孙庆斌
中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 贵州 贵阳 550000
摘要：绝缘子是输电线路工程的重要部件，兼具电气隔离和机械支撑的作用，绝缘子的状态直接关系到输电线路是否正常运行，精确识别绝缘子故障是保证输电系统正常运行的重要环节。传统线路巡检主要为人工巡检，效率低下，且漏检率较高，并不适用于大规模输电线路的情况。本文主要分析复杂环境下输电线路绝缘子的破损识别与定位。
关键词：绝缘子破损识别；文本定位；改进胶囊网络；精确定位
引言
随着我国输电线路的不断扩大，迫切需要实现输电线路的高效检查。但传统的巡逻探测技术相对落后，主要依靠手动巡逻探测，存在一些问题，如b .耗时长、错误检测率低。就在复杂环境(如照明不均匀、建筑物等背景效应、其他电力设备阻塞、恶劣天气等)中手动巡逻的缺点更加明显。如果无法及时处理故障，则会严重影响设备的正常运行。目前，利用图像处理技术识别目标的检查机器人已逐步取代了人工检查，而在复杂环境中，必须使用无人飞机进行检查。但是，收集到的图像不仅包含损坏的绝缘子，而且还包含其他设备。很难通过使用无人机拍摄图像来了解隔离研究的确切位置。
1、绝缘子破损定位原理
本文所使用的绝缘子破损定位方法为YOLO文本定位方法，具体步骤为：首先采用预测框的思想，将YOLO定位不到的目标区域进行尺寸预测，并对目标区域进行覆盖，即框预测。然后运用聚类对预测框进行操作，对得到的结果绘制最小外接矩形，并利用非极大值抑制算法(NMS)去除预测目标区域之外的部分，即框聚类。最后通过尺寸矫正算法对聚类后的区域进行小范围矫正，得到最终目标区域的定位位置。
2、现状分析
由于长期经受高压、风吹日晒、温度变化以及雨雪等外界因素的作用，高压输电线路上的绝缘子可能出现各种故障，如老化问题、污闪问题、雷击网络以及零值绝缘子等。因而，可以根据绝缘子表面的温度、放电情况及破损情况进行判断，检测出不同类型的故障。下面介绍3种常规的检测方法，对绝缘子不同类型的缺陷状况与检测方法的应用前景进行分析与对比。
2.1绝缘子破损及超声波检测法
一般情况下，绝缘子的破损是指其内外受到损坏，如气泡、裂纹以及夹渣等状况。一旦出现类似状况，就可能产生裂化，导致其断裂。该检测方法运用超声波在不同介质中的物理性能，对绝缘子存在的物理缺陷进行检测。
2.2绝缘子低阻值检测法
长期运行下，绝缘子串会存在失效的状况，影响其等效电阻，使电阻减小，因此需要针对低阻绝缘子开展有效检测。绝缘子电阻测定法，由于存在缺陷的绝缘子的电阻值会出现很大程度的降低，因此绝缘子的缺陷可以通过检测电阻的大小来实现，电阻法是应用最广泛的方法。电场测量法，正常情况下，运行中绝缘子的场强和电势沿绝缘子轴向的变化曲线是光滑的。当导通性出现问题时，绝缘子周围的场强分布就会发生变化，其分布曲线也产生变化。通过对比分析可以准确定位电场畸变，从而达到检测目的。正常绝缘子场强和电势的曲线是光滑的，当出现导通性故障时，故障处电位变为一固定值，场强降低。此时，产生畸变。合成绝缘子串场强分布可以准确地判断绝缘子内导通缺陷。红外热像仪法，一般情况下，物体温度不同，其辐射的红外强度也不同。红外热像仪正是利用这种原理实现绝缘子各部位实际温度的测量，从而辨别缺陷区域。该方法具有较强的抗干扰能力，且可以带电测量，但是成本高，对玻璃绝缘子或瓷绝缘子检测效果不明显。
2.3电晕放电的紫外成像法
电晕是判断绝缘子老化的重要依据。同时，电晕的过程可以辐射大量紫外线。根据这一原理，紫外成像仪法便可用于潮湿阴雨的天气中，从而判断电晕，检测绝缘子表面缺陷。
