基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法技术

本发明专利技术涉及一种基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法。本方法定义了发热段及其三个特征参数，提出了界面缺陷鉴别准则及方法，包括对水煮后的绝缘子试样加压，获取红外热像并对红外热像进行分析处理，提取出发热段的特征参数，最后运用鉴别准则进行界面缺陷鉴别，可以有效地鉴别出复合绝缘子的界面缺陷，为定期更换线路复合绝缘子提供有用信息，保障电力线路的安全运行。

Identification of interface defects of composite insulators based on infrared thermal image axis temperature identification

The invention relates to a method for identifying the interface defects of composite insulators based on the infrared thermal image axis temperature recognition. This method defines the heating section and three characteristic parameters, the interface defect discrimination criteria and methods, including the pressure on the insulator specimen after boiled, obtain infrared and infrared thermal images of analysis, feature extraction of hot section, the interface defect discrimination using discriminant criterion, can effectively identify the interface the defects of composite insulators, in order to provide useful information to replace the line composite insulators regularly, ensure the safe operation of power lines.

【技术实现步骤摘要】
基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法
本专利技术涉及一种复合绝缘子界面缺陷鉴别方法，尤其是涉及一种针对运行复合绝缘子的、基于数字热像轴线温度的识别方法。
技术介绍
复合绝缘子在运行过程中不可避免地会受到环境中各种因素的影响，这些因素包括电场作用、机械负荷作用、污秽、酸雨、潮气和紫外辐照等。界面缺陷会引起缺陷处局部放电，导致缺陷处进一步劣化，劣化向内发展引起芯棒机械性能下降，向外发展引起伞套穿孔。伞套穿孔后外界的污秽、酸雨等会进入复合绝缘子内部，进一步侵蚀芯棒，导致芯棒脆断，或者在酸液和表面微电流的共同作用下发生酥朽断裂。值得注意的是，在运行复合绝缘子断裂的案例中，往往在其断裂前检测到异常发热。红外热像仪由于其无需接触、无破坏性等优点，目前被广泛应用于众多工业领域，也是一种常用的测量线路绝缘子温度的手段，能够有效检测出运行线路中复合绝缘子的异常发热。此外，红外热像方法也用于实验室研究高压复合绝缘子发热机理。目前用红外热像方法对复合绝缘子发热现象的研究中，缺乏对整支试品的分析方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是提出一种基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法，利用该方法可以鉴别运行复合绝缘子的界面缺陷，鉴定产品质量，并为定期更换线路复合绝缘子提供有用信息。本专利技术采用的技术方案是：一种基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法，其特征在于，基于建立一个轴线温度-长度分布曲线，该曲线定义如下：定义一、发热段：分别以10K和40K作为温升参考值，用加压前试品的表面温度加上温升参考值，得到相应的温度参考值，以每一个温度参考值为纵坐标，在轴线温度-长度分布曲线作出一条水平线，曲线位于该水平线之上的部分即定义为发热段；定义二、发热段位置：发热段中心的横坐标x；定义三、发热段长度：发热段首、尾两点之间横坐标之差定义四、发热段最大温度：发热段中出现的峰值点纵坐标y；包括以下步骤：步骤1、将被检复合绝缘子从运行线路取下，清洁其表面，放入沸腾的氯化钠水溶液中进行水煮试验，水煮设定时间后，将被检试品取出，待其自然冷却后测量其表面温度并记录；步骤2、在被检试品上比例施加工频电压，加压过程持续设定时间；步骤3、用红外热像仪测量试品表面温度，取得复合绝缘子加压后的红外热像图，对红外热像图中的数据进行分析处理，得到试品轴线温度-长度分布曲线，并据此进行界面缺陷鉴别，得到轴线温度-长度分布曲线的具体方法是：步骤301、在红外热像图中找到试品所在区域，提取出该区域中每个像素点的温度值，沿着试品轴向方向，在每个轴向位置处选出该处径向上的温度最大值，作为该轴向位置处的温度；步骤302、以试品加压段的一端为起点，轴向长度为横坐标，轴向位置处的温度为纵坐标，即得到试品的轴线温度-长度分布曲线；步骤4、按照界面缺陷鉴别准则对被检试品界面性能进行评估，界面缺陷鉴别准则包括：鉴别准则一、温升高于20K的发热段超过设定长度；鉴别准则二、出现温升达到设定的发热段；在上述的基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法，在所述步骤1中，氯化钠溶液的电导率在20℃时为1670μS/cm～1830μS/cm；在上述的基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法，在所述步骤2中，所选长度为0.5m～1.2m，所加比例工频电压有效值为200kV/m～300kV/m；在上述的基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法，被检试品若满足步骤4的两个准则中任何一个，均可视为存在严重界面缺陷。