Les isolants composites en caoutchouc de silicone ont été largement utilisés dans les systèmes électriques au cours des dernières décennies en raison de leur excellente hydrophobie et de leurs propriétés anti-pollution flashover. Cependant, les isolants en polymère de caoutchouc de silicone sont confrontés à divers environnements difficiles en fonctionnement réel, ce qui les rend sujets au vieillissement et à la détérioration des matériaux dans les zones environnementales difficiles, entraînant une réduction des performances de l'isolant. Surtout dans les environnements de haute altitude, l’air est raréfié et l’intensité des rayons ultraviolets est beaucoup plus élevée que dans d’autres régions. Le rayonnement ultraviolet est devenu un facteur important affectant le vieillissement des isolants.
En raison de leur longueur d'onde plus courte et de leur énergie photonique plus grande, les rayons ultraviolets peuvent rompre certaines des liaisons chimiques du polymère du caoutchouc de silicone, modifiant ainsi les propriétés physiques et chimiques du matériau, ce qui se manifeste directement par une réduction de l'hydrophobie de la surface de l'isolant. , fissuration et poudrage. , la rugosité de la surface augmente, etc., ce qui réduit la tension de contournement, provoque facilement une panne du réseau électrique et entraîne d'énormes pertes économiques.
À l'heure actuelle, les tests d'isolation externe dans des environnements difficiles tels que les hautes altitudes et les forts rayons ultraviolets sont principalement divisés en méthodes directes et méthodes indirectes. Les méthodes directes comprennent généralement la méthode de résistance d'isolement, la méthode de mesure du champ électrique, la méthode de courant pulsé, etc. La méthode de résistance d'isolement est obtenue en mesurant le courant de fuite. Cependant, le courant de fuite sera affecté par divers facteurs tels que les conditions météorologiques et le niveau de pollution, et la précision des mesures sera affectée dans une certaine mesure. La méthode de mesure du champ électrique simplifie la distribution axiale du champ électrique du modèle de champ électrique en mesurant la chaîne d'isolants. Rechercher le défaut de continuité d'isolation interne de l'isolant ; la méthode du courant pulsé détermine l'état d'isolation de l'isolant en mesurant le courant pulsé corona.
L'inconvénient évident de la méthode directe est que l'efficacité de la mesure est faible et qu'elle nécessite souvent que le personnel grimpe sur le poteau pour fonctionner, ce qui est très gênant et le facteur de sécurité n'est pas élevé. À l’heure actuelle, la méthode de surveillance en ligne sans contact présente des avantages évidents. Les méthodes sans contact comprennent principalement l’imagerie ultraviolette, l’imagerie infrarouge et l’imagerie aux rayons X. Ces méthodes présentent encore quelques lacunes. Par exemple, l’imagerie ultraviolette et l’imagerie thermique infrarouge reflètent l’état de l’isolant en mesurant les caractéristiques des signaux indirects tels que l’électricité et la chaleur. Et l’imagerie ultraviolette doit être réalisée la nuit, ce qui n’est pas propice à la détection. Par conséquent, trouver une méthode plus pratique, directe, sans contact, rapide et non destructive pour détecter le vieillissement des matériaux en caoutchouc de silicone est d'une grande importance pour maintenir le fonctionnement sûr et stable du système électrique.
La technologie hyperspectrale combine organiquement la technologie d’imagerie et la technologie de spectroscopie. Il peut imager les ondes électromagnétiques dans les régions ultraviolettes, visibles, proche infrarouge et moyen infrarouge dans plusieurs bandes subdivisées continues. Il a une résolution spectrale élevée et contient des informations d'image et spectrales. Après avoir établi une bibliothèque spectrale pour l'objet de détection, l'échantillon peut être directement détecté en ligne sans préparation d'échantillon. Ces dernières années, elle a non seulement joué un rôle énorme dans le domaine de la télédétection, mais a également permis de réaliser de grandes réalisations dans l'industrie, l'agriculture et un potentiel d'applications encore plus industrielles.
Des chercheurs de l'Université Jiaotong du Sud-Ouest ont utilisé la technologie hyperspectrale pour détecter des feuilles d'isolation artificielles en caoutchouc de silicone vieillies aux UV, collecté et traité des données brutes de spectre dans différents états de vieillissement, et combiné les données liées à la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) pour analyser différents degrés de vieillissement. Correspondant au mécanisme de réponse et aux changements caractéristiques des raies spectrales hyperspectrales, l'algorithme DELM (Deep Extreme Learning Machine) a finalement été utilisé pour établir un modèle d'évaluation du degré de vieillissement de la surface d'un isolant composite et classifier le degré de vieillissement des échantillons. Les résultats de la recherche fournissent de nouvelles méthodes et une nouvelle base pour la détection et l’évaluation en ligne de l’état de vieillissement de la surface des isolants.
Après avoir utilisé une chambre d'essai de vieillissement accéléré aux ultraviolets artificiels pour effectuer des tests de vieillissement accéléré sur des échantillons de caoutchouc de silicone HTV, en utilisant la technologie hyperspectrale pour détecter l'état de vieillissement des échantillons après un vieillissement accéléré et en utilisant le modèle de classification DELM pour évaluer les échantillons vieillis, des chercheurs du Sud-Ouest Université Jiaotong Les conclusions suivantes ont été obtenues :
1) La chambre d'essai de vieillissement accéléré par les ultraviolets artificiels peut mieux simuler l'impact des rayons ultraviolets à ondes longues dans l'environnement du plateau sur les échantillons. Après vieillissement, la rugosité de surface de l'échantillon augmente, la couleur s'approfondit progressivement et devient noire, la dureté augmente et des fissures apparaissent.
2) Les différences dans le degré de vieillissement de l'échantillon se traduisent par des différences significatives dans les raies hyperspectrales. Les bandes les plus évidentes sont 1150-1250 nm, qui représente la bande d'absorption caractéristique à trois fréquences du groupe CH et la bande d'absorption caractéristique à deux fréquences de -OH. De 1 400 à 1 500 nm, la tendance générale de la réflectivité dans l’ensemble de la bande est de diminuer avec l’augmentation du temps de vieillissement.
3) Le modèle de classification automatique d'apprentissage extrême profond basé sur des données pleine bande peut classer le degré de vieillissement de surface des isolateurs composites avec différents temps de vieillissement. La précision peut atteindre 96,67 %, la vitesse d'entraînement est rapide et la généralisation est bonne. C'est l'état de vieillissement des isolants. La détection en ligne fournit de nouvelles idées.