紫外检测法可以带电作业，同时其监测状态下的设备运行情况也不会发生改变，因此使用该方法检测不用对其直接接触，具有时效性和高效性等优点，可用于在局部放电的情况下进行规模化的定期区域性巡检，但是该方法只能在阴雨天气进行，而且检测成本较高。
3、输电线路绝缘子运行维护对策
3.1因地制宜，合理测试
电气线路断路器的选择必须适应。在自然环境与情况不同的情况下作出有针对性的决定。在需要污染的区域选择合成隔热层，在闪电较多的区域选择玻璃隔热层。此外，在使用玻璃时，需要加强检查和清洁，以确保安全操作。如果在使用玻璃时发现“自毁”，则需要及时处理。此外，在选择使用合成绝缘子时，还需要进行机械强度和时间依赖性的实验以及界面实验。
3.2科学制定抽检计划
在暂态电路的持续维护过程中，为了执行维护工作，必须首先定义绝缘类型。然后，根据维护工作，以科学有序的方式检查保温材料，以确保保温材料和管线的安全运行。第一，在检查绝缘子时，应注意绝缘子电机损坏的性能。由于目前使用的绝缘子比组合绝缘子多，复合同位素的机械强度因测量结果而变化相反。应用时间越长，机械强度越低。此外，在遵守规定的机械载荷下，刺可能会发生一定的位移，在关键位移情况下可能导致滑块的拉出和断裂。因此，在绝缘滑块状态的检验和取样过程中进行了检查。还应检查硅连接器上的泄漏，以防止雨雪氧化演变成酸基因流，危害电力线的安全运行。运输线路运行维护期间，隔离的负面趋势也要密切跟踪。
3.3定期清洗
为了确保良好的绝缘，在使用和操作中需要高污染。因此，需要定期清洗以确保绝缘的寿命。随着电力线使用寿命的延长和绝缘利用率的提高，污染面积和范围也在增加。如果污染严重减少，以致绝缘子的强度降低，闪光间隙降低到正常电压以下，则需要定期清洁工作或定期清洁，在运行和维护过程中“每次停车”都必须进行，以确保良好的绝缘性能，保证运输网络始终良好的绝缘性能，并稳定行车防护。
3.4绝缘子污秽在线监测系统
无人机巡逻技术今天得到广泛应用，主要结合了紫外线成像等电磁方法。采用无人机作为交通工具，结合多种试验方法进行综合评价，采用传统定位方法准确定位故障隔离。在智能电网环境中，无人机检测系统的整个范围变得越来越有趣。电力线的安全措施也必须遵守。因此，有必要建立以单设备(DSP)为中心的杆电路综合在线测试系统，以确定杆短路电流，确保电工的生命安全。该系统要求通信系统将检测结果发送给总部，以便对联合输电线路进行全面、及时和有效的评估。基于隔离状态的在线检测技术也在不断发展，在许多地区已经投入使用并取得了巨大成功。一家公司利用无线通信网络开发了一个基于GPRS的远程在线监测系统。对系统通信网络进行无线分割，使智能网络环境中的远程绝缘子监控和测量状态得以实现。为了在智能电网环境中实现综合检测系统的开发，应首先注重统一接口的规模，然后选择适当数量的功能作为检测特征，以避免快速数据采集，最后根据当地特点有选择地进入通信网络，降低运营成本。
结束语
输电线路绝缘子故障的有效检测对电网的安全运行起到至关重要的作用，只有及时有效地发现并消除绝缘子缺陷，才能保证输电线路的安全运行。本文通过对线路绝缘子在线和带电检测方法对比分析，提出绝缘子污秽在线监测系统和便携式在线检测系统的概念，给出了总体设计思路。所提出的各类检测手段都能够通过人工智能的方法实现在线网络化测量，对于能源互联网环境下综合评价线路绝缘子的绝缘状况有很大的参考作用。
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