因此，本专利技术可以快速、有效地鉴别出运行复合绝缘子的界面缺陷，鉴定产品质量，并为定期更换线路复合绝缘子提供有用信息。附图说明图1为鉴别方法实施流程图；图2为多只试品被同时检测的红外热像图；图3为某只试品的红外热像及其对应的轴线温度-长度分布曲线；图4为图3中试品的界面缺陷处在陡波冲击电压试验中损坏。具体实施方式如图1所示，基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法包括以下步骤：步骤1、将被检复合绝缘子从运行线路取下，清洁其表面，放入沸腾的、具有一定浓度氯化钠的水溶液中进行水煮试验，水煮42小时后，将被检试品取出，待其自然冷却后测量其表面温度并记录；步骤2、在被检试品上比例施加工频电压，持续30分钟；步骤3、用红外热像仪测量试品表面温度，取得复合绝缘子加压后的红外热像图(如图2所示)，对红外热像图中的数据进行分析处理，得到试品轴线温度-长度分布曲线，并据此分析温度分布特点和进行界面缺陷鉴别；步骤4、按照界面缺陷鉴别准则对被检试品界面性能进行评估，界面缺陷鉴别准则包括：鉴别准则一、温升高于20K的发热段超过一定长度(例如但不限于10cm)；鉴别准则二、出现温升达到40K的发热段；本实例选取图2中某一试品进行界面缺陷鉴别，在红外热像图中找到该试品所在区域，提取出该区域中每个像素点的温度值，沿着试品轴向方向，在每个轴向位置处选出该处径向上的温度最大值，作为该轴向位置处的温度，再以该试品加压段的一端为起点，轴向长度为横坐标，轴向位置处的温度为纵坐标，得到与试品红外热像图对应的轴线温度-长度分布曲线(如图3所示)；轴线温度-长度分布曲线特征参数定义如下：1)发热段：分别以20K和40K作为温升参考值，用加压前试品的表面温度加上温升参考值，得到相应的温度参考值，以每一个温度参考值为纵坐标，在轴线温度-长度分布曲线作出一条水平线，曲线位于该水平线之上的部分即定义为发热段；2)发热段位置：发热段中心的横坐标x；3)发热段长度：发热段首、尾两点之间横坐标之差；4)发热段最大温度：发热段中出现的峰值点纵坐标y；在轴线温度-长度分布曲线上得到特征参数：1)发热段：加压前试品表面温度为3℃，故分别以23℃和83℃为纵坐标，在轴线温度-长度分布曲线作出两条水平线，得到5个温升超过20K的发热段以及4个温升超过80K的发热段；2)发热段位置：5个温升超过20K的发热段位置分别是10.3cm，36.8cm，43.5cm,47.4cm,53.9cm,64.5cm，温升超过40K的发热段位置是13.2cm，51.2cm，53.8cm，58.6cm；3)发热段长度：5个温升超过20K的发热段长度分别是9.0cm，7.7cm，4.5cm，3.2cm，8.4cm，11.6cm，4个温升超过40K的发热段长度是7.1cm，2.6cm，2.6cm，1.9cm；4)发热段最大温度：5个温升超过20K的发热段最大温度分别是87.5℃，44.9℃，29.1℃，33.4℃，59.2℃，52.5℃，4个温升超过80K的发热段最大温度是87.5℃，44.9℃，59.2℃，52.5℃；按照界面缺陷鉴别准则对被检试品界面性能进行评估,位置为64.5cm、温升超过20K的发热段以及位置为13.2cm，51.2cm，53.8cm，58.6cm且温升超过40K的发热段处存在严重界面缺陷，该试品在陡波前冲击电压试验中损坏，图4即为位置为13.2cm、温升超过40K的发热段处损坏的情况，结果表明应对该复合绝缘子所在批次的产品加大抽检力度，并考虑更换该批次的在运复合绝缘子。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利技术精神作举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法，其特征在于，基于建立一个轴线温度‑长度分布曲线，该曲线定义如下：定义一、发热段：分别以10K和40K作为温升参考值，用加压前试品的表面温度加上温升参考值，得到相应的温度参考值，以每一个温度参考值为纵坐标，在轴线温度‑长度分布曲线作出一条水平线，曲线位于该水平线之上的部分即定义为发热段；定义二、发热段位置：发热段中心的横坐标x；定义三、发热段长度：发热段首、尾两点之间横坐标之差定义四、发热段最大温度：发热段中出现的峰值点纵坐标y；包括以下步骤：步骤1、将被检复合绝缘子从运行线路取下，清洁其表面，放入沸腾的氯化钠水溶液中进行水煮试验，水煮设定时间后，将被检试品取出，待其自然冷却后测量其表面温度并记录；步骤2、在被检试品上比例施加工频电压，加压过程持续设定时间；步骤3、用红外热像仪测量试品表面温度，取得复合绝缘子加压后的红外热像图，对红外热像图中的数据进行分析处理，得到试品轴线温度‑长度分布曲线，并据此进行界面缺陷鉴别，得到轴线温度‑长度分布曲线的具体方法是：步骤301、在红外热像图中找到试品所在区域，提取出该区域中每个像素点的温度值，沿着试品轴向方向，在每个轴向位置处选出该处径向上的温度最大值，作为该轴向位置处的温度；步骤302、以试品加压段的一端为起点，轴向长度为横坐标，轴向位置处的温度为纵坐标，即得到试品的轴线温度‑长度分布曲线；步骤4、按照界面缺陷鉴别准则对被检试品界面性能进行评估，界面缺陷鉴别准则包括：鉴别准则一、温升高于20K的发热段超过设定长度；鉴别准则二、出现温升达到设定的发热段。...

