基于太赫茲成像的層狀復合絕緣結構內部分層缺陷SSA-CNN 定量表征*

朵文博 李宏偉 李帥兵 楊 棟 盧保朋 康永強 曹炳磊

(1.蘭州交通大學自動化與電氣工程學院 蘭州 730000；2.蘭州交通大學新能源與動力工程學院 蘭州 730000)

1 引言

電力電纜、電纜終端和絕緣子等具備層狀復合絕緣結構的電氣設備是電力線路中的關鍵環節，其絕緣性能直接關乎到整個電力系統的安全運行。層狀復合絕緣結構一般由不同絕緣材料復合而成，雖然提高了絕緣件本身的電氣性能，但層與層之間的密閉性易受外界破壞。在運輸、安裝、受到外力破壞和外界環境中較大溫差的影響后會表現出不同的收縮特性，從而對層狀復合結構造成破壞，產生分層、氣隙等缺陷，吸收水分等現象會降低絕緣可靠性[1-2]。并且分層、氣隙缺陷的形狀和尺寸以及所在位置在運行過程中會影響場強畸變[3]，在電、熱、機械等多場耦合作用下，會造成分層缺陷處的局部場強過大，極易發生局部放電，甚至造成擊穿故障[4]，威脅電力設備乃至電力系統的安全穩定運行[5]。因此，隨著局部放電、絕緣失效等一系列問題[6-7]日益突出，在層狀復合絕緣結構電力設備的安全維護中，對分層缺陷的識別、受損程度和所在位置實現快速檢出是至關重要的[8-9]。

目前，無損檢測技術已廣泛應用于復合絕緣結構內部分層缺陷檢測中，包括超聲波、紫外線、紅外線和X 射線方法以及脈沖熱成像等檢測方法，但這些方法受設備本身劣勢和外部環境影響，因此適用范圍具有局限性[10-15]。隨著太赫茲技術的迅速發展，其具備的優點為無損檢測領域提供了一種新思路[16]。……