2023架空線路復(fù)合絕緣子無(wú)人機(jī)紅外檢測(cè)導(dǎo)則

Q/GDWXXXXX—XXXX附錄A（資料性附錄）現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合絕緣子典型發(fā)熱原因判斷A.1復(fù)合絕緣子發(fā)熱原因A.1.1護(hù)套老化受潮隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，復(fù)合絕緣子護(hù)套硅橡膠逐步老化，表面出現(xiàn)細(xì)微裂紋，造成護(hù)套中侵入水分的增加，同時(shí)護(hù)套材料本身介損因數(shù)增大。在交流電場(chǎng)作用下，水分、護(hù)套材料發(fā)生極化發(fā)熱，由于復(fù)合絕緣子高壓端電場(chǎng)集中，往往造成芯棒高壓端部發(fā)熱。A.1.2表面積污復(fù)合絕緣子表面污穢積累到一定程度，高濕環(huán)境下表面泄露電流增大，絕緣子表面部分區(qū)域泄露電流密度集中，造成芯棒發(fā)熱。A.1.3內(nèi)部缺陷復(fù)合絕緣子內(nèi)部嚴(yán)重粘接不良、酥朽均會(huì)導(dǎo)致芯棒發(fā)熱。硅橡膠具有一定透水性，護(hù)套-芯棒粘接嚴(yán)重不良時(shí)，界面產(chǎn)生氣隙，相應(yīng)位置容易積累水分，一方面水分存在極化產(chǎn)熱，另一方面水分導(dǎo)致界面電場(chǎng)畸變嚴(yán)重誘發(fā)局部放電，導(dǎo)致芯棒發(fā)熱。當(dāng)芯棒內(nèi)部存在酥朽時(shí)，芯棒本體材料特性發(fā)生變化，其介質(zhì)損耗因數(shù)增大，同時(shí)內(nèi)部電場(chǎng)嚴(yán)重畸變導(dǎo)致局部放電產(chǎn)生，從而導(dǎo)致芯棒發(fā)熱。A.2發(fā)熱原因判斷A.2.1護(hù)套老化受潮現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因?yàn)樽o(hù)套老化受潮：（1）發(fā)熱位置局限于絕緣子高壓端至第一片大傘之間；（2）芯棒表面無(wú)異常放電；（3）發(fā)熱幅值隨環(huán)境濕度減小而降低，甚至消失；（4）不同方位測(cè)試得到的發(fā)熱幅值結(jié)果接近；（5）跟蹤測(cè)試，發(fā)熱范圍未出現(xiàn)擴(kuò)展。A.2.2表面積污現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因?yàn)楸砻娣e污：（1）一串絕緣子出現(xiàn)多處發(fā)熱；（2）同區(qū)域復(fù)合絕緣子出現(xiàn)集中性發(fā)熱，同區(qū)域耐張串盤(pán)型絕緣子也出現(xiàn)發(fā)熱；（3）濕度降低，復(fù)合絕緣子發(fā)熱幅值顯著降低或消失，同時(shí)同區(qū)域耐張串盤(pán)型絕緣子發(fā)熱幅值同步降低或消失。在上述基礎(chǔ)上，具備以下特征，說(shuō)明缺陷較為嚴(yán)重：現(xiàn)場(chǎng)紫外檢測(cè)發(fā)現(xiàn)復(fù)合絕緣子表面存在持續(xù)的爬電，甚至出現(xiàn)電弧放電。A.2.3內(nèi)部缺陷發(fā)熱現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因?yàn)閮?nèi)部缺陷：（1）發(fā)熱位于復(fù)合絕緣子的非端部，或者位于端部，但超過(guò)第一片傘裙；（2）發(fā)熱幅值受環(huán)境濕度影響較小，干燥天氣發(fā)熱仍明顯存在；（3）跟蹤測(cè)試，發(fā)熱幅值持續(xù)上升，或者發(fā)熱范圍出現(xiàn)擴(kuò)展或移動(dòng)。在上述基礎(chǔ)上，具備以下特征，說(shuō)明缺陷處于危急階段：現(xiàn)場(chǎng)紫外測(cè)試發(fā)現(xiàn)復(fù)合絕緣子芯棒存在明顯的異常放電。A.3發(fā)熱原因?qū)嶒?yàn)室復(fù)測(cè)A.3.1護(hù)套老化受潮實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中具備以下特征，判斷發(fā)熱原因?yàn)樽o(hù)套老化受潮：（1）開(kāi)展紅外復(fù)測(cè)，發(fā)熱位置局限于絕緣子高壓端至第一片大傘之間；（2）芯棒表面無(wú)異常放電；（3）切除端部發(fā)熱位置表層護(hù)套，發(fā)熱幅值顯著降低甚至消失；（4）芯棒解剖，內(nèi)部無(wú)缺陷。