特高壓線路絕緣子在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)研究.pdf

1、我國(guó)的能源與負(fù)荷呈逆向分布，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，發(fā)展特高壓輸電是我國(guó)未來(lái)電力輸送方式的發(fā)展方向。絕緣子作為特高壓輸電線路的重要電力設(shè)備，具有數(shù)量多、事故率高的特點(diǎn)，其污閃會(huì)對(duì)輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，極有必要開(kāi)展針對(duì)絕緣子污閃放電規(guī)律的探究，設(shè)計(jì)絕緣子的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完成絕緣子污穢度的實(shí)時(shí)評(píng)估，從而預(yù)防絕緣子發(fā)生故障，提高特高壓線路的運(yùn)行可靠性。
　　本文首先闡述了絕緣子發(fā)生污閃的四個(gè)階段:污穢沉積、污穢濕潤(rùn)、

2、形成干區(qū)和局部電弧、局部電弧發(fā)展貫通至閃絡(luò)，分析了交、直流污穢閃絡(luò)模型，確定泄漏電流幅值、絕緣子表面溫度和濕度作為在線監(jiān)測(cè)特征量。其次，鑒于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)具有工作量大、難以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的不足，而射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是利用射頻識(shí)別信號(hào)實(shí)現(xiàn)非接觸識(shí)別的通信技術(shù)，具有無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，因此本文提出基于RFID技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的RFID技術(shù)采用集成電路(IC)標(biāo)簽，但由于其在高溫和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下難以正常工作，因此本文采用抗干擾的

3、聲表面波(SAW)標(biāo)簽代替IC標(biāo)簽。本文詳細(xì)介紹了SAW標(biāo)簽的設(shè)計(jì)原理:比較不同壓電材料性能參數(shù)確定壓電基底材料;分別采用δ函數(shù)模型和等效電路模型分析IDT的頻率響應(yīng)特性和阻抗特性，確定了IDT的最優(yōu)參數(shù);分析反射柵電路模型，確定反射柵的設(shè)計(jì)原則，計(jì)算出各參數(shù)值;為保證天線性能，采用印刷偶極子天線，通過(guò)折疊天線臂的方法減小天線體積，并通過(guò)HFSS軟件得出該天線的回波損耗和史密斯圓圖。采用RFID測(cè)試儀對(duì)SAW標(biāo)簽進(jìn)行了通信測(cè)試和性能測(cè)試

4、，且完成了SAW-RFID在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了特征量的采集、傳輸和存儲(chǔ)。最后，通過(guò)構(gòu)建改進(jìn)型三層模糊自組織特征映射(SOM)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，基于污穢實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立絕緣子污穢度評(píng)估模型，并采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明該評(píng)估算法準(zhǔn)確率較高、實(shí)時(shí)性較好。
　　本文設(shè)計(jì)了基于SAW-RFID技術(shù)的絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提出了絕緣子污穢度評(píng)估的算法，可實(shí)時(shí)反映絕緣子的污穢狀態(tài)，為絕緣子的運(yùn)行和維護(hù)提供可靠依據(jù)，一定