机森林的绝缘子污秽放电模式识别的算法。根据绝缘子污秽放电试验所获得的放电声发射信号,提取足够的样本数据,由样本数据计算获得放电声发射信号的幅值、能量及频率等主要特征量。以最小二乘支持向量机为基本分类器,建立了核主成分分析和随机森林的绝缘子污秽放电类型识别模型,通过试验验证了该模型的可靠性以及准确性,能正确识别污秽绝缘子电气绝缘强度或外绝缘状态。研制了抛物型聚焦声传感器及绝缘子污秽放电在线监测装置样机,利用该样机对绝缘子污秽放电强度进行实际测试,实现对污秽绝缘子污秽放电模式的自动识别,即当绝缘子发生严重局部放电时发出注意信息,发生电弧放电时发出预警信息。所研制的基于声发射技术的绝缘子外绝缘强度在线监测装置已投入试运行。
李明[2]2004年在《基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测方法研究》文中提出在长期的运行过程中绝缘子表面会积累污秽，遇到潮湿的气候条件容易发生污秽放电，造成污闪事故，它通常会造成大面积停电，这对强调安全和稳定的电力系统来讲是不能接受的，为此电力部门采取多种措施来防止污闪的发生。目前使用的方法以预防为主，但实践证明这是不够的，还应该对污染严重的地区的绝缘子进行监测，及时了解污秽的严重程度和它对系统的威胁程度，主动展开绝缘子污闪的防治工作，有针对性的采取措施，提高工作效率，减少污闪事故发生的可能性，因此绝缘子污秽放电在线监测具有很大的社会效益和经济效益，是一项具有重大技术经济意义的研究课题。 在查阅国内外大量参考文献的基础上，本文分析了现有的检测方法的特点和不足，并提出基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测方法。通过分析绝缘子污秽放电过程以及伴随放电出现的声发射现象，研究了污秽放电发展过程中声信号的特点，揭示出污秽放电的严重程度和声信号之间存在的关系，提出通过监测绝缘子污秽放电发出的声信号可以实现对绝缘子污秽的在线监测。 为了能够捕捉污秽放电产生的声信号，设计了具有较高灵敏度的聚焦声传感器及试验用数据采集电路，聚焦声传感器是将压电传感器和聚焦抛物面组合在一起，可以接收到较远处放电产生的微弱声信号。使用这套装置，在绝缘子的人工污秽试验中采集了不同污秽度和不同电压下绝缘子污秽放电的声发射信号，对比污秽放电不同阶段的声发射信号，证明随着污秽放电的增强，声信号幅值增大并且连续性更强。 最后运用模糊推理的方法对试验数据进行分析和处理，结果证明通过声信号可以定量地判断出放电距离污闪的裕度，证明本文提出的声学监测法可以真正实现绝缘子在线监测，能正确判断绝缘子污秽程度，并发出相应的报警信号，使工作人员能够及时采取措施，避免污闪事故的发生。 本文提出的声学监测法是声发射技术在电力系统中的一个应用，是绝缘子污秽在线监测的一种新方法。本文所完成的仅是一些基础工作，还需要进行大量的试验和研究才能使之完善并达到实用的程度。
裴春明[3]2009年在《基于声发射技术的污秽绝缘子外绝缘强度监测方法的研究》文中进行了进一步梳理绝缘子是电网外绝缘的主要组成部件之一。由于长期暴露在大气中,受到污染,使绝缘子的外绝缘水平下降,导致在额定运行电压下发生污秽闪络(简称污闪)。污闪事故严重威胁着电网安全与稳定运行,为此电力部门采取各种措施来防止污闪的发生,取得了一些成效,但仍不尽人意。国内外在绝缘子污秽监(检)测方面进行了大量的研究性工作,提出了不同的绝缘子污秽检(监)测方法和手段,这些方法和手段推动了绝缘子污秽或外绝缘强度监测工作的向前发展,但由于存在着不同的问题和诸多条件及因素的影响,并没有达到预期的效果。因此,开展污秽绝缘子外绝缘强度的监测,定性地了解污秽绝缘子外绝缘强度或状态的变化,及时发布预警信息,提前采取具有针对性的预防性措施,避免污闪事故的发生,对提高电力系统运行的安全与稳定性具有重要的理论意义和实际工程意义。本文在查阅国内外大量文献的基础上,分析了现有污秽绝缘子检测方法的特点和不足,提出了利用污秽绝缘子污闪放电时产生的声发射信号来对其外绝缘强度实施监测的新方法。本文分析了污秽绝缘子污秽放电的机理、数学模型和发展过程,分析研究了污秽绝缘子放电的声发射现象,认为污秽放电的强度和声发射信号之间存在对应关系,提出了通过监测污秽绝缘子放电发出的声发射信号,实现外绝缘强度在线监测。本文研究并设计了具有高灵敏度高信噪比的聚焦声传感器以及监测装置。聚焦声传感器由压电式传感器和聚焦抛物面构成,可以接收较远距离的污秽绝缘子放电产生的微弱的声发射信号。