基于局部放电信号与空间电场分布的瓷质绝缘子劣化识别.pdf

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1、基于局部放电信号与空间电场分布的瓷质绝缘子劣化识别国网湖北送变电工程有限公司李勇二二五年六月国网公司把数字化作为推进电网转型升级、实现企业高质量发展的重要抓手，制定实施数字化转型发展战略纲要，发布新型电力系统数字技术支撑体系，构建以企业中台为核心的数字化构架，为进一步加快数字化转型奠定了坚实基础。序言数字化本质上运用先进数字技术，将物理空间实体电网在数字空间进行动态呈现，基于强大的“算力”“数力”和“智力”，在数字空间开展计算推演、智能决策和互动调节。输电专业“立体巡检+集中监控”深化应用工作方案（2025-2027年）工作目标建立健全管理制度标准，提升班组核心业务能力，推动智能装备和数智技术

2、深度服务运检业务，构建设备状态“立体巡检”全域感知、“集中监控”高效管理、“内外协同”精准管控的新一代输电设备运维模式。推动立体巡检应用覆盖扩展无人机业务范围，常态化开展无人机红外检测及线路交跨测距，全面推广无人机X光探伤、零值绝缘子检测等技术，根据线路运行情况及时开展无人机专项巡视、应急巡视。应用场景落地是人工智能技术形成新质生产力的重要环节和“最后一公里”，也是行业大模型发挥作用的关键。我们聚焦无人机巡检“飞、传、判”全环节，会同武汉南瑞、武汉思瑞达公司，着力研究劣化瓷质绝缘子的电场变化及分布规律，通过对绝缘子周围的场强分布的变化情况判断绝缘子的劣化状态，探索新型绝缘子劣化检测工作方式。目

3、录01劣化绝缘子的特点和危害04检测实验结论分析02各类检测方式及优缺点对比05检测技术实际应用介绍03方法论与技术原理劣化绝缘子的特点和危害01背景目前瓷质绝缘子在国内输电线路中占比约30%-40%，且凭借其机械强度高、抗老化能力强、高可塑性的特点，在电网各电压等级线路上均有广泛的应用。劣化绝缘子易引发的线路缺陷及故障u 自身绝缘子性能降低，同时发热导致钢脚、钢帽氧化腐蚀。瓷质绝缘子在生产过程中的微小缺陷、暗病在长期运行中，受强电磁环境、机械负荷及复杂气候因素影响，逐步劣化为低值或零值绝缘子，成为威胁电网安全的“隐形炸弹”。随着线路规模不断增长，入网的瓷质绝缘子运行年限不断增加，导致瓷质绝缘

4、子零值、低值问题也日趋严重，威胁电网的安全稳定运行。必要性u 造成相邻绝缘子长期过载加速老化。u 劣化绝缘子内部缺陷进一步发展（如气孔、烧结不良等）影响机械强度，造成掉串。瓷质绝缘子检测工作在电力系统中的重要性玻璃绝缘子具有自爆特性依靠图像就可识别复合绝缘子老化和内部缺陷难以从形貌检测低值和零值绝缘子难以从形貌检测瓷绝缘子不同类型绝缘子劣化后的特点电位/电场分布不均瓷绝缘子串复合绝缘子串零值绝缘子内部缺陷泄漏电流增加电晕放电不同类型绝缘子劣化后的特点各类检测方式及优缺点对比02瓷质绝缘子难以通过外观判断性能的优劣，目前主要采用人工检测方式登塔逐片检测，劳动强度大、检测效率低、费用高，存在安全隐

5、患，且受电磁干扰等影响，易造成误检或漏检。此外，激光多谱勒振动法、紫外成像法、零值检测机器人等新技术也都存在设备笨重、需人工搬运上塔、检测精度不高等问题，目前亟需一种精确、灵活、便捷、安全的劣化瓷绝缘子检测手段。瓷质绝缘子的劣化采用人工方式进行瓷质绝缘子检测各类检测方式工作原理电压分步法通过测量绝缘子串中各片绝缘子的电压分布来判断是否存在低值或零值绝缘子。常见的实现方式包括火花间隙法和电容分压法。01紫外检测法通过捕捉绝缘子放电离子数，识别缺陷位置。03红外成像法利用红外热像仪捕捉绝缘子表面温度分布差异，判断劣化绝缘子（劣化绝缘子因电阻降低导致局部发热）。02电压分布法-检测原理高压输电线路正

6、常工作时，每个绝缘子承受的电压由其自身电容和与导线、杆塔之间的杂散电容共同决定，形成特定的电压分布。当某一绝缘子失效（变为零值绝缘子，即绝缘电阻接近零）时，其两端的电压会显著降低，导致整个绝缘子串的电压分布发生异常。红外检测-检测原理红外热像仪通过检测绝缘子串并进行成像处理来得到绝缘子串的热场分布，进一步得到绝缘子串的电压分布。由于劣化绝缘子会造成裂纹处温升、内部穿透性泄露电流和表面爬电泄露电流加大、发热增加等现象，根据绝缘子表面温度与相应位置正常绝缘子表面温度的对比，即可以判定绝缘子的运行状态。紫外成像检测仪利用“日盲区”的特点，通过测量运行中绝缘子的紫外光谱的离子数，判断绝缘子绝缘性能。光