Композитные изоляторы из силиконовой резины в последние десятилетия широко использовались в энергосистемах благодаря их превосходной гидрофобности и свойствам защиты от пробивания загрязнений. Тем не менее, изоляторы из полимера силиконовой резины в реальной эксплуатации сталкиваются с различными суровыми условиями, что делает их склонными к старению материала и ухудшению качества в суровых условиях окружающей среды, что приводит к снижению характеристик изолятора. Особенно в высокогорных районах воздух разрежен, а интенсивность ультрафиолетовых лучей намного выше, чем в других районах. Ультрафиолетовое излучение стало важным фактором, влияющим на старение изоляторов.
Благодаря более короткой длине волны и большей энергии фотонов ультрафиолетовые лучи могут разрушать некоторые химические связи полимера силиконового каучукового материала, изменяя тем самым физические и химические свойства материала, что непосредственно проявляется в уменьшении гидрофобности поверхности изолятора. , растрескивание и припудривание. , увеличивается шероховатость поверхности и т. д., что снижает напряжение пробоя, легко приводит к выходу из строя электросети и приводит к огромным экономическим потерям.
В настоящее время испытания внешней изоляции в суровых условиях, таких как большая высота и сильные ультрафиолетовые лучи, в основном делятся на прямые и косвенные методы. Прямые методы обычно включают метод сопротивления изоляции, метод измерения электрического поля, метод импульсного тока и т. д. Метод сопротивления изоляции достигается путем измерения тока утечки. Однако на ток утечки будут влиять различные факторы, такие как погода и уровень загрязнения, и в определенной степени это повлияет на точность измерения. Метод измерения электрического поля упрощает аксиальное распределение электрического поля модели электрического поля путем измерения струны изолятора. Найдите нарушение целостности внутренней изоляции изолятора; метод импульсного тока определяет состояние изоляции изолятора путем измерения импульсного коронного тока.
Очевидным недостатком прямого метода является то, что эффективность измерения низкая, и персоналу часто приходится подниматься на столб для работы, что очень неудобно, а коэффициент безопасности невысокий. На данный момент бесконтактный метод онлайн-мониторинга демонстрирует очевидные преимущества. Бесконтактные методы в основном включают ультрафиолетовую визуализацию, инфракрасную визуализацию и рентгеновскую визуализацию. Эти методы все еще имеют некоторые недостатки. Например, ультрафиолетовое изображение и инфракрасное тепловидение отражают состояние изолятора путем измерения характеристик косвенных сигналов, таких как электричество и тепло. А ультрафиолетовую томографию приходится проводить в ночное время, что не способствует обнаружению. Поэтому поиск более удобного, прямого, бесконтактного, быстрого и неразрушающего метода обнаружения старения материалов из силиконовой резины имеет большое значение для обеспечения безопасной и стабильной работы энергосистемы.
Гиперспектральная технология органично сочетает в себе технологию визуализации и технологию спектроскопии. Он может отображать электромагнитные волны в ультрафиолетовом, видимом, ближнем инфракрасном и среднем инфракрасном диапазонах в нескольких непрерывных разделенных диапазонах. Он имеет высокое спектральное разрешение и содержит изображения и спектральную информацию. После создания спектральной библиотеки для объекта обнаружения образец можно обнаружить напрямую в режиме онлайн без подготовки образца. В последние годы он не только сыграл огромную роль в области дистанционного зондирования, но также продемонстрировал большие достижения в промышленности, сельском хозяйстве и еще больший потенциал промышленного применения.
Исследователи из Юго-западного университета Цзяотун использовали гиперспектральную технологию для обнаружения искусственных изоляционных листов из силиконового каучука, подвергшихся УФ-старению, собрали и обработали необработанные спектральные данные при различных состояниях старения, а также объединили данные инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) для анализа различных степеней старения. В соответствии с механизмом реакции и характерными изменениями гиперспектральных спектральных линий алгоритм машины глубокого экстремального обучения (DELM) был наконец использован для создания модели оценки степени старения поверхности композитного изолятора и классификации степени старения образцов. Результаты исследования предоставляют новые методы и новую основу для онлайн-обнаружения и оценки состояния старения поверхности изоляторов.
После использования испытательной камеры для ускоренного старения искусственным ультрафиолетом для проведения испытаний на ускоренное старение образцов силиконового каучука HTV, использования гиперспектральной технологии для определения состояния старения образцов после ускоренного старения и использования модели классификации DELM для оценки состаренных образцов, исследователи из Юго-Запада Университет Цзяотун Были получены следующие выводы:
1) Испытательная камера для ускоренного старения искусственным ультрафиолетом может лучше имитировать воздействие длинноволновых ультрафиолетовых лучей в среде плато на образцы. После старения шероховатость поверхности образца увеличивается, цвет постепенно углубляется и чернеет, увеличивается твердость, появляются трещины.
2) Различия в степени старения образца отражаются в существенных различиях гиперспектральных линий. Наиболее очевидными полосами являются 1150-1250 нм, которые представляют собой трехчастотную характеристическую полосу поглощения группы CH и двухчастотную характеристическую полосу поглощения -OH. От 1400 до 1500 нм общая тенденция отражательной способности во всем диапазоне снижается с увеличением времени старения.
3) Модель классификации машин глубокого экстремального обучения, основанная на полнополосных данных, может классифицировать степень старения поверхности композитных изоляторов с разным временем старения. Точность может достигать 96,67%, скорость обучения высокая и обобщение хорошее. Это состояние старения изоляторов. Онлайн-обнаружение дает новые идеи.