监测装置主要由前置放大器、二级放大器、补偿(程控)放大器、滤波电路(6阶契比雪夫带通滤波器)、模数转换、单片机、通信接口以及上位计算机等组成。所设计的污秽绝缘子外绝缘强度监测装置样机在污秽实验中应用,具有较好的性能。本文研究了数学形态学,并探讨了数学形态学在污秽放电声发射信号降噪处理方面的应用,分析比较了波峰／谷和边缘检测两种滤波方法,采用边缘检测方法对污秽放电声发射信号进行降噪处理,取得了很好的降噪效果；本文研究了主成分分析方法及其在污秽放电声发射信号特征量提取中的应用,利用主成分分析方法除去了绝缘子污秽放电声发射信号中的冗余信息,提取了其真实反映污秽绝缘子外绝缘强度的特征量,克服了因冗余信息对污秽绝缘子放电发展阶段分类识别效率和正确性的影响,提高了污秽绝缘子放电发展阶段分类识别效率和正确性。本文研究了最小二乘支持向量机分类识别和信息融合分类识别两种方法,并将两种方法应用于污秽绝缘子外绝缘强不同阶段的分类识别,经过分析比较,采用信息融合方法的决策层融合,使得污秽绝缘子外绝缘强不同阶段的分类识别具有很高的准确性。本文在理论研究的基础上,围绕所研究的课题,对不同材质的单片绝缘子、两片绝缘子和长串绝缘子进行了相关的污秽实验。实验内容主要有：(1)观察污秽绝缘子放电强度与声发射信号强度对应关系的实验；(2)采集不同污秽度的绝缘子在运行电压下逐渐受潮时由污秽放电发展至污闪各个阶段的声发射信号,分析研究绝缘子由污秽放电发展至污闪全过程中声发射信号特征量与污秽放电强度之间关系的实验；(3)采集绝缘子污秽放电产生的声发射信号,利用本文提出的方法对声发射信号进行预处理、特征量提取并进行绝缘子外绝缘强度分类识别的实验；(4)检验同一绝缘子在相同条件下重复测量的结果以及外绝缘强度识别的重复性(或一致性)实验；(5)分析电晕放电声发射信号与污秽绝缘子放电声发射信号在幅值、相位等方面的特征,并根据这些特征区分两种放电形式,达到消除电晕放电影对污秽放电监测响的实验。通过大量的污秽实验,验证了本文提出的基于声发射技术的污秽绝缘子外绝缘强度监测方法的可行性、准确性以及实用性。本文提出了基于声发射技术的污秽绝缘子外绝缘强度监测的新方法,希望探索一种污秽绝缘子外绝缘强度在线监测的新途径,旨在降低输电线路污闪事故的发生,提高电力系统运行的安全与稳定性。
高强, 魏星, 崔鹏程[4]2006年在《声发射技术在绝缘子污秽放电监测中的应用》文中指出通过分析现行绝缘子污秽监测方法的一些弊端,在这个基础上,研究了绝缘子污秽放电存在的声发射现象,提出了一种基于声发射技术监测绝缘子污秽放电的方法。研制了污秽放电监测装置并进行了大量试验。通过分析绝缘子污秽放电过程以及伴随放电出现的声发射现象,揭示出污秽放电的严重程度和声信号之间的关系,证明了通过监测绝缘子污秽放电发出的声信号可以实现对绝缘子污秽的在线监测。
李明, 舒乃秋, 彭旭东, 刘敏[5]2004年在《基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测》文中进行了进一步梳理在绝缘子污秽放电存在声发射现象的基础上,提出了一种基于声发射技术监测绝缘子污秽放电的方法,并研制出绝缘子污秽放电监测装置。进行了大量污秽试验,试验结果表明,随着绝缘子污秽放电强度的加强,放电产生的声波信号也随之加强,信号脉冲的幅值增大,脉冲出现的频率也增大。绝缘子污秽放电产生的声波信号可以真实反映绝缘子污秽放电过程,通过监测声波信号可以判断放电的发展趋势及对电力系统的危害性。
郭淑贞, 郭子韡[6]2014年在《基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测》文中指出在绝缘子污秽放电存在声发射现象的基础上,提出了一种基于声发射技术监测绝缘子污秽放电的方法 ,并研制出绝缘子污秽放电监测装置。进行了大量污秽试验,试验结果表明,随着绝缘子污秽放电强度的加强,放电产生的声波信号也随之加强,信号脉冲的幅值增大,脉冲出现的频率也增大。绝缘子污秽放出的电产生的声波信号能很真实的反映绝缘子污秽放电的过程,通过监测声波信号可以判断放电的发展趋势及对电力系统的危害性。
汪奕[7]2006年在《基于声发射技术的绝缘子在线监测方法的研究》文中提出通过对绝缘子现行的污秽监测方法的研究分析,提出了基于声发射技术的绝缘子污秽放电在线监测方法,对电晕放电和污秽放电声发射信号进行了实验研究,并对两者放电声发射在波形相位与强度上的差别进行了分析比较,基本消除了电晕放电对污秽放电声发射信号的干扰,从而揭示了污秽放电的严重程度和声信号之间的关系,证明了声发射技术在绝缘子在线检测上的可行性。
