發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 13:15

【摘要】：設(shè)備的沿面放電特性很大程度上影響著其絕緣性能的優(yōu)劣,深入研究沿面放電的物理機(jī)制和診斷技術(shù)對改善電氣設(shè)備的絕緣設(shè)計(jì),實(shí)行絕緣監(jiān)測以及預(yù)防絕緣事故都具有重大現(xiàn)實(shí)意義。普通數(shù)碼相機(jī)拍攝的可見光放電圖像包含豐富的空間色度和形態(tài)信息,且長曝光時(shí)間更能反映放電的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,但是現(xiàn)有的研究很少將其運(yùn)用于沿面放電的檢測。本文通過觀測和分析放電可見光圖像和放電發(fā)射光譜,分別研究了暗環(huán)境和日光環(huán)境中的交流沿面放電,并總結(jié)出暗環(huán)境下沿面放電過程中的色度變化規(guī)律,提出了日光環(huán)境下沿面放電嚴(yán)重程度的色度診斷指標(biāo),為當(dāng)前沿面放電數(shù)字圖像的研究提供了新的思路和視角。對于暗環(huán)境下的沿面放電,本文用白色陶瓷板和紅色電木板兩種顏色的介質(zhì)板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并分別利用可見光圖像的三基色RGB數(shù)據(jù),和發(fā)射光譜中可見光波段的數(shù)據(jù),計(jì)算了不同電壓下對應(yīng)的色品坐標(biāo),建立起沿面放電發(fā)射光譜與可見光圖像色度指標(biāo)的相互關(guān)系,實(shí)現(xiàn)微觀物理輻射過程和宏觀物理狀態(tài)量的關(guān)聯(lián),可以發(fā)現(xiàn):(1)兩種計(jì)算方法都表明隨著電壓升高,色品坐標(biāo)沿著等能白點(diǎn)與純藍(lán)色點(diǎn)之間的連線,向純藍(lán)色點(diǎn)方向靠近,反映出放電發(fā)光隨電壓升高會呈現(xiàn)出飽和度越來越高的藍(lán)色;(2)發(fā)射光譜的色品坐標(biāo)動態(tài)范圍大于可見光圖像的色品坐標(biāo)動態(tài)范圍;發(fā)射光譜的色品坐標(biāo)隨電壓的變化率大于可見光圖像的色品坐標(biāo)變化率;(3)可見光圖像的色品坐標(biāo)隨電壓變化呈現(xiàn)出更穩(wěn)定、更接近線性的規(guī)律;(4)發(fā)射光譜的色品坐標(biāo)基本不受介質(zhì)顏色影響,而基于可見光圖像的色品坐標(biāo)明顯受到介質(zhì)顏色的影響,且受影響程度與放電光輻射強(qiáng)度成正相關(guān)關(guān)系,通過選取亮度較低的部分像素代替全體像素代入計(jì)算,可以明顯削弱這種影響。上述關(guān)聯(lián)研究成果將有助于識別放電狀態(tài)的可見光圖像色度技術(shù)水平的提高。對于日光環(huán)境下的沿面放電,為了克服日光和介質(zhì)顏色對色度指標(biāo)的影響,本文提出一種利用色度學(xué)指標(biāo)與統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)相結(jié)合的分析方法,檢測圖像中介質(zhì)表面色度特征的局部突變來診斷沿面放電。(1)采用R、G、B轉(zhuǎn)換的色調(diào)Hue描述顏色,克服曝光強(qiáng)度的影響;(2)采用統(tǒng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)得分(記為Z)衡量沿面放電在介質(zhì)局部造成的色調(diào)偏離程度,并將色調(diào)突變的判據(jù)定為|Z|3.0,克服了日光和介質(zhì)顏色的影響;(3)統(tǒng)計(jì)了存在色調(diào)突變的區(qū)域面積占比,記為P,用來衡量放電的發(fā)展程度;(4)分別用白色陶瓷板和紅色電木板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),對于兩種介質(zhì),P都隨電壓升高而增大,且0P≤0.1可對應(yīng)沿面放電的起始階段,0.1P≤0.5可對應(yīng)發(fā)展階段,P0.5可對應(yīng)預(yù)擊穿階段。上述結(jié)果說明利用可見光圖像色度信息和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)相結(jié)合,可以診斷日光下沿面放電的狀態(tài)。
【圖文】：

純色被白光沖淡的程度；亮度 I 體現(xiàn)了亮度的無色概念分量從一幅可見光圖像中承載的彩色信息分開，這種描彩的參數(shù) H（取值范圍[0°，360°]）可以由 RGB 經(jīng)來：,H360 ,B GB G 1/22( ) ( ) / 2arccos( ) ( )( )R G R BR G R B G B 一種使用廣泛的與設(shè)備無關(guān)的彩色空間稱為 CIE xyY 彩開發(fā)（CIE 是機(jī)構(gòu)名稱首字母縮寫）。其中，，以 x 和 y 的的圖形（見圖 2-3），稱為色度圖。

（c） B 分量圖的灰度直方圖圖 3-11 圖像分割后 R、G、B 分量圖的灰度直方圖（白色陶瓷板，外施電壓 9kV）瓷板為例，拍攝暗環(huán)境中不同電壓下的沿面放素之后，對剩下的像素分別求 R、G、B 分量的平坐標(biāo)。一個(gè)電壓對應(yīng)一對色品坐標(biāo)，將所有電壓 3-12（a）；畫出色品坐標(biāo) x、y、z 隨外施電壓
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM855

【參考文獻(xiàn)】

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1 孔德山;硅橡膠絕緣子沿面放電的實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2016年

本文編號：2624758