A.3.2表面積污實(shí)驗(yàn)室測(cè)試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因?yàn)槲鄯x：（1）紅外復(fù)測(cè)，干燥條件或者絕緣子清洗后，發(fā)熱基本消失；（2）芯棒解剖，內(nèi)部不存在缺陷。A.3.3內(nèi)部缺陷發(fā)熱實(shí)驗(yàn)室測(cè)試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因?yàn)閮?nèi)部缺陷：（1）紅外復(fù)測(cè)，發(fā)熱位于復(fù)合絕緣子非端部，或者位于端部，但超過(guò)第一片傘裙；（2）芯棒解剖，內(nèi)部存在缺陷。附錄B（資料性附錄）現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合絕緣子典型發(fā)熱缺陷圖譜現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合絕緣子常見(jiàn)發(fā)熱原因包括內(nèi)部缺陷、表面積污、護(hù)套老化受潮，典型發(fā)熱圖譜見(jiàn)圖B.1。(a)500kV內(nèi)部酥朽絕緣子(b)220kV內(nèi)部酥朽絕緣子(c)500kV表面積污絕緣子(d)500kV表面積污絕緣子(e)220kV表面積污絕緣子(f)220kV表面積污絕緣子(g)500kV護(hù)套老化受潮絕緣子(h)220kV護(hù)套老化受潮絕緣子圖B.1復(fù)合絕緣子典型發(fā)熱圖譜

附錄C（資料性附錄）紅外測(cè)試鏡頭主要參數(shù)及鏡頭距離控制方法紅外鏡頭參數(shù)主要參數(shù)有空間分辨率Sr、焦距Len、像元距離Ap、視場(chǎng)角（FOV）、屏幕分辨率Rs；視場(chǎng)角（FOV）參數(shù)表示橫向、縱向方向紅外鏡頭所能覆蓋的角度，屏幕分辨率表示橫向、縱向方向屏幕的像素點(diǎn)數(shù)量?？臻g分辨率Sr表示一個(gè)像素點(diǎn)所能涵蓋的空間角度?？臻g分辨率Sr可以通過(guò)兩種方式計(jì)算：（1）QUOTESr=FOVRs×其中空間分辨率Sr的單位為mrad，焦距Len的單位為mm，像元距離Ap的單位為μm。對(duì)于結(jié)構(gòu)高度為H的復(fù)合絕緣子，在測(cè)試距離為D進(jìn)行測(cè)試時(shí)，架設(shè)絕緣子能被紅外鏡頭完整拍攝，則絕緣子高度方向的溫度測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)為：QUOTEm=HD?Sr目前采用的無(wú)人機(jī)測(cè)試方法尚不能實(shí)時(shí)確定無(wú)人機(jī)到被測(cè)絕緣子的距離，給測(cè)試距離的控制帶來(lái)了困難。通過(guò)控制被測(cè)絕緣子在測(cè)試畫(huà)面中的占比，可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試距離的控制。目前常用的無(wú)人機(jī)紅外設(shè)備分辨率為640×480、1024×768，測(cè)試畫(huà)面高度方向像素點(diǎn)數(shù)量分別為480、768。通過(guò)式（3）可以確保絕緣子測(cè)試距離滿足要求。QUOTER≥H×Fd/HrQUOTER≥HD?Sr?Hr（4）其中R為被試絕緣子在測(cè)試畫(huà)面中的占比，H為被試絕緣子高度，QUOTEFdSr為紅外鏡頭空間分辨率，D為測(cè)試距離，Hr為紅外設(shè)備高度方向分辨率。按照絕緣子長(zhǎng)度方向投射相同測(cè)點(diǎn)數(shù)量的原則，當(dāng)鏡頭空間分辨率為0.895mard、0.68mrad時(shí)，取測(cè)試距離D為10m；當(dāng)鏡頭空間分辨率為0.34mrad時(shí)，取測(cè)試距離D為20m；當(dāng)鏡頭空間分辨率為1.3mrad時(shí)，取測(cè)試距離D為6m。對(duì)于500kV、220kV、110kV復(fù)合絕緣子，其結(jié)構(gòu)高度分別選取較大的4900mm、2470mm、1440mm，則紅外測(cè)試畫(huà)面的復(fù)合絕緣子占比見(jiàn)表C.1。