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【摘要】微波辐射计，即用以检测物体微波辐射能量的仪器。因其自身不会发射信号，而只能被动接受各类物体所发出的辐射信号，因而很难被人类发现。微波辐射计具有优良的保密性，且其体积较小，功耗和成本较低，在国内外的应用前景极为广泛。文章基于上述背景，对微波辐射计检测绝缘子污秽的方法展开了初步探讨。
【关键词】微波辐射计；绝缘子污秽；检测方法
用微波辐射计来检测绝缘子时，污秽自身的辐射特性是极为关键的一大因素。因污秽物有不同的复介电常数和辐射特性，我们在检测绝缘子污秽时，通常会用到微波辐射计，进而研究污秽的复介电常数特性。现阶段，有关污闪的研究大度是在实验室内进行，国际上人工污秽的检测方法已趋向于成熟；而在国外，则通常使用固体层法与盐雾法来提取标本污秽物。文章将对微波辐射计测量污秽物的介电常数、辐射特性等展开进一步论述。
一、微波辐射测量的基本原理
“辐射测量学”（Radiometry）即非相干辐射电磁能量的检测，微波辐射测量学（Microwave radiometry）则是处于微波频段内非相干辐射电磁能量测量的一项检测技术。在微波辐射测量过程中，微波辐射计发出的电压信号，经定标核算后，获得的都是额定工作频率、天线指向与极化的真实数据。测量地物微波辐射特性时，通常需要了解地物的亮度温度，而后以微波辐射测量原理为指导，分析和研究微波辐射测量的天线系统及其内在关系。
二、污秽绝缘子运行状态特征量与污秽等级划分
（一）等值附盐密度。等值附盐密度（ESDD），即以绝缘子表面上污秽中导电物质的含量Nacl（单位为cm2），即等值盐密。测量等值附盐密度的方法通常为：用蒸馏水将瓷表面的污秽物清除，用相应的仪器来检测污秽溶液的盐密值。等值盐密可直接观察到污秽程度，而无需考虑周边温度、实验设备及电压等因素影响，相对而言较为直观。一直以来，国内测量污秽度的方法大多是采用等值盐密测量法，而后根据实际的测量结果，来评定污秽等级，并定期清扫现场设备。在干燥区域内，虽然实际测量到的的盐密值较高，不过其并不会影响绝缘子的绝缘性能；而在阴雨地区，尽管实际测量的等值盐密较小，但绝缘水平却有可能会降低。
（二）污秽等级划分。运用微波辐射计来测量绝缘子污秽程度时，天线温度与等值盐密相对应，而后根据标准的等值盐密来对污秽等级进行划分，这便是我们所说的用微波辐射计检测和划分污秽等级。与此同时，微波辐射计还可有效检测出设备表面的积污速度、每年在各个季节及气象状况下的最高污秽程度及发展态势，缓解现场饱和盐密的检测问题，为科学配置设备外绝缘爬距比提供有效参考。此外，微波辐射计测量污秽，还能及时统计某个时期内的污秽情况，以帮助现场人员采取有效的防治措施。
三、微波辐射计检测绝缘子污秽的方法
（一）测量理论基础。测量线（开槽线），是一种传统微波测量仪器，通常为传输线结构，包含同波导或是同轴线两大部分。波导法，即将填充介质试样的波导段作为传输系统的组成部分，用以检测其复介电常数，一般使用终端短路法。根据介质波导传输线理论，当短路波导的尾端用介质试样填充时，在介质试样输入端面可得出下列阻抗关系式：
上式中，γ代表介质试样波导段中的传播常数，即：
， 表示介质试样的长度， 代表空气波导中未填充介质的相位常数，也就是， 代表输入驻波比（介质试样段）， 表示波导波长， 表示由驻波节点到介质试样输入端面的间距。
（二）测量方法。因被测污秽物具有很高的电导率，且其损耗较大，测量时样品长度容易产生明显误差，因而笔者在测量时选用了长样试法。其测量原理在于：将样品适度做长，从而消耗入射到样品中的大部分微波能量，以减少输入端的反射能量，在该种形势下，我们也可认为样品“无限”长，测量步骤也就变得相对简单，介电常数的公式如下：
代表试样输入端面与最近驻波最小点间的距离， ，Dr代表空波导测量线上驻波点的参考面，Dε代表线驻波点的测量位置，选择相应的n值，确保D<半波长，即可获得 。
（三）实验测量与分析。因本文的研究重点在于污秽含水含盐量和复介电常数间的关系，污秽制取时应先配置浓度适当的氯化钠溶液（比例为NaCl0.5g、1g、2g与3g，4g，水5ml、10ml、15ml及20ml），而后伴之以10g硅藻土，得出盐分与含水量不同的污秽样品。通过分析和研究所制取的样品，得出污秽水分与介电常数、污秽含盐量与介电常数虚部间的关系,如下图所示。
四、结论
利用微波辐射计来检测绝缘子的污秽程度，这是电力系统中微波技术的另一大应用。然而，该项技术还处于应用初期，理论与实践方法都还不够成熟，微波辐射计在电力系统中的应用还有待进一步研究和推广。
参考文献：
[1]严璋.电气绝缘在线检测技术.北京：水利水电出版社，2008.
[2]施倩.脉冲电流法检测不良绝缘子分辨率的研究.高电压技术，2011,4(3):44～46.
