2023架空線路復合絕緣子無人機紅外檢測導則

Q/GDWXXXXX—XXXX附錄A（資料性附錄）現(xiàn)場復合絕緣子典型發(fā)熱原因判斷A.1復合絕緣子發(fā)熱原因A.1.1護套老化受潮隨著運行時間的增長，復合絕緣子護套硅橡膠逐步老化，表面出現(xiàn)細微裂紋，造成護套中侵入水分的增加，同時護套材料本身介損因數(shù)增大。在交流電場作用下，水分、護套材料發(fā)生極化發(fā)熱，由于復合絕緣子高壓端電場集中，往往造成芯棒高壓端部發(fā)熱。A.1.2表面積污復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)部缺陷復合絕緣子內(nèi)部嚴重粘接不良、酥朽均會導致芯棒發(fā)熱。硅橡膠具有一定透水性，護套-芯棒粘接嚴重不良時，界面產(chǎn)生氣隙，相應位置容易積累水分，一方面水分存在極化產(chǎn)熱，另一方面水分導致界面電場畸變嚴重誘發(fā)局部放電，導致芯棒發(fā)熱。當芯棒內(nèi)部存在酥朽時，芯棒本體材料特性發(fā)生變化，其介質(zhì)損耗因數(shù)增大，同時內(nèi)部電場嚴重畸變導致局部放電產(chǎn)生，從而導致芯棒發(fā)熱。A.2發(fā)熱原因判斷A.2.1護套老化受潮現(xiàn)場測試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因為護套老化受潮：（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）不同方位測試得到的發(fā)熱幅值結果接近；（5）跟蹤測試，發(fā)熱范圍未出現(xiàn)擴展。A.2.2表面積污現(xiàn)場測試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因為表面積污：（1）一串絕緣子出現(xiàn)多處發(fā)熱；（2）同區(qū)域復合絕緣子出現(xiàn)集中性發(fā)熱，同區(qū)域耐張串盤型絕緣子也出現(xiàn)發(fā)熱；（3）濕度降低，復合絕緣子發(fā)熱幅值顯著降低或消失，同時同區(qū)域耐張串盤型絕緣子發(fā)熱幅值同步降低或消失。在上述基礎上，具備以下特征，說明缺陷較為嚴重：現(xiàn)場紫外檢測發(fā)現(xiàn)復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)場測試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因為內(nèi)部缺陷：（1）發(fā)熱位于復合絕緣子的非端部，或者位于端部，但超過第一片傘裙；（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）跟蹤測試，發(fā)熱幅值持續(xù)上升，或者發(fā)熱范圍出現(xiàn)擴展或移動。在上述基礎上，具備以下特征，說明缺陷處于危急階段：現(xiàn)場紫外測試發(fā)現(xiàn)復合絕緣子芯棒存在明顯的異常放電。A.3發(fā)熱原因?qū)嶒炇覐蜏yA.3.1護套老化受潮實驗室測試中具備以下特征，判斷發(fā)熱原因為護套老化受潮：（1）開展紅外復測，發(fā)熱位置局限于絕緣子高壓端至第一片大傘之間；（2）芯棒表面無異常放電；（3）切除端部發(fā)熱位置表層護套，發(fā)熱幅值顯著降低甚至消失；（4）芯棒解剖，內(nèi)部無缺陷。A.3.2表面積污實驗室測試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因為污穢：（1）紅外復測，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)熱實驗室測試具備以下特征，判斷發(fā)熱原因為內(nèi)部缺陷：（1）紅外復測，發(fā)熱位于復合絕緣子非端部，或者位于端部，但超過第一片傘裙；（2）芯棒解剖，內(nèi)部存在缺陷。附錄B（資料性附錄）現(xiàn)場復合絕緣子典型發(fā)熱缺陷圖譜現(xiàn)場復合絕緣子常見發(fā)熱原因包括內(nèi)部缺陷、表面積污、護套老化受潮，典型發(fā)熱圖譜見圖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護套老化受潮絕緣子(h)220kV護套老化受潮絕緣子圖B.1復合絕緣子典型發(fā)熱圖譜

