隨著我國用電需求量的不斷增加以及電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,變電站電氣設(shè)備的熱故障識別在保證電網(wǎng)安全高效運(yùn)行、預(yù)防事故發(fā)生中起著至關(guān)重要的作用。紅外成像技術(shù)具有非接觸、遠(yuǎn)距離、不停機(jī)工作的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)在不接觸變電站設(shè)備的情況下,根據(jù)設(shè)備表面溫度分布情況,識別出溫度異常區(qū)域,在非停電狀態(tài)下識別設(shè)備熱故障。本文主要對實(shí)現(xiàn)基于紅外成像技術(shù)識別變電站電氣設(shè)備的熱故障過程進(jìn)行以下研究:對變電站內(nèi)部電氣設(shè)備進(jìn)行紅外圖像采集,對采集到的樣本圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理,其步驟包括灰度化、去噪聲、圖像增強(qiáng)。其中,首先采用加權(quán)平均法對彩色紅外圖像進(jìn)行灰度化處理;采用將小波閾值去噪法與中值濾波法相結(jié)合的算法對紅外圖像做去噪聲處理;采用直方圖均衡化方法對紅外圖像做圖像增強(qiáng)處理。對經(jīng)過預(yù)處理的圖像采用改進(jìn)的K-means聚類算法對圖像進(jìn)行分割,將紅外圖像分成背景區(qū)域、正常區(qū)域以及過熱區(qū)域三個部分。最終采用相對溫差法識別電氣設(shè)備熱故障點(diǎn)。這種基于紅外成像技術(shù)的變電站電氣設(shè)備熱故障識別是將紅外非接觸測溫、快速識別各區(qū)域溫度的優(yōu)勢用在了變電站電氣設(shè)備熱故障識別中,實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備熱故障部位的快速精確定位,能夠有效提高熱故障點(diǎn)檢測和判定的... 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

黑體輻射亮度與波長關(guān)系

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文6其公式如式（2.3）所示：40()()bbMTMTdT（2.3）表2.2斯蒂芬-波爾茲曼定律中各符號的表示意義Table2.2ThesymbolicmeaningofthesymbolsinStephenboltzmann"slaw斯蒂芬-波爾茲曼定律中各符號的表示意義符號表示意義TM)(b黑體的輻射度T黑體輻射亮度黑體輻射系數(shù)斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù)式（2.3）中各符號含義由表2.2給出，其中，ε的值為1，σ為5.67×10-8W·m-2·K-4。（4）朗伯余弦定律朗伯余弦定律是指物體輻射強(qiáng)度在觀測方向的入射角與輻射表面法線所成夾角之間成余弦關(guān)系[19]：cos0II（2.4）2.1.3紅外熱像儀簡介圖2.2紅外熱像儀Figure2.2thermalinfraredimager波長在0.38~0.78μm之間，人眼所能感知的電磁波譜部分即為可見光。但實(shí)際生產(chǎn)生活中物體所產(chǎn)生的溫度輻射的波長并不在可見光的波長范圍內(nèi)，一般情況下實(shí)際物體的輻射亮度很低，人眼很難識別出來。因此為了更方便直觀地獲取物體能量輻射的情況，我們將借助紅外熱像儀來采集所需被測物體的溫度信息。

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文7紅外熱像儀獲得紅外熱像圖過程原理為：被測實(shí)物的紅外輻射線通過光學(xué)成像物鏡、紅外探測器和光柵，與物體表面的熱分布場相對應(yīng)的紅外輻射能量分布圖形會在光敏元件上形成，紅外熱像圖就是由這種紅外輻射能量分布圖形獲得的。圖2.3紅外熱像儀工作原理圖Figure2.3Workingprinciplediagramofinfraredthermalimager簡言之，紅外熱像儀所做的工作為：將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷牟噬珶釄D像。其中，彩色在熱圖像上為假彩色，不是物體的實(shí)際顏色，顏色的不同代表被測物體溫度的不同。變電站電氣設(shè)備紅外圖像可選用鐵紅色模式色板呈現(xiàn)圖像，即溫度的高低可以通過彩色由白到紫的順序進(jìn)行判斷，溫度越高顏色越白，紅外熱像儀拍攝的變電站電容器組支柱絕緣子圖如圖2.4所示。通過對熱圖像上顏色的直觀查看，可以得到被測物體的整體溫度分布信息，可對被測物體進(jìn)行發(fā)熱情況的分析，從而為進(jìn)行下一步工作的判斷做準(zhǔn)備。圖2.4電容器組支柱絕緣子可見光圖（左）、鐵紅紅外成像圖（右）Figure2.4Capacitorgrouppostinsulatorvisiblelightdiagram(left),ironredinfraredimagingimage(right)根據(jù)上述實(shí)際情況要求，可選擇的紅外熱像儀有SOFRADIR-ECIRCameraHD型非制冷焦平面熱像儀(圖2.5)和FLIRE60紅外熱像儀(圖2.6):

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于圖形處理器的高速中值濾波算法[J]. 托乎提努爾,張海龍,王杰,王娜,冶鑫晨,王萬瓊.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(03)
[2]小波變換和分?jǐn)?shù)階積分結(jié)合的OCT圖像去噪算法[J]. 張晨曦,陳明惠,王帆,高乃珺,鄭剛.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(18)
[3]改進(jìn)的小波域閾值算法在圖像去噪中的應(yīng)用[J]. 張瑞雪,沈小林.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(07)
[4]改進(jìn)的曲率濾波強(qiáng)噪聲圖像去噪方法[J]. 湯成,許建龍,周志光.  中國圖象圖形學(xué)報(bào). 2019(03)
[5]小波變換圖像處理技術(shù)研究[J]. 關(guān)雪梅.  滄州師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(01)
[6]結(jié)合蟻群算法的改進(jìn)粗糙K均值聚類算法[J]. 劉洋,王慧琴,張小紅.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2019(02)
[7]基于改進(jìn)閾值函數(shù)的小波變換圖像去噪算法[J]. 張繪娟,張達(dá)敏,閆威,陳忠云,辛梓蕓.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2020(05)
[8]紅外熱像儀的電力系統(tǒng)電氣設(shè)備在線監(jiān)測研究[J]. 賀如月,李云紅,李禹萱,賈凱莉,何琛,王剛毅.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2019(03)
[9]Otsu閾值分割法特點(diǎn)及其應(yīng)用分析[J]. 袁小翠,黃志開,馬永力,劉寶玲.  南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(01)
[10]Sobel算子在醫(yī)學(xué)圖像邊緣檢測中的應(yīng)用研究[J]. 肖雪梅.  計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2019(04)

碩士論文
[1]基于OTSU算法的圖像閾值分割技術(shù)[D]. 曹爽.太原理工大學(xué) 2018
[2]基于直方圖均衡的夜間圖像增強(qiáng)算法研究[D]. 趙麗.蘭州大學(xué) 2018
[3]紅外熱成像技術(shù)在電力系統(tǒng)設(shè)備故障檢測中的應(yīng)用研究[D]. 林群武.安徽理工大學(xué) 2016
[4]基于Pro/ENGINEER的CAD模型直接切層技術(shù)研究[D]. 景天佑.西安工程大學(xué) 2012
[5]紅外診斷技術(shù)在電氣設(shè)備狀態(tài)檢測中的研究與應(yīng)用[D]. 李德剛.山東大學(xué) 2010



本文編號：3492216