一、
目的和意义
合成绝缘子耐污闪能力强，主要因为它独具的憎水性和憎水迁移性，国内外许多学者投身研究合成绝缘子的憎水性和憎水迁移性能，特别是其憎水迁移性，对比国际上有很多解释，小分子迁移理论得到广泛支持，它主张：绝缘子表面污闪时，未与其它分子相交链的小分子从绝缘材料内部扩散到绝缘表面；或是大分子裂解的小分子迁移到污秽表面包裹污秽物，污秽物表面具有憎水性；还有人主张合成绝缘子憎水迁移性是大分子末端和链段包裹污秽物而形成的。此外还有许多观点，众说纷纭。因此在还没有研制出性能更好的绝缘子之前，合成绝缘子的憎水性状态的检测对保证系统稳定运行有着深远意义，选题的目的也在于此。 硅橡胶复合绝缘子优异的防污闪性能来源于其外绝缘材料硅橡胶良好的憎水性和独特的憎水迁移性。所谓憎水性是指绝缘子表面不易受潮，吸附的水分以不连续的孤立小水珠的形式存
在，不形成连续水膜，从而限制了表面泄漏电流，提高闪络电压；所谓憎水迁移性是指硅橡胶表面脏污后，硅橡胶可以把自身的憎水性迁移到污秽物表面，使污秽物表面也有憎水性。实践证明，运行中的复合绝缘子由于污秽、潮湿、放电、低温等因素的影响，其憎水性会发生下降甚至丧失，并直接影响输变电设备的防污闪性能，甚至威胁系统的安全运行。因此，对运行中的复合绝缘子的憎水性进行检测是十分必要的。 二、 国内外研究水平综述
目前，适用于现场的憎水性测量方法主要是瑞典输电研究所提出的喷水分级法。该方法将复合绝缘子表面的憎水性分为7级并给出分级判据和标准图片，HC-1级和HC-7级分别对应憎水性最强和最差（即完全亲水）的状态。试验中，用普通喷壶对试品表面喷洒水雾，观察水分在试品表面的分布情况，对比分级判据和标准图片，得出绝缘子表面的憎水性状况。
喷水分级法的缺陷是对人的主面判断依赖性较大。近年来，数码摄像技术和计算机数字图像处理技术的发展为人们更为客观和精确地评价复合绝缘子表面的憎水性提供了一条新的道路。瑞典的研究人员对人工模拟老化的复合绝缘子试样通过喷水分级法测量憎水性等级，
同时拍摄喷水后绝缘了表面的数字灰度图像。利用计算机图像处理技术从大量数字灰度图像中提取出一个函数值和HC等级呈现单调关系的数学函数（命名为憎水性指示函数）。从而通过憎水性指示函数来得出绝缘子的憎水性等级。但该研究仅停留在实验室阶段，缺乏对复杂情况下复杂表面的分析；虽然对现场在线测试做了可行性预测，但并没有付诸实施。
目前，华北电力大学（北京）高电压与电磁兼容研究所正在从事基于喷水分级法和数字图像处理技术的复合绝缘子表面憎水性在线检测方法的研究并已取得阶段性成果，国内外已经研制出多种憎水性在线检测设备。
三、 项目的理论和实践依据
基本工作方法
（1）采用喷水分级法（即HC分级法）。
（2）采取塔上、地面相结合的工作方式。
（3）工作人员上塔，对运行复合绝缘子靠近接地侧的1～3个伞裙进行憎水性测量：先对待测伞裙进行定量喷水雾，然后用数码拍摄装置对喷水后的复合绝缘子进行拍照。
（4）工作人员回到地面，将拍摄到的数码图像通过USB数据传输线输入到计算机中，通过憎水性分析软件来分析复合绝缘子的憎水性状况。
憎水性等级分级方法
喷水分级法将复合绝缘子表面憎水性分为HC1-HC7 七个等级，HC1级对应憎水性最好的状态，HC7则对应完全亲水性的表面。本装置采用如下所述的两种方法来对复合绝缘子表面的憎水性状态进行分级。
（1）图像对比法
将现场获得的复合绝缘子喷水图像同图1-1所示的标准图像进行对比，通过分析待测图像与各标准图像的相似性并参考表2-1所示的各HC等级的特征描述来进行分级。
ibm as400
HC1 HC2 HC3
HC4 HC5 HC6
HC7
图1-1 不同憎水等级的标准图像
表2-1 不同憎水性等级的图像特征描述
HC值 | 绝激光放大器实验 缘 子 表 19世纪面 水 滴 的 状 态 |
1 | 仅形成分离的水珠，大部分水珠θr≥80° |
2 | 仅形成分离的水珠，大部分水珠50°<θr<80° |
3 | 仅形成分离的水珠，水珠一般不再是圆的，大部分水珠20°<θr≤50° |
4 | 同时存在分离的水珠和水膜（θr＝0°），总的水膜覆盖面积<被测面积的90％，最大的水膜面积<2cm2 |
5 | 总的水膜覆盖面积<被测面积的90％，最大的水膜面积>2cm2 |
6 | 总的水膜覆盖面积>被测面积的90％，有少量的干燥区域（点或狭窄带） |
7 | 全部试验面积上覆盖了连续的水膜 |
| |
（2）改进形状因子法
通过计算绝缘子喷水图像中的最大水珠（或最大水膜）的面积比K和形状因子fc，并依据表2-1所示判据来进行分级。面积比K的计算公式为：
，
（2－1）式中，最大水珠（水迹）的面积和图像总面积的单位均为像素。
形状因子fc由专用计算公式得到。
四、 项目研究内容和实施方案
为准确评价运行复合绝缘子的憎水性，利用复合绝缘子憎水性检测装置进行复合绝缘子憎水性的动态巡视，可以达到一定的预期目的和成果：
（1）憎水性丧失特性，可在冬末春初第一场降雨到来前并且环境温度上升至0℃时进行测量，测量时刻为中午前后，测量应进行多次。通过这个参数可以获知运行复合绝缘子在一年中憎水性最差的情况。
（2）憎水性恢复特性，可在每年最热的6~8月进行，测量尽量选择晴好天气，测量时刻为早晨或傍晚，同样测量应进行多次，通过这个参数可以得出现场复合绝缘子在一年中憎水性最好的时候，若这个时候现场的某支复合绝缘子的憎水性还比较差，那说明这复合支绝缘子在一年中的其他时候憎水性也难以恢复，就需要对这支复合绝缘子的运行状况进行关注。
对于冬季憎水性达到HC6级及以上的复合绝缘子，建议进行等值盐密的测量，并基于等值盐密测量结果决定是否对运行复合绝缘子进行清扫或水冲。
对于夏季憎水性达到浙江癌症村HC6级及以上的复合绝缘子，根据DL/T864-2004的规定，建议退出运行。
五、 预期目标和成果形式
居敬小学复合绝缘子憎水性带电检测技术应用是基于喷水分级法和数字图像处理技术的一种改进形状因子法的憎水性等级判断方法,通过电动式自动喷水装置、微型数码摄像机和憎水性分析软件等组成的憎水性带电检测装置对重污秽地区现场试验,能发现运行复合绝缘子憎水性季
横隔板节变化特性和非季节性的变化特点,从而经过对输电线路进行冬季憎水性下降特性测量和夏季憎水性恢复特性测量的运行复合绝缘子憎水性动态检测诊断，应用扫描电镜技术和红外光谱分析技术,掌握线路运行复合绝缘子憎水性下降程度,为输电线路状态检修提供准确而有力的依据。
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