王文志[8]2004年在《信息融合技术的应用研究》文中研究指明信息融合技术的概念开始出现于20世纪70年代初期。信息融合技术研究如何处理多源信息，并使不同形式的信息相互补充，以获得对同一事物或目标的更客观、更本质的认识。信息融合技术最早在军事领域被研究和应用，并获得了巨大的成功，如C~3I(即指挥、通信和控制与情报)系统。80年代以来，信息融合技术的应用逐步扩展到民事领域。如机器人和智能仪器系统、图像分析与理解、自动目标识别、多源图像复合等领域。目前信息融合技术已成为一个十分活跃的研究领域，在电力系统领域信息融合技术的研究正处在起步阶段。 本文旨在研究信息融合技术在电力系统中的应用，即利用信息融合技术研究绝缘子污秽程度的判据。通过监测绝缘子污秽放电时发射的超声波信号来判断绝缘子污闪是一种新的方法。绝缘子污秽放电时发出的超声波信号含有多种特征信息。如仅分析单一信息而不考虑多种信息之间的相互影响和相互作用，显然不能得到准确的判据，因此对绝缘子污秽放电所产生的声发射信号进行信息融合，将大大提高绝缘子污闪判据的正确性和可靠性。 本文首先介绍了信息融合技术的理论基础、研究现状以及发展方向，讨论了信息融合技术在目标识别中的应用问题以及相关算法。然后研究了绝缘子污秽放电的机理，分析了污秽放电过程及伴随的声发射现象。随后在不同的电压等级下对不同污秽程度的绝缘子做了试验，获得了声信号试验数据，对试验数据的统计分析表明绝缘子污秽运行的危险程度和声信号之间存在密切的关系。针对绝缘子污秽运行时发射的超声波信号的特点，确定了表征声信号的特征量，并采用前向神经网络、模糊推理、模糊神经网络及D-S证据理论4种方法建立反映声信号与危险程度关系的数学推理模型。最后在建立的数学模型上对声信号的试验数据进行计算和仿真。计算和仿真结果表明建立的数学模型有较好的精度，多传感器融合技术能成功运用在声发射式绝缘子污秽监测中。
张美金, 刘胜芳[9]2012年在《基于声发射技术的绝缘子在线监测对比》文中研究指明为了深入了解声发射技术在绝缘子在线监测方面的应用,在充分了解声发射检测技术原理的基础上采用声发射技术对陶瓷绝缘子和复合绝缘子的污秽放电进行了对比研究。实验结果表明:两种绝缘子虽然实验电压存在高低差异,但在不同污秽度和实验电压下的污秽放电发出的声信号具有基本相同的特性,进一步证明了声发射技术在绝缘子污秽放电中是可行的。另外,在污秽实验中提取实际的声发射信号的特征量,采用模糊推理方法对实际数据进行处理,结果表明模糊推理可以正确判断污秽放电的强弱以及它对绝缘子的威胁程度。
薛宇箭, 赵彦平[10]2011年在《声发射技术在绝缘子放电监测中的应用》文中认为良好的绝缘水平是电力系统正常运行的基本条件之一,而所有的户外绝缘由于工作环境较恶劣,易发生污秽放电。文章通过对防止绝缘子污秽闪络的方法和绝缘子污秽放电机理的研究,结合超声波传感器,提出了1种全新的绝缘子放电检测技术:基于声发射的绝缘子放电检测技术,通过对绝缘子发生绝缘故障前的局部放电伴随声发射信号的特征进行分析,来判断绝缘子的老化及劣化情况。同时结合此技术,提出了声发射绝缘子污秽放电监测装置,并介绍了装置的抗干扰措施。
参考文献：
[1]. 基于声发射技术的污秽绝缘子电气绝缘强度在线监测方法及装置的研究[D]. 李自品. 武汉大学. 2013
[2]. 基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测方法研究[D]. 李明. 武汉大学. 2004
[3]. 基于声发射技术的污秽绝缘子外绝缘强度监测方法的研究[D]. 裴春明. 武汉大学. 2009
[4]. 声发射技术在绝缘子污秽放电监测中的应用[J]. 高强, 魏星, 崔鹏程. 高压电器. 2006
[5]. 基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测[J]. 李明, 舒乃秋, 彭旭东, 刘敏. 电力自动化设备. 2004
[6]. 基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测[J]. 郭淑贞, 郭子韡. 电子技术与软件工程. 2014
[7]. 基于声发射技术的绝缘子在线监测方法的研究[J]. 汪奕. 机电工程技术. 2006
[8]. 信息融合技术的应用研究[D]. 王文志. 武汉大学. 2004
[9]. 基于声发射技术的绝缘子在线监测对比[J]. 张美金, 刘胜芳. 计算机系统应用. 2012
[10]. 声发射技术在绝缘子放电监测中的应用[J]. 薛宇箭, 赵彦平. 科学之友. 2011