Kompozitné izolátory zo silikónového kaučuku sa v posledných desaťročiach široko používajú v energetických systémoch kvôli ich vynikajúcej hydrofóbnosti a vlastnostiam proti vzplanutiu znečistenia. Polymérové izolátory zo silikónového kaučuku však v skutočnej prevádzke čelia rôznym drsným prostrediam, čo ich robí náchylnými na starnutie materiálu a zhoršenie kvality v drsných prostrediach, čo vedie k zníženiu výkonu izolátora. Najmä vo vysokohorských prostrediach je vzduch riedky a intenzita ultrafialových lúčov je oveľa vyššia ako v iných oblastiach. Ultrafialové žiarenie sa stalo dôležitým faktorom ovplyvňujúcim starnutie izolantov.
Vďaka kratšej vlnovej dĺžke a väčšej energii fotónu môžu ultrafialové lúče narušiť niektoré chemické väzby polyméru silikónového kaučuku, čím sa menia fyzikálne a chemické vlastnosti materiálu, čo sa priamo prejavuje znížením hydrofóbnosti povrchu izolantu. , praskanie a práškovanie. , zvyšuje sa drsnosť povrchu atď., čo znižuje preskokové napätie, ľahko spôsobuje zlyhanie elektrickej siete a spôsobuje obrovské ekonomické straty.
V súčasnosti sa externé testovanie izolácie v drsnom prostredí, ako sú vysoké nadmorské výšky a silné ultrafialové lúče, delí hlavne na priame metódy a nepriame metódy. Priame metódy vo všeobecnosti zahŕňajú metódu izolačného odporu, metódu merania elektrického poľa, metódu pulzného prúdu atď. Metóda izolačného odporu sa dosahuje meraním zvodového prúdu. Zvodový prúd však bude ovplyvnený rôznymi faktormi, ako je počasie a úroveň znečistenia, a presnosť merania bude do určitej miery ovplyvnená. Metóda merania elektrického poľa zjednodušuje axiálne rozloženie elektrického poľa modelu elektrického poľa meraním izolačného reťazca. Nájdite poruchu kontinuity vnútornej izolácie izolátora; metóda pulzného prúdu určuje izolačný stav izolátora meraním korónového pulzného prúdu.
Zjavnou nevýhodou priamej metódy je, že účinnosť merania je nízka a kvôli prevádzke je často potrebné, aby personál vyliezol na stĺp, čo je veľmi nepohodlné a bezpečnostný faktor nie je vysoký. V súčasnosti bezkontaktná online metóda monitorovania vykazuje zjavné výhody. Medzi bezkontaktné metódy patrí najmä ultrafialové zobrazovanie, infračervené zobrazovanie a röntgenové zobrazovanie. Tieto metódy majú stále určité nedostatky. Napríklad ultrafialové zobrazovanie a infračervené tepelné zobrazovanie odrážajú stav izolátora meraním charakteristík nepriamych signálov, ako je elektrina a teplo. A ultrafialové zobrazovanie sa musí vykonávať v noci, čo neprispieva k detekcii. Preto nájdenie vhodnejšej, priamej, bezkontaktnej, rýchlej a nedeštruktívnej metódy na detekciu starnutia materiálov zo silikónovej gumy má veľký význam pre udržanie bezpečnej a stabilnej prevádzky energetického systému.
Hyperspektrálna technológia organicky kombinuje zobrazovaciu technológiu a spektroskopickú technológiu. Dokáže zobraziť elektromagnetické vlny v ultrafialovej, viditeľnej, blízkej infračervenej a strednej infračervenej oblasti vo viacerých súvislých rozdelených pásmach. Má vysoké spektrálne rozlíšenie a obsahuje obrazové a spektrálne informácie, po vytvorení spektrálnej knižnice pre detekčný objekt je možné vzorku priamo detegovať online bez prípravy vzorky. V posledných rokoch zohrala obrovskú úlohu nielen v oblasti diaľkového prieskumu Zeme, ale preukázala aj veľké úspechy v priemysle, poľnohospodárstve a ešte väčší potenciál priemyselných aplikácií.
Výskumníci z Southwest Jiaotong University použili hyperspektrálnu technológiu na detekciu umelých izolačných fólií zo silikónovej gumy starnúcej UV žiarením, zozbierali a spracovali surové údaje o spektre v rôznych stavoch starnutia a kombinovali údaje súvisiace s infračervenou spektroskopiou Fourierovou transformáciou (FTIR) na analýzu rôznych stupňov starnutia. V súlade s mechanizmom odozvy a charakteristickými zmenami hyperspektrálnych spektrálnych čiar sa nakoniec použil algoritmus hlbokého extrémneho učenia (DELM) na vytvorenie modelu hodnotenia stupňa starnutia povrchu kompozitného izolátora a klasifikáciu stupňa starnutia vzoriek. Výsledky výskumu poskytujú nové metódy a nový základ pre online detekciu a hodnotenie stavu starnutia povrchu izolantu.
Po použití umelej ultrafialovej testovacej komory na zrýchlené starnutie na vykonanie testov zrýchleného starnutia na vzorkách silikónového kaučuku HTV, s použitím hyperspektrálnej technológie na zistenie stavu starnutia vzoriek po zrýchlenom starnutí a použitím klasifikačného modelu DELM na vyhodnotenie starých vzoriek, výskumníci z juhozápadu Univerzita Jiaotong Boli získané tieto závery:
1) Umelá testovacia komora zrýchleného starnutia ultrafialovým žiarením môže lepšie simulovať vplyv dlhovlnných ultrafialových lúčov v prostredí náhornej plošiny na vzorky. Po starnutí sa drsnosť povrchu vzorky zväčšuje, farba sa postupne prehlbuje a sčernie, zvyšuje sa tvrdosť, vznikajú trhliny.
2) Rozdiely v stupni starnutia vzorky sa odrážajú vo významných rozdieloch v hyperspektrálnych čiarach. Najviditeľnejšie pásy sú 1150-1250nm, čo predstavuje trojfrekvenčné charakteristické absorpčné pásmo skupiny CH a dvojfrekvenčné charakteristické absorpčné pásmo -OH. Od 1400 do 1500nm je celkový trend odrazivosti v celom pásme klesajúci s narastajúcim časom starnutia.
3) Model klasifikácie stroja s hlbokým extrémnym učením založený na celopásmových údajoch môže klasifikovať stupeň starnutia povrchu kompozitných izolátorov s rôznym časom starnutia. Presnosť môže dosiahnuť 96,67% a rýchlosť tréningu je rýchla a zovšeobecňovanie je dobré. Je to stav starnutia izolantov. Online detekcia prináša nové nápady.