紫外成像技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于故障絕緣子的放電檢測中。針對傳統(tǒng)紫外成像法以“光子數(shù)”量化放電強(qiáng)度的不足,本文提出了一種故障絕緣子的紫外圖像診斷方法,并對紫外成像檢測的影響因素進(jìn)行了實驗研究與分析。首先結(jié)合湯遜放電理論與流注放電理論,分析了絕緣子電暈放電原理,并對絕緣子的污閃放電原理與過程進(jìn)行了探討,論證了對污穢絕緣子進(jìn)行紫外成像檢測的必要性。分析了日盲型紫外成像設(shè)備的工作與成像原理,從理論上驗證了通過紫外成像法檢測故障絕緣子放電的有效性。分析了絕緣子紫外檢測圖像的噪聲退化與復(fù)原模型。以NSE、MSE、SNR、PSNR作為去噪效果的客觀評價標(biāo)準(zhǔn),通過自適應(yīng)中值濾波算法實現(xiàn)了較為理想的去噪效果。通過Gamma校正實現(xiàn)了絕緣子紫外圖像的強(qiáng)化,選擇合適的校正系數(shù)對紫外檢測圖像進(jìn)行增強(qiáng),在保證圖像背景辨識度的同時,使得紫外光斑區(qū)域更為明顯與突出,有利于放電區(qū)域的有效辨識與判別。提出了一種故障絕緣子放電強(qiáng)度的圖像參數(shù)量化方法,首先通過Otsu法進(jìn)行圖像的閾值分割,其后進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的二值開運(yùn)算,最后通過Canny邊緣檢測算子實現(xiàn)紫外光斑的邊緣檢測與輪廓提取,并計算出光斑面積、周長,以及等效直徑等圖像參數(shù),作為絕緣子放電強(qiáng)度的特征參數(shù)和量化標(biāo)準(zhǔn)。最后結(jié)合本文提出的紫外圖像診斷方法進(jìn)行了人工污閃實驗與分析。實驗結(jié)果表明環(huán)境濕度的影響并非恒定,而是隨著濕度上升從削弱放電轉(zhuǎn)為增強(qiáng)放電,相對較高的環(huán)境濕度會在增強(qiáng)放電強(qiáng)度的同時削弱紫外成像儀接受到的紫外信號,從而造成檢測誤差。隨著檢測距離增加,檢測到的紫外信號呈指數(shù)減少,在實際應(yīng)用中應(yīng)在保證安全的前提下,盡量接近檢測對象以提升精確性。檢測角度對于紫外成像檢測并沒有明顯影響,誤差可以忽略不計。檢測到的光斑面積隨著紫外成像儀增益的提升而增大,過高的增益會造成較大誤差,故應(yīng)將增益設(shè)定在合理范圍以內(nèi),以保證檢測精度。通過實驗分析了環(huán)境因素對紫外成像檢測絕緣子放電可能造成的影響,針對用于工程實際的放電檢測給出了可行的建議。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM216
【部分圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??氣壓、短氣隙的條件下，即￣?＜?２６．６６?ｋｐａ?．ｃｍ?（ｍｍＨｇ２００．?ｃｍ）。??上述過程可以用圖２－丨進(jìn)行表示，當(dāng)滿足上文所述的自持放電條件時，就會??進(jìn)入圖中右側(cè)部分所表示的閉環(huán)自持狀態(tài)，從而放電過程可以自己維持下去，不??再依靠外界電離因子的作用１５８］。??

?？??積污?Ｐ?受潮?＋干區(qū)形成一—??圖２－１污穢絕緣子沿面放電發(fā)展過程??２．３日盲紫外成像檢測原理??故障絕緣子在放電過程伴隨著光信號的輻射，紫外成像法主要利用成像設(shè)備??內(nèi)部的紫外光信號傳感器捕捉其輻射的光信號，從而實現(xiàn)絕緣子的放電檢測。??光譜分析表明電暈、電弧等放電現(xiàn)象皆會輻射波長范圍在２３０ｎｍ？４０５ｎｍ內(nèi)??的紫外光，紫外成像設(shè)備可以通過檢測紫外光信號判斷是否有放電現(xiàn)象的產(chǎn)生。??但是太陽光中也有紫外輻射，當(dāng)在日間檢測通過紫外成像法進(jìn)行放電檢測時，來??自太陽輻射的紫外光信號會對其造成極大干擾，影響檢測的準(zhǔn)確性。而日盲型紫??外成像儀能夠很好地克服太陽輻射的干擾，“日盲”波段指的是紫外光范圍內(nèi)，??？段相對較窄的光譜，其波長在２４０ｎｍ？２８０ｎｍ，如圖２－２所示。在該波段內(nèi)，由??Ｐ大氣微粒的散射作用與地球表面臭氧層的吸收作丨丨〗

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??日盲型紫外成像設(shè)別的基本工作原理如圖２－３所示。來自檢測對象的不同波??段的光信號輻射至紫外成像儀，經(jīng)過分光鏡分為兩部分，分別進(jìn)入兩條通道。其??中，可見光信號表征著被測設(shè)備及其背景圖像信息，經(jīng)過可見光鏡頭處理后達(dá)到??ＣＣＤ相機(jī)表面，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像。在紫外通道內(nèi)，用來檢測及表征放電的紫??外光信號經(jīng)過日盲紫外濾鏡篩選出２４０ｎｍ？２８０ｎｍ的日盲波段。由于高壓設(shè)備外??絕緣放電輻射出的日盲波段紫外光信號強(qiáng)度很弱，為１〇＿５？１（Ｔ６數(shù)量級，首先通過??紫外光電陰極，將紫外光信號轉(zhuǎn)換為電子圖像，然后對圖像進(jìn)行增益放大，其后??通過ＩＣＣＤ相機(jī)采集成像。在兩個通道內(nèi)分別成像后，最后利用圖像融合算法將??兩個通道內(nèi)的圖像信號實現(xiàn)疊加處理，從而能夠便捷地在最終輸出影像中觀察放??電發(fā)生的具體位置。??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2850302