表C.1常見(jiàn)參數(shù)下的紅外鏡頭距離控制絕緣子電壓等級(jí)/kV500220110結(jié)構(gòu)高度/mm490024701440像元間距/μm171717焦距/mm502519135025191350251913空間分辨率/mrad0.340.680.8951.30.340.680.8951.30.340.680.8951.3推薦測(cè)試距離/m201010620101062010106高度占比計(jì)算（分辨率640×480）150.12%150.12%114.06%130.88%75.67%75.67%57.50%65.97%44.12%44.12%33.52%38.46%高度占比推薦（分辨率640×480）3/23/25/43/23/43/43/52/31/21/21/32/5高度占比計(jì)算（分辨率1024×768）93.83%93.83%71.29%81.80%47.30%47.30%35.93%41.23%27.57%27.57%20.95%24.04%高度占比推薦（分辨率1024×768）113/44/51/21/22/52/51/31/31/51/4備注：1）高度占比定義為絕緣子高度方向溫度點(diǎn)數(shù)與紅外畫(huà)面高度方向點(diǎn)數(shù)的比值。表C.1中，部分高度占比計(jì)算值及推薦值大于1，其含義為在該推薦距離下，絕緣子高度方向所占據(jù)的溫度測(cè)點(diǎn)數(shù)量超過(guò)了紅外畫(huà)面高度方向的點(diǎn)數(shù)，此時(shí)應(yīng)控制紅外設(shè)備畫(huà)面，使其在高度方向僅拍攝部分絕緣子。對(duì)于0.34mrad、分辨率640×480的紅外設(shè)備，當(dāng)拍攝500kV復(fù)合絕緣子時(shí)，建議將絕緣子的2/3高度占滿紅外畫(huà)面，同時(shí)考慮到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)熱缺陷中存在位于絕緣子中部的情況，建議對(duì)該絕緣子進(jìn)行兩次測(cè)試，一次關(guān)注高壓側(cè)及中部，另一次關(guān)注中部及低壓側(cè)。表C.1中拍攝對(duì)象畫(huà)面的高度方向占比推薦數(shù)據(jù)是通過(guò)取高度占比計(jì)算結(jié)果的近似值得到，以使相應(yīng)建議值便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員把控。附錄D（資料性附錄）現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合絕緣子不同原因發(fā)熱特征浙江地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合絕緣子不同原因發(fā)熱特征及運(yùn)行性能測(cè)試結(jié)果如附表D.1。附表D.1浙江地區(qū)復(fù)合絕緣子發(fā)熱特征及運(yùn)行性能試驗(yàn)結(jié)果線路發(fā)熱原因發(fā)熱位置發(fā)熱區(qū)段長(zhǎng)度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)熱幅值發(fā)熱幅值隨環(huán)境的變化剖檢結(jié)果機(jī)械破壞負(fù)荷端部密封水?dāng)U散500kVTM線內(nèi)部酥朽高壓側(cè)，內(nèi)部發(fā)熱高壓端至7#傘裙單元10.6K/芯棒酥朽///220kVCX線-1（A#）內(nèi)部酥朽高壓端4#傘裙單元5.2K保持穩(wěn)定芯棒酥朽///220kVLC線嚴(yán)重粘接不良高壓側(cè)5#-6#傘裙單元6.3K保持穩(wěn)定嚴(yán)重粘接不良///110kVJF線內(nèi)部酥朽高壓側(cè)、中部、低壓側(cè)，內(nèi)部發(fā)熱多個(gè)位置，長(zhǎng)度約2個(gè)傘裙單元4K/芯棒酥朽、嚴(yán)重不粘///220kVLD線內(nèi)部酥朽高壓側(cè)、低壓側(cè)，內(nèi)部發(fā)熱多個(gè)位置，長(zhǎng)度約2個(gè)傘裙單元8.3K/芯棒酥朽、嚴(yán)重不粘///220kVCX線-2護(hù)套老化受潮高壓端，表層發(fā)熱高壓端起始，不超過(guò)第一片大傘2-8.1K天氣干燥時(shí)，發(fā)熱消失無(wú)缺陷合格合格部分不合格220kVCP線護(hù)套老化受潮2-11.4K天氣干燥時(shí)，發(fā)熱幅值顯著降低無(wú)缺陷合格合格合格220kVSH線護(hù)套老化受潮3-7.2K/無(wú)缺陷合格合格