高压设备放电紫外图像特征量提取方法研究

紫外成像仪提供光子数来表征放电强度,但是因为存在环境噪声干扰,光子数并不准确,有时甚至误差很大。为了更准确地描述高压设备的放电状态,文中提出了利用数字图像处理技术提取图像参量来表征放电特性的新方法。首先将试验得到的紫外图像灰度化,再通过阈值分割法二值化,利用数学形态法滤波以及通过小区域消除算法提取了放电区域;之后,采取不规则图形边界跟踪算法得到放电区域边界点的坐标,并对光斑面积、边界周长、长轴、短轴等参数进行定义并计算;最后采用radon变换算法,获得沿高压设备表面的放电强度空间分布曲线。变电站现场绝缘子表面放电实例应用表明了上述方法能正确有效地评估放电特性。     

基于改进C-V模型的外绝缘放电紫外图像特征量提取

为实现紫外(UV)成像技术检测绝缘子缺陷时产生的紫外图像中放电区域的自动准确分割,提出了一种基于改进Chan-Vese(C-V)模型的放电光斑提取方法。通过引入符号距离保持项、用水平集函数梯度的模替代Dirac函数以及简化模型参数来对现有C-V模型进行了改进,然后将其用于获取绝缘子表面放电紫外图像的放电光斑,并给出了基于常规边缘检测算子法、数学形态学的紫外图像分割结果。结果表明:改进后的C-V模型能更为快速准确地分割出紫外成像的目标光斑,且具有较好的抗干扰能力。与现有方法相比较,使用改进的C-V模型来提取放电光斑的准确度提高了5%,且对C-V模型中关键参数的依赖性较小,非常适合于紫外图像特征量的提取。研究结果可为输电线路外绝缘的有效检测提供重要依据。     

电晕放电探测用紫外检测设备的研究∗

检测电晕放电是发现高压电气设备有无绝缘故障或潜在绝缘故障最直接、最有效的方法.传统的紫外成像 仪在电晕放电检测中不但价格昂贵且需专业人员操作,无法在电力系统中大规模推广使用.针对该现象,分析了电晕 放电的原理以及紫外光子数与电晕强度的联系,提出了基于UV传感器的紫外检测设备的研究课题,其主要功能模块 有主控模块、紫外线的采集与转换电路(光电转换电路)、成像模块、GPS定位模块、数据存储与通信模块以及显示 模块等,重点对光电转换电路、成像模块和定位模块进行了设计.通过在高压实验室测试,所设计的紫外检测设备可 以有效表征电晕放电强度,并能够准确定位放电位置.     

针-板模型交/直流电晕放电的紫外特征参量

紫外(UV)成像仪是检测电气设备电晕放电的一种常用手段,但是目前在工程应用中仍面临着紫外成像仪检测结果与放电故障类型难以确切对应的问题。为此,通过紫外成像研究了交/直流电压下针-板模型的电晕放电,提取了电晕放电光子数与紫外图像光斑面积,对比分析了针-板模型在不同交/直流电压下光子数和光斑面积的特性。结果表明:光子数和光斑面积能在一定程度上反映电晕放电强度;随着检测距离的增加,光子数和光斑面积均会衰减,衰减规律满足阿拉德定律;光子数随增益而呈现先增后减的趋势,而光斑面积随增益的增加而增加,具有明显的单调性;交流和负极性直流电压下,随着电压的增加,紫外特征参量呈现幂函数的增长趋势;正极性直流电压下,由于针电极的极性效应,电晕起始电压较高;由于放电初期的中和电离影响,光子数和光斑面积会出现跃升;此后,光子数和光斑面积随着起主导作用的电离形式发生变化而锐减;随后,光子数和光斑面积都随电压的增加而平稳增长,此时2种紫外特征参量与电压也呈现幂函数关系。因此,光子数和光斑面积可互为补充,从多个角度对电晕放电强度进行识别与表征。     

