2023架空线路复合绝缘子无人机红外检测导则

Q/GDWXXXXX—XXXX附录A（资料性附录）现场复合绝缘子典型发热原因判断A.1复合绝缘子发热原因A.1.1护套老化受潮随着运行时间的增长，复合绝缘子护套硅橡胶逐步老化，表面出现细微裂纹，造成护套中侵入水分的增加，同时护套材料本身介损因数增大。在交流电场作用下，水分、护套材料发生极化发热，由于复合绝缘子高压端电场集中，往往造成芯棒高压端部发热。A.1.2表面积污复合绝缘子表面污秽积累到一定程度，高湿环境下表面泄露电流增大，绝缘子表面部分区域泄露电流密度集中，造成芯棒发热。A.1.3内部缺陷复合绝缘子内部严重粘接不良、酥朽均会导致芯棒发热。硅橡胶具有一定透水性，护套-芯棒粘接严重不良时，界面产生气隙，相应位置容易积累水分，一方面水分存在极化产热，另一方面水分导致界面电场畸变严重诱发局部放电，导致芯棒发热。当芯棒内部存在酥朽时，芯棒本体材料特性发生变化，其介质损耗因数增大，同时内部电场严重畸变导致局部放电产生，从而导致芯棒发热。A.2发热原因判断A.2.1护套老化受潮现场测试具备以下特征，判断发热原因为护套老化受潮：（1）发热位置局限于绝缘子高压端至第一片大伞之间；（2）芯棒表面无异常放电；（3）发热幅值随环境湿度减小而降低，甚至消失；（4）不同方位测试得到的发热幅值结果接近；（5）跟踪测试，发热范围未出现扩展。A.2.2表面积污现场测试具备以下特征，判断发热原因为表面积污：（1）一串绝缘子出现多处发热；（2）同区域复合绝缘子出现集中性发热，同区域耐张串盘型绝缘子也出现发热；（3）湿度降低，复合绝缘子发热幅值显著降低或消失，同时同区域耐张串盘型绝缘子发热幅值同步降低或消失。在上述基础上，具备以下特征，说明缺陷较为严重：现场紫外检测发现复合绝缘子表面存在持续的爬电，甚至出现电弧放电。A.2.3内部缺陷发热现场测试具备以下特征，判断发热原因为内部缺陷：（1）发热位于复合绝缘子的非端部，或者位于端部，但超过第一片伞裙；（2）发热幅值受环境湿度影响较小，干燥天气发热仍明显存在；（3）跟踪测试，发热幅值持续上升，或者发热范围出现扩展或移动。在上述基础上，具备以下特征，说明缺陷处于危急阶段：现场紫外测试发现复合绝缘子芯棒存在明显的异常放电。A.3发热原因实验室复测A.3.1护套老化受潮实验室测试中具备以下特征，判断发热原因为护套老化受潮：（1）开展红外复测，发热位置局限于绝缘子高压端至第一片大伞之间；（2）芯棒表面无异常放电；（3）切除端部发热位置表层护套，发热幅值显著降低甚至消失；（4）芯棒解剖，内部无缺陷。A.3.2表面积污实验室测试具备以下特征，判断发热原因为污秽：（1）红外复测，干燥条件或者绝缘子清洗后，发热基本消失；（2）芯棒解剖，内部不存在缺陷。A.3.3内部缺陷发热实验室测试具备以下特征，判断发热原因为内部缺陷：（1）红外复测，发热位于复合绝缘子非端部，或者位于端部，但超过第一片伞裙；（2）芯棒解剖，内部存在缺陷。附录B（资料性附录）现场复合绝缘子典型发热缺陷图谱现场复合绝缘子常见发热原因包括内部缺陷、表面积污、护套老化受潮，典型发热图谱见图B.1。(a)500kV内部酥朽绝缘子(b)220kV内部酥朽绝缘子(c)500kV表面积污绝缘子(d)500kV表面积污绝缘子(e)220kV表面积污绝缘子(f)220kV表面积污绝缘子(g)500kV护套老化受潮绝缘子(h)220kV护套老化受潮绝缘子图B.1复合绝缘子典型发热图谱