作者简介：郭淑贞，1978年5月，女，籍贯：山东省梁山县，汉，职称：高级工程师，研究方向：电力电子技术，单位：湖南水利水电职业技术学院电力工程系 。
【关键词】微波辐射计；绝缘子污秽；检测方法
用微波辐射计来检测绝缘子时，污秽自身的辐射特性是极为关键的一大因素。因污秽物有不同的复介电常数和辐射特性，我们在检测绝缘子污秽时，通常会用到微波辐射计，进而研究污秽的复介电常数特性。现阶段，有关污闪的研究大度是在实验室内进行，国际上人工污秽的检测方法已趋向于成熟；而在国外，则通常使用固体层法与盐雾法来提取标本污秽物。文章将对微波辐射计测量污秽物的介电常数、辐射特性等展开进一步论述。
一、微波辐射测量的基本原理
“辐射测量学”（Radiometry）即非相干辐射电磁能量的检测，微波辐射测量学（Microwave radiometry）则是处于微波频段内非相干辐射电磁能量测量的一项检测技术。在微波辐射测量过程中，微波辐射计发出的电压信号，经定标核算后，获得的都是额定工作频率、天线指向与极化的真实数据。测量地物微波辐射特性时，通常需要了解地物的亮度温度，而后以微波辐射测量原理为指导，分析和研究微波辐射测量的天线系统及其内在关系。
二、污秽绝缘子运行状态特征量与污秽等级划分
（一）等值附盐密度。等值附盐密度（ESDD），即以绝缘子表面上污秽中导电物质的含量Nacl（单位为cm2），即等值盐密。测量等值附盐密度的方法通常为：用蒸馏水将瓷表面的污秽物清除，用相应的仪器来检测污秽溶液的盐密值。等值盐密可直接观察到污秽程度，而无需考虑周边温度、实验设备及电压等因素影响，相对而言较为直观。一直以来，国内测量污秽度的方法大多是采用等值盐密测量法，而后根据实际的测量结果，来评定污秽等级，并定期清扫现场设备。在干燥区域内，虽然实际测量到的的盐密值较高，不过其并不会影响绝缘子的绝缘性能；而在阴雨地区，尽管实际测量的等值盐密较小，但绝缘水平却有可能会降低。
（二）污秽等级划分。运用微波辐射计来测量绝缘子污秽程度时，天线温度与等值盐密相对应，而后根据标准的等值盐密来对污秽等级进行划分，这便是我们所说的用微波辐射计检测和划分污秽等级。与此同时，微波辐射计还可有效检测出设备表面的积污速度、每年在各个季节及气象状况下的最高污秽程度及发展态势，缓解现场饱和盐密的检测问题，为科学配置设备外绝缘爬距比提供有效参考。此外，微波辐射计测量污秽，还能及时统计某个时期内的污秽情况，以帮助现场人员采取有效的防治措施。
三、微波辐射计检测绝缘子污秽的方法
（一）测量理论基础。测量线（开槽线），是一种传统微波测量仪器，通常为传输线结构，包含同波导或是同轴线两大部分。波导法，即将填充介质试样的波导段作为传输系统的组成部分，用以检测其复介电常数，一般使用终端短路法。根据介质波导传输线理论，当短路波导的尾端用介质试样填充时，在介质试样输入端面可得出下列阻抗关系式：
上式中，γ代表介质试样波导段中的传播常数，即：
， 表示介质试样的长度， 代表空气波导中未填充介质的相位常数，也就是， 代表输入驻波比（介质试样段）， 表示波导波长， 表示由驻波节点到介质试样输入端面的间距。
（二）测量方法。因被测污秽物具有很高的电导率，且其损耗较大，测量时样品长度容易产生明显误差，因而笔者在测量时选用了长样试法。其测量原理在于：将样品适度做长，从而消耗入射到样品中的大部分微波能量，以减少输入端的反射能量，在该种形势下，我们也可认为样品“无限”长，测量步骤也就变得相对简单，介电常数的公式如下：
代表试样输入端面与最近驻波最小点间的距离， ，Dr代表空波导测量线上驻波点的参考面，Dε代表线驻波点的测量位置，选择相应的n值，确保D<半波长，即可获得 。
（三）实验测量与分析。因本文的研究重点在于污秽含水含盐量和复介电常数间的关系，污秽制取时应先配置浓度适当的氯化钠溶液（比例为NaCl0.5g、1g、2g与3g，4g，水5ml、10ml、15ml及20ml），而后伴之以10g硅藻土，得出盐分与含水量不同的污秽样品。通过分析和研究所制取的样品，得出污秽水分与介电常数、污秽含盐量与介电常数虚部间的关系,如下图所示。
四、结论
利用微波辐射计来检测绝缘子的污秽程度，这是电力系统中微波技术的另一大应用。然而，该项技术还处于应用初期，理论与实践方法都还不够成熟，微波辐射计在电力系统中的应用还有待进一步研究和推广。
参考文献：
[1]严璋.电气绝缘在线检测技术.北京：水利水电出版社，2008.
[2]施倩.脉冲电流法检测不良绝缘子分辨率的研究.高电压技术，2011,4(3):44～46.
作者简介：郭淑贞，1978年5月，女，籍贯：山东省梁山县，汉，职称：高级工程师，研究方向：电力电子技术，单位：湖南水利水电职业技术学院电力工程系 。