附錄C（資料性附錄）紅外測試鏡頭主要參數(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、視場角（FOV）、屏幕分辨率Rs；視場角（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數(shù)量?？臻g分辨率Sr表示一個像素點所能涵蓋的空間角度。空間分辨率Sr可以通過兩種方式計算：（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。對于結構高度為H的復合絕緣子，在測試距離為D進行測試時，架設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點個數(shù)為：QUOTEm=HD?Sr目前采用的無人機測試方法尚不能實時確定無人機到被測絕緣子的距離，給測試距離的控制帶來了困難。通過控制被測絕緣子在測試畫面中的占比，可實現(xiàn)對測試距離的控制。目前常用的無人機紅外設備分辨率為640×480、1024×768，測試畫面高度方向像素點數(shù)量分別為480、768。通過式（3）可以確保絕緣子測試距離滿足要求。QUOTER≥H×Fd/HrQUOTER≥HD?Sr?Hr（4）其中R為被試絕緣子在測試畫面中的占比，H為被試絕緣子高度，QUOTEFdSr為紅外鏡頭空間分辨率，D為測試距離，Hr為紅外設備高度方向分辨率。按照絕緣子長度方向投射相同測點數(shù)量的原則，當鏡頭空間分辨率為0.895mard、0.68mrad時，取測試距離D為10m；當鏡頭空間分辨率為0.34mrad時，取測試距離D為20m；當鏡頭空間分辨率為1.3mrad時，取測試距離D為6m。對于500kV、220kV、110kV復合絕緣子，其結構高度分別選取較大的4900mm、2470mm、1440mm，則紅外測試畫面的復合絕緣子占比見表C.1。表C.1常見參數(shù)下的紅外鏡頭距離控制絕緣子電壓等級/kV500220110結構高度/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推薦測試距離/m201010620101062010106高度占比計算（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數(shù)與紅外畫面高度方向點數(shù)的比值。表C.1中，部分高度占比計算值及推薦值大于1，其含義為在該推薦距離下，絕緣子高度方向所占據(jù)的溫度測點數(shù)量超過了紅外畫面高度方向的點數(shù)，此時應控制紅外設備畫面，使其在高度方向僅拍攝部分絕緣子。對于0.34mrad、分辨率640×480的紅外設備，當拍攝500kV復合絕緣子時，建議將絕緣子的2/3高度占滿紅外畫面，同時考慮到現(xiàn)場發(fā)熱缺陷中存在位于絕緣子中部的情況，建議對該絕緣子進行兩次測試，一次關注高壓側及中部，另一次關注中部及低壓側。表C.1中拍攝對象畫面的高度方向占比推薦數(shù)據(jù)是通過取高度占比計算結果的近似值得到，以使相應建議值便于現(xiàn)場測試人員把控。附錄D（資料性附錄）現(xiàn)場復合絕緣子不同原因發(fā)熱特征浙江地區(qū)現(xiàn)場復合絕緣子不同原因發(fā)熱特征及運行性能測試結果如附表D.1。附表D.1浙江地區(qū)復合絕緣子發(fā)熱特征及運行性能試驗結果線路發(fā)熱原因發(fā)熱位置發(fā)熱區(qū)段長度現(xiàn)場測試發(fā)熱幅值發(fā)熱幅值隨環(huán)境的變化剖檢結果機械破壞負荷端部密封水擴散500kVTM線內(nèi)部酥朽高壓側，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線嚴重粘接不良高壓側5#-6#傘裙單元6.3K保持穩(wěn)定嚴重粘接不良///110kVJF線內(nèi)部酥朽高壓側、中部、低壓側，內(nèi)部發(fā)熱多個位置，長度約2個傘裙單元4K/芯棒酥朽、嚴重不粘///220kVLD線內(nèi)部酥朽高壓側、低壓側，內(nèi)部發(fā)熱多個位置，長度約2個傘裙單元8.3K/芯棒酥朽、嚴重不粘///220kVCX線-2護套老化受潮高壓端，表層發(fā)熱高壓端起始，不超過第一片大傘2-8.1K天氣干燥時，發(fā)熱消失無缺陷合格合格部分不合格220kVCP線護套老化受潮2-11.4K天氣干燥時，發(fā)熱幅值顯著降低無缺陷合格合格合格220kVSH線護套老化受潮3-7.2K/無缺陷合格合格合格500kVLC/LX線表面積污高壓端、中部，表層發(fā)熱部分呈現(xiàn)多個點狀發(fā)熱，部分可見多個傘裙單元的連續(xù)發(fā)熱2-21.4K天氣干燥時，中部發(fā)熱消失，高壓端發(fā)熱幅值顯著降低無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、低壓端多處多個傘裙單元連續(xù)發(fā)熱8K/////某沿海省份不同原因發(fā)熱復合絕緣子發(fā)熱特征見附表D.2。該省份環(huán)境與浙江類似，其現(xiàn)場復合絕緣子發(fā)熱原因、發(fā)熱特征與浙江類似。表D.2福建地區(qū)酥朽缺陷復合絕緣子發(fā)熱特征線路/電站塔號溫差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高壓端部護套老化受潮#0155-21.7高壓端部護套老化受潮#0166-12.3高壓端部護套老化受潮#0166-21.3高壓端部護套老化受潮#01531.9高壓端部護套老化受潮500kV