附录C（资料性附录）红外测试镜头主要参数及镜头距离控制方法红外镜头参数主要参数有空间分辨率Sr、焦距Len、像元距离Ap、视场角（FOV）、屏幕分辨率Rs；视场角（FOV）参数表示横向、纵向方向红外镜头所能覆盖的角度，屏幕分辨率表示横向、纵向方向屏幕的像素点数量。空间分辨率Sr表示一个像素点所能涵盖的空间角度。空间分辨率Sr可以通过两种方式计算：（1）QUOTESr=FOVRs×其中空间分辨率Sr的单位为mrad，焦距Len的单位为mm，像元距离Ap的单位为μm。对于结构高度为H的复合绝缘子，在测试距离为D进行测试时，架设绝缘子能被红外镜头完整拍摄，则绝缘子高度方向的温度测点个数为：QUOTEm=HD∙Sr目前采用的无人机测试方法尚不能实时确定无人机到被测绝缘子的距离，给测试距离的控制带来了困难。通过控制被测绝缘子在测试画面中的占比，可实现对测试距离的控制。目前常用的无人机红外设备分辨率为640×480、1024×768，测试画面高度方向像素点数量分别为480、768。通过式（3）可以确保绝缘子测试距离满足要求。QUOTER≥H×Fd/HrQUOTER≥HD∙Sr∙Hr（4）其中R为被试绝缘子在测试画面中的占比，H为被试绝缘子高度，QUOTEFdSr为红外镜头空间分辨率，D为测试距离，Hr为红外设备高度方向分辨率。按照绝缘子长度方向投射相同测点数量的原则，当镜头空间分辨率为0.895mard、0.68mrad时，取测试距离D为10m；当镜头空间分辨率为0.34mrad时，取测试距离D为20m；当镜头空间分辨率为1.3mrad时，取测试距离D为6m。对于500kV、220kV、110kV复合绝缘子，其结构高度分别选取较大的4900mm、2470mm、1440mm，则红外测试画面的复合绝缘子占比见表C.1。表C.1常见参数下的红外镜头距离控制绝缘子电压等级/kV500220110结构高度/mm490024701440像元间距/μm171717焦距/mm502519135025191350251913空间分辨率/mrad0.340.680.8951.30.340.680.8951.30.340.680.8951.3推荐测试距离/m201010620101062010106高度占比计算（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%高度占比推荐（分辨率640×480）3/23/25/43/23/43/43/52/31/21/21/32/5高度占比计算（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%高度占比推荐（分辨率1024×768）113/44/51/21/22/52/51/31/31/51/4备注：1）高度占比定义为绝缘子高度方向温度点数与红外画面高度方向点数的比值。表C.1中，部分高度占比计算值及推荐值大于1，其含义为在该推荐距离下，绝缘子高度方向所占据的温度测点数量超过了红外画面高度方向的点数，此时应控制红外设备画面，使其在高度方向仅拍摄部分绝缘子。对于0.34mrad、分辨率640×480的红外设备，当拍摄500kV复合绝缘子时，建议将绝缘子的2/3高度占满红外画面，同时考虑到现场发热缺陷中存在位于绝缘子中部的情况，建议对该绝缘子进行两次测试，一次关注高压侧及中部，另一次关注中部及低压侧。表C.1中拍摄对象画面的高度方向占比推荐数据是通过取高度占比计算结果的近似值得到，以使相应建议值便于现场测试人员把控。附录D（资料性附录）现场复合绝缘子不同原因发热特征浙江地区现场复合绝缘子不同原因发热特征及运行性能测试结果如附表D.1。