基于高光谱原理的绝缘子污秽度等级识别技术.pdf

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1、广州供电局电力试验研究院2023年8月 据统计，在电网事故发生概率排名中，由于污闪影响的事故排名第二位，而且因为其重合闸成功率低、持续时间长，会导致造成的后果更严重、事故范围更广，造成巨大的损失。因此，绝缘子污闪防治一直是电网公司面临的重要课题。背景意义 污闪现象：电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下溶于水，降低绝缘性能，在电力场作用下出现强烈放电现象，造成“污闪事故”。准确识别绝缘子污秽度及污秽成分，有针对性的进行污秽清扫、外绝缘合理配置对保障供电安全具有重要意义。背景意义表面积污的绝缘子污闪现象污秽度判定背景意义 国际大电网会议第33届学术委员会推荐了5种测定绝缘子污秽度方法，即等值盐

2、密（ESDD）法、表面污层电导率法、泄漏电流法、脉冲计数法和绝缘子污闪电压梯度法。n等值盐密法：工作量大，操作不便，受人为因素影响较大n积污表面污层电导率法：测试的电压低于实际电压，不能反映绝缘子在真实电力系统下的运行状态n泄漏电流法：泄漏电流常在污闪后发生突变，其测量成本太高n脉冲计数法：接触式的在线监测法，且只能提供绝缘子污秽度的参考值，其应用受到一定程度的限制n绝缘子污闪电压梯度法：使用该方法的设备费用高且测量消耗时间长，实验操作不便，且受被测绝缘子串所在地区的限制背景意义等值盐密法背景意义图11.人工判断污秽度等级 操作繁琐、费时费力；易产生误差传统手工检测：等值盐密法技术调研是否可以

3、实现自动化、智能化的污秽度等级判断？文献及实地调研高光谱技术在物质成分及含量检测方面取得了成功应用经验基于高光谱技术的绝缘子污秽识别高光谱技术在物质成分及含量识别方面的应用p 高光谱成像技术 高光谱成像技术获取的高光谱图像既包含被拍摄对象的二维图像信息，在二维图像的每个像素点上，还获取了对应于数百个连续光谱波段的响应信息。技术调研p 高光谱成像技术 物质反射光谱的“指纹效应”：不同物质的反射光谱不同，同种污秽物质其高光谱谱线仅在幅值上稍有差异，而不同污秽物质的高光谱谱线在幅值、峰值以及变化趋势上具有明显差异。谱线幅值差异污秽程度等级谱线变化趋势污秽物质类别技术调研基于高光谱技术的污秽识别装置G

4、aiaField 便携式高光谱成像仪实验平台实验平台型号GaiaFieldV10尺寸（mm）230140130重量2.5kg功耗15W通讯模式USB2.0光谱范围光谱范围400-1000nm400-1000nm光谱分辨率光谱分辨率3.5nm3.5nm狭缝尺寸30m*9.6mm数值孔径F/2.8像素数（空间维光谱维）13921040光谱通道数1X:10401X:10402X:5202X:5204X:2564X:2568X:1288X:128探测器CCD标配镜头视场角 21.5谱线幅值差异污秽程度等级谱线变化趋势污秽物质类别基于高光谱技术的污秽成分识别基于高光谱技术的污秽成分识别污秽成分识别方法研

5、究污秽模拟物质选择阳离子发电厂农田钢铁厂焦化厂化工厂Al0.420.050.480.090.57Ca6.904.505.453.163.36Cu0.010.100.010.010.01Fe0.230.030.280.060.25K0.310.230.250.260.28Mg0.220.290.210.160.19Na0.370.580.400.520.56Zn0.060.120.170.420.09Kna/MgCa0.010.170.120.240.24I/H0.130.250.170.340.34广州地区各污染区绝缘子表面污秽主要元素含量表黄青丹,陆国俊,李柳云,黄慧红,张德智,宋浩永.广州

6、地区输电线路绝缘子污秽成分分析J.高压电器,2013,49(02):85-91.占比最大阳离子：Ca2+、K+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+元素：C、O、Si、Ca、Al 污秽试剂：高岭土,硫酸铁,氯化钠,氧化铁,硬石膏,石英砂,碳酸钙 化合物对应元素表化合物对应元素、离子高岭土Al3+、Si、O氯化钠Na+硫酸铁Fe3+氧化铁Fe3+、O硬石膏Ca2+石英砂Si、OI碳酸钙Ca2+基于高光谱技术的污秽成分识别污秽成分识别方法研究样本制备实验室环境中人工积污绝缘片样品制备 绝缘基材：玻璃绝缘片、橡胶绝缘片 污秽试剂：高岭土,硫酸铁,氯化钠,氧化铁,硬石膏,石英砂,碳酸钙 样品制备：浸污