基于微观性能分析的复合绝缘子老化特性研究

摘要

随着复合绝缘子在电网中用量的增加，复合绝缘子的老化问题严重威胁到了输变电线路的可靠稳定运行，因此对复合绝缘子的老化特性进行研究具有重要意义。本文在对复合绝缘子的宏观运行性能进行统计分析的基础上，通过热刺激电流(TSC)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)方法对全国各地多支110kV电压等级复合绝缘子的微观性能进行测试分析，初步建立了110kV电压等级复合绝缘子微观运行性能评估模型。
　　 首先通过对南方电网多个地区、多个电压等级以及多个运行年限的复合绝缘子试验的抽检结果进行统计分析，研究了复合绝缘子的宏观运行性能。分别从外观观察、憎水性测试、电气性能和机械性能测试四个方面分析了复合绝缘子的宏观运行性能，结果表明抽检试验只能在一定程度上对复合绝缘子的运行状态进行评估，但并不能准确反映复合绝缘子的运行状态。
　　 其次通过TSC、FTIR和SEM方法三种微观测试方法对复合绝缘子的老化特性进行了初步研究。基于全国各地区16支110kV运行复合绝缘子的微观性能测试结果，本文分析了电场强度、运行环境和运行年限对复合绝缘子老化程度的影响，结果表明，试样高压端老化速度最快，低压端次之，中间段最慢;重污区试样的老化速度明显较快，较轻污区试样老化速度相对缓慢;随着年限的增加，试样的老化程度呈递增趋势，且递增曲线可以分为三个阶段:缓慢增长阶段（9年以下）、快速增长阶段(9～13年)、增长缓慢阶段(13年以上);电场强度、运行环境、运行年限三种因素对复合绝缘子老化程度的影响由强到弱依次为:运行年限-电场强度-运行环境。
　　 最后建立了110kV复合绝缘子微观性能评估模型。在对三种测试方法所测结果进行统计分析的基础上，分别建立了基于贝叶斯网络和BP神经网络的110kV电压等级复合绝缘子微观运行性能评估模型，两种评估模型的评估率相当，均达到87.5％，为复合绝缘子的微观性能评估提供了更好的途径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 老化特性及评估方法

1．2．2 研究中的不足

1．4 本论文的主要研究工作

第二章 复合绝缘子宏观运行性能统计分析

2．1 110kV电压等级复合绝缘子抽检试验的统计结果

2．1．1 外观检查

2．1．2 憎水性测试

2．1．3 电气性能抽检试验

2．1．4 机械性能抽检试验

2．2 其它电压等级复合绝缘子抽检试验的统计结果

2．2．1 35kV电压等级复合绝缘子抽检试验的统计结果

2．2．2 220kV电压等级复合绝缘子抽检试验的统计结果

2．2．3 500kV电压等级复合绝缘子抽检试验的统计结果

2．3 小结

第三章 复合绝缘子微观性能测试分析

3．1 复合绝缘子微观性能测试方法

3．1．1 TSC

3．1．2 FTIR

3．1．3 SEM

3．2 试验样品的选取与制备

3．3 复合绝缘子微观性能测试结果与分析

3．3．1 电场强度对复合绝缘子老化程度的影响

3．3．2 运行环境对复合绝缘子老化程度的影响

3．3．3 运行年限对复合绝缘子老化程度的影响

3．3．4 不同因素对复合绝缘子老化程度的作用差异

3．4 小结

第四章 复合绝缘子微观性能评估系统

4．1 原始数据的量化

4．1．1 TSC量化规则

4．1．2 FTIR量化规则

4．1．3 SEM量化规则

4．2 评估模型算法的确定

4．2．1 贝叶斯算法

4．2．2 BP神经网络

4．2．3 层次分析法

4．2．4 遗传算法

4．2．5 算法的比较

4．3 复合绝缘子微观性能评估模型的建立

4．3．1 基于贝叶斯网络的复合绝缘子微观性能评估模型

4．3．2 基于BP神经网络的复合绝缘子微观性能评估模型

4．3．3 两种模型测试结果的对比

4．4 小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录1

附录2

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目

致谢