附表D.1浙江地区复合绝缘子发热特征及运行性能试验结果线路发热原因发热位置发热区段长度现场测试发热幅值发热幅值随环境的变化剖检结果机械破坏负荷端部密封水扩散500kVTM线内部酥朽高压侧，内部发热高压端至7#伞裙单元10.6K/芯棒酥朽///220kVCX线-1（A#）内部酥朽高压端4#伞裙单元5.2K保持稳定芯棒酥朽///220kVLC线严重粘接不良高压侧5#-6#伞裙单元6.3K保持稳定严重粘接不良///110kVJF线内部酥朽高压侧、中部、低压侧，内部发热多个位置，长度约2个伞裙单元4K/芯棒酥朽、严重不粘///220kVLD线内部酥朽高压侧、低压侧，内部发热多个位置，长度约2个伞裙单元8.3K/芯棒酥朽、严重不粘///220kVCX线-2护套老化受潮高压端，表层发热高压端起始，不超过第一片大伞2-8.1K天气干燥时，发热消失无缺陷合格合格部分不合格220kVCP线护套老化受潮2-11.4K天气干燥时，发热幅值显著降低无缺陷合格合格合格220kVSH线护套老化受潮3-7.2K/无缺陷合格合格合格500kVLC/LX线表面积污高压端、中部，表层发热部分呈现多个点状发热，部分可见多个伞裙单元的连续发热2-21.4K天气干燥时，中部发热消失，高压端发热幅值显著降低无缺陷合格合格部分不合格500kVLW/LY线表面积污高压端、中部，表层发热无缺陷合格合格合格110kVCN线污秽、芯棒电蚀高压端、中部、低压端多处多个伞裙单元连续发热8K/////某沿海省份不同原因发热复合绝缘子发热特征见附表D.2。该省份环境与浙江类似，其现场复合绝缘子发热原因、发热特征与浙江类似。表D.2福建地区酥朽缺陷复合绝缘子发热特征线路/电站塔号温差K发热区域范围发热原因500kV-A线#485第5片大伞及邻近小伞内部酥朽#1077.4第2-6片大伞及中间小伞内部酥朽#19312.1第2-4大伞及中间小伞内部酥朽#3595.1第3至第5片大伞及中间小伞内部酥朽#16817.7第1-2片大伞及中间小伞内部酥朽46.5第5-6大伞中间小伞内部酥朽7.9第10-11片大伞中间小伞内部酥朽#2789第2-4、10-11片大伞中间小伞内部酥朽#31713.3第1-11片大伞中间小伞内部酥朽500kV-B线#1348.3第3-4片大伞及中间小伞内部酥朽#1748.7第5-6片大伞及中间小伞内部酥朽3第1片大伞及中间小伞内部酥朽500kV-C线#6720.4第2-6片大伞及中间小伞内部酥朽500kV-D线#139第1-3片大伞及3-4片大伞的中间小伞内部酥朽500kV-E线#511.1第14-15片大伞及中间小伞内部酥朽12.6第11-22片大伞及中间小伞内部酥朽220kV-F站站内14.7第1-2片大伞及中间小伞内部酥朽220kV-G线站内7.2第2-3大伞及中间小伞内部酥朽#11+14.8第6-10大伞及中间小伞内部酥朽110kV-H站站内2.6第3-4片大伞及中间小伞内部酥朽500kV-I线#710.9第0-1组伞裙表面积污11.6第1-2组伞裙表面积污11.4第3-4组伞裙表面积污5.1第6-7组伞裙表面积污5.4第8-9组伞裙表面积污220kV-J线#24.8第0-1组伞裙表面积污7.7第9-10组伞裙表面积污6第25-26组伞裙表面积污110kV-K线#410.3第2-3组伞裙表面积污6.2第11-12组伞裙表面积污4.3第14-15组伞裙表面积污110kV-K线#64.8第2-3组伞裙表面积污2.6第5-6组伞裙表面积污6.5第19组伞裙表面积污500kV-L线#0155-11.3高压端部护套老化受潮#0155-21.7高压端部护套老化受潮#0166-12.3高压端部护套老化受潮#0166-21.3高压端部护套老化受潮#01531.9高压端部护套老化受潮500kV