【技术特征摘要】
1.一种基于红外热像轴线温度识别的复合绝缘子界面缺陷鉴别方法，其特征在于，基于建立一个轴线温度-长度分布曲线，该曲线定义如下：定义一、发热段：分别以10K和40K作为温升参考值，用加压前试品的表面温度加上温升参考值，得到相应的温度参考值，以每一个温度参考值为纵坐标，在轴线温度-长度分布曲线作出一条水平线，曲线位于该水平线之上的部分即定义为发热段；定义二、发热段位置：发热段中心的横坐标x；定义三、发热段长度：发热段首、尾两点之间横坐标之差定义四、发热段最大温度：发热段中出现的峰值点纵坐标y；包括以下步骤：步骤1、将被检复合绝缘子从运行线路取下，清洁其表面，放入沸腾的氯化钠水溶液中进行水煮试验，水煮设定时间后，将被检试品取出，待其自然冷却后测量其表面温度并记录；步骤2、在被检试品上比例施加工频电压，加压过程持续设定时间；步骤3、用红外热像仪测量试品表面温度，取得复合绝缘子加压后的红外热像图，对红外热像图中的数据进行分析处理，得到试品轴线温度-长度分布曲线，并据此进行界面缺陷鉴别，得到轴线温度-长度分布曲线的具体方法是：步骤301、在红外热像...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林聪，肖雄，王建国，陈晓琳，童瑶，李欣然，黄焕，张薇，
申请(专利权)人：海南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：海南,46