基于紫外成像的憎水性表面电晕起始放电研究

由于紫外成像仪能对电晕放电刚开始辐射出的紫外光子进行及时捕捉,所以通过紫外成像的方法能更加准确的确定电晕的起始电压。采用紫外成像仪观察电晕放电时辐射的紫外光子,研究了憎水性表面水珠的数目、大小对电晕起始电压的影响。结果表明:在测试条件完全一致的情况下,在水珠体积一定时,憎水性表面水珠电晕放电的起始电压随水珠的数量增加而下降;水珠数量一定时,电晕放电起始电压随水珠的体积增大而下降;憎水性表面的电晕起始电压比亲水性表面的电晕起始电压高20%~40%。电晕放电状况与监测到的光子数有关,在利用紫外成像仪监测绝缘材料表面电晕放电时,应结合表面的湿润情况进行综合判断,才能有效得到该状态下的起始电晕放电特性。     

紫外成像技术在变电站带电检测中的应用

正变电站的高压设备在大气环境下运行较长时间后会出现一些结构性缺陷,或随着表面污秽的增加和环境湿度的影响绝缘性能下降,从而产生电晕或表面局部放电。电晕属于高压脉冲放电,会使空气发生化学反应,产生臭氧及氧化氮等物质,引起电气设备绝缘性能下降,进而造成设备事故。因此,及时、准确地检测出电晕放电等级对保证电网的安全运行至关重要。目前,电力设备一般通过红外成像仪、超声电     

基于水平集模型的电气设备紫外图像放电区域分割

电气设备电晕放电时产生紫外光,紫外成像检测技术通过检测紫外光的方法检测电气设备外绝缘状况,是发现电气设备电晕放电故障隐患的重要手段。图像处理在紫外成像检测技术中有非常重要的作用。基于简化的Mumford-Shah水平集(Level Set)图像分割模型,提出一种新的紫外图像放电区域分割方法,采用该方法对采集到的紫外图像进行图像分割处理,得到了电晕放电区域边界曲线和放电面积,有利于进一步的模式识别。为检验该方法的抗扰性,进行了多次的实验,结果表明该方法可以在不进行滤波预处理的情况下,有效地抑制泊松噪声和高斯噪声引起的干扰。针对现场采集的含有较多噪声的紫外图像,提出改变模型权重的措施,进一步提高了放电区域分割的准确度。该电气设备放电区域分割方法对于不同类型、不同背景的紫外图像具有良好的适应性。     

紫外放电检测量化表征及预测方法研究

随着智能电网的建设和电压等级的提高,局部放电已经成为输变电设备,特别是高压电气设备上绝缘介质老化的重要原因,因而局部放电的检测和量化评估也就成为绝缘介质状况监测研究的关键。文中构筑一套新型的紫外放电监测系统,提出用设备放电的物理量来表征放电的状态,以光子数来量化放电强度,进而定量评估设备绝缘性能和预测设备寿命。有效解决了对早期放电难以定量计测,无判断设备更新标准的难题。通过计算仿真以及集成系统的测试,该系统能实时地监控高压电器放电并且判断放电强度,验证了该方法的可行性和有效性。对局部放电紫外检测领域的研究具有一定的理论意义,对电力系统安全运行及实现输变电设备在线监测提供了有效的解决方案,为紫外检测标准的建立打下了基础。     

输电线路绝缘子表面局部放电紫外图像检测方法

在电、热、力以及物理环境因素长期作用的影响下,电力设备绝缘电气、机械及其他性能下降会引起设备老化、破损等现象,影响电力设备的安全稳定运行。目前,紫外检测技术可应用于检测电力设备绝缘表面的早期局部放电现象,检测到的光子数结果受背景噪声影响较大。为了准确评估输电线路绝缘子表面局部放电强度,基于电力设备绝缘表面局部放电图像特征和紫外成像检测原理,采用阈值法和形态学滤波相结合的放电光斑面积计算方法,并通过玻璃绝缘子的局部放电试验对该计算方法进行验证。实验结果表明:随着外施工频电压幅值的增大,玻璃绝缘子表面放电紫外光子数均值增大,放电光斑面积也随之增大,验证了所提局部放电光斑面积计算方法的合理性。     

基于紫外成像图像参量的交流电晕特性研究

针对传统电晕检测方法存在难以准确定位放电位置且在现场应用易受干扰等问题,笔者采用数字图像处理算法提取了电晕放电紫外图像的光斑面积,并将其作为量化放电强度的参数,在实验室利用棒-板间隙研究了极不均匀电场中的电晕放电的紫外成像特征.分析了正、负电晕放电时的最大脉冲幅值、累积放电量参数与光斑的面积之间的关系,并对上述关系进行...