合格500kVLC/LX線表面積污高壓端、中部，表層發(fā)熱部分呈現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)狀發(fā)熱，部分可見(jiàn)多個(gè)傘裙單元的連續(xù)發(fā)熱2-21.4K天氣干燥時(shí)，中部發(fā)熱消失，高壓端發(fā)熱幅值顯著降低無(wú)缺陷合格合格部分不合格500kVLW/LY線表面積污高壓端、中部，表層發(fā)熱無(wú)缺陷合格合格合格110kVCN線污穢、芯棒電蝕高壓端、中部、低壓端多處多個(gè)傘裙單元連續(xù)發(fā)熱8K/////某沿海省份不同原因發(fā)熱復(fù)合絕緣子發(fā)熱特征見(jiàn)附表D.2。該省份環(huán)境與浙江類(lèi)似，其現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合絕緣子發(fā)熱原因、發(fā)熱特征與浙江類(lèi)似。表D.2福建地區(qū)酥朽缺陷復(fù)合絕緣子發(fā)熱特征線路/電站塔號(hào)溫差K發(fā)熱區(qū)域范圍發(fā)熱原因500kV-A線#485第5片大傘及鄰近小傘內(nèi)部酥朽#1077.4第2-6片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽#19312.1第2-4大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽#3595.1第3至第5片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽#16817.7第1-2片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽46.5第5-6大傘中間小傘內(nèi)部酥朽7.9第10-11片大傘中間小傘內(nèi)部酥朽#2789第2-4、10-11片大傘中間小傘內(nèi)部酥朽#31713.3第1-11片大傘中間小傘內(nèi)部酥朽500kV-B線#1348.3第3-4片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽#1748.7第5-6片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽3第1片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽500kV-C線#6720.4第2-6片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽500kV-D線#139第1-3片大傘及3-4片大傘的中間小傘內(nèi)部酥朽500kV-E線#511.1第14-15片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽12.6第11-22片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽220kV-F站站內(nèi)14.7第1-2片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽220kV-G線站內(nèi)7.2第2-3大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽#11+14.8第6-10大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽110kV-H站站內(nèi)2.6第3-4片大傘及中間小傘內(nèi)部酥朽500kV-I線#710.9第0-1組傘裙表面積污11.6第1-2組傘裙表面積污11.4第3-4組傘裙表面積污5.1第6-7組傘裙表面積污5.4第8-9組傘裙表面積污220kV-J線#24.8第0-1組傘裙表面積污7.7第9-10組傘裙表面積污6第25-26組傘裙表面積污110kV-K線#410.3第2-3組傘裙表面積污6.2第11-12組傘裙表面積污4.3第14-15組傘裙表面積污110kV-K線#64.8第2-3組傘裙表面積污2.6第5-6組傘裙表面積污6.5第19組傘裙表面積污500kV-L線#0155-11.3高壓端部護(hù)套老化受潮#0155-21.7高壓端部護(hù)套老化受潮#0166-12.3高壓端部護(hù)套老化受潮#0166-21.3高壓端部護(hù)套老化受潮#01531.9高壓端部護(hù)套老化受潮500kV