基于日盲紫外光辐射特性的非共光轴紫外成像仪集成研制

基于日盲紫外波段放电发射光谱特性和紫外光(ultraviolet,UV)辐射传输特性,集成研制可见光与紫外非共光轴结构的日盲紫外成像仪。首先,利用放电发射光谱测量试验平台,获得针-板模型和瓷绝缘子沿面放电的日盲紫外波段发射光谱。紫外成像仪采用非共光轴双光路结构设计,根据测得的放电发射光谱选定了日盲紫外滤光片,并基于紫外光辐射传输特性确定了通光口径、系统焦距和80%弥散斑半径等紫外光学系统技术指标。然后,利用仿射变换模型和加权平均法进行了可见光与紫外图像融合系统设计,集成后仪器样机的最小紫外灵敏度为2×10^(-10)μW/cm^(2)。最后,利用紫外检测结果一致性校准方法,建立了紫外检测辐射传输模型,对集成研制的紫外成像仪进行了一致性校准。

放电日盲紫外成像检测图像参数提取方法研究

日盲紫外成像是一种有效的放电检测方法,为定量描述放电特性,提出了采用数字图像处理和视频分析算法提取图像参数用于表征放电特性的新方法。通过对紫外图像进行阈值分割、形态学滤波以及小区域消除算法提取了放电区域,采用多区域边界跟踪算法得到了各放电区域的边界点坐标,定义了光斑面积、周长等参数实现了放电强度的量化。采用radon算法中的平行线投影算法,获得了沿高压设备表面的放电强度空间分布曲线。

基于日盲紫外成像检测的复合绝缘子电晕放电光子数变化特性

为将光子数参数用于放电强度的量化分析,以10、35、110 kV的复合绝缘子为研究对象,利用CoroCAM504紫外成像仪研究了电晕放电时,紫外光子数随放电强度、仪器增益和观测距离的变化特性。结果表明：光子数和电流脉冲峰值具有近似线性关系,且都随着电压的增加而增大;但上述3种复合绝缘子的光子数与电流脉冲峰值之间的比例系数不同。随着仪器增益的增大,光子数一般呈现出先增加后减小、在高增益时又增加的变化特性,且观测距离越近,仪器增益对光子数的影响越显著。光子数随观测距离的增大而减小,2者之间具有幂函数关系,幂指数在1.1~1.6之间。

基于日全盲紫外成像技术的局部电晕放电检测研究

日盲紫外成像技术作为新兴的电气设备缺陷检测技术,具有简单高效、安全方便且不影响设备运行等诸多优点。利用日全盲电晕监测仪,研究了针-板模型、棒-板模型和绝缘子污秽等不同缺陷模型的局部电晕放电现象,定量分析了紫外光子数、放电量与距离以及增益的关系。结果表明,电晕放电的光学特性参数与电晕放电量具有明显的对应关系,紫外成像仪可以有效地发现、定位及评估不同缺陷模型产生的微弱电晕放电,对于日盲紫外成像技术在电力设备缺陷检测中的应用具有突出的指导意义。

日盲型紫外成像领域中国专利申请状况分析

日盲型紫外成像技术广泛应用于电力设备、输电线路的检测,具有高效、精确、安全的优点,本文对日盲型紫外成像领域的中国专利申请进行检索,借助检索到的数据,详细分析了该领域的申请量情况、申请人状况,并对该领域进行技术分解,分析了各个技术分支的研发现状,并对申请量最大的活性层这一技术分支进一步细化,进行了更深入的分析,为申请人进行专利申请、专利布局提供一定的参考。

极不均匀电场中电晕放电紫外成像图像参量变化特性研究

根据放电紫外成像的原理,利用数字图像处理算法分割提取了紫外图像中放电光斑区域,定义了"光斑面积"参数,利用该参数用于量化放电。研究了棒-板间隙电晕放电时的紫外图像,得到了光斑面积与紫外成像仪的观测距离、仪器增益两者之间的关系曲线并进行了理论上的分析,研究了光斑面积与放电电信号之间的关系,得到了光斑面积与放电脉冲幅值、累计放电量之间的关系曲线。分析表明光斑面积随观测距离、仪器增益和放电强度有着较好的变化规律,为量化放电提供了一种新的思路和方法。

电晕放电紫外成像图像参量变化特性的研究

观测距离和紫外成像仪的增益会影响到紫外成像仪的检测结果,笔者根据放电紫外成像仪的工作原理,利用数字图像处理算法分割提取了紫外图像中放电光斑区域,定义了"光斑面积"参数,利用该参数用于量化放电。研究了棒—板间隙电晕放电时的紫外图像,得到了光斑面积与紫外成像仪的观测距离、仪器增益两者之间的关系曲线并进行了理论上的分析。研究表明光斑面积与距离之间近似为平方反比关系,光斑面积与增益之间近似为指数关系,论文的研究结论为放电的量化提供了一种新的量化参数。

紫外成像法在高压电机定子绕组耐压试验中的应用研究

某发电厂大修期间,在对发电机和高压电动机进行定子绕组的耐压试验中,利用日盲紫外成像仪对电机定子绕组进行了放电检测,并与传统预防性试验方法数据进行了对比分析。研究表明绝缘状态良好的发电机,在直流和交流耐压试验中紫外成像仪都未观测到放电现象,同时其预防性试验数据也符合规程要求;而定子绕组存在老化的电动机,在直流耐压试验中,在低于额定工作电压时,即可观测到较明显的放电,光斑面积随电压的增加而明显增大,泄漏电流与电压关系曲线表现出明显的非线性并超出规程电流值。试验研究表明紫外成像法的评估结论与传统方法具有一致性，相关结论对今后利用紫外成像法评估高压电机定子绕组绝缘具有一定的借鉴意义。

非等平面AlGaN紫外探测器阵列挡光技术研究

介绍了SiO2/PI1/Al/PI2挡光技术的原理及其制作工艺过程。通过采用SiO2/聚酰亚胺(PI1)/Al/PI2挡光技术,实现了真正意义上的日盲紫外成像。此技术主要应用于日盲型AlGaN紫外焦平面阵列。

复合绝缘子电晕放电紫外图像参数的变化特性及放电量估计

日盲紫外成像是一种非接触式放电检测方法,该文提出了一种综合考虑观测距离和仪器增益两个因素的复合绝缘子视在放电量的估计方法。根据放电紫外图像特征,采用数字图像处理算法分割出了紫外图像中的放电光斑区域,在此基础上定义了"光斑面积"参数。试验研究了光斑面积与放电量、仪器增益和观测距离之间的关系。研究表明:光斑面积随放电强度的增强而增加,但两者具有一定的非线性特性,在50%～80%的增益范围内,光斑面积与增益之间近似满足指数函数关系,当增益分别为50%、60%、70%和80%时,光斑面积与距离之间近似满足幂函数关系。在此基础上,根据实验样本数据,建立了自适应模糊逻辑推理系统,从而实现了视在放电量的估计,测试结果表明该模型具有较高的预测精度。

电晕放电紫外图像参数变化特性及距离修正

日盲紫外成像仪的增益和观测距离影响紫外图像中放电光斑区域大小,以棒-板间隙模型和绝缘子为研究对象,利用CoroCAM504紫外成像仪,在高压实验室研究了不同放电强度下光斑面积随增益和观测距离的变化特性并进行了拟合分析。研究表明光斑面积与增益之间近似满足指数函数关系,增益每增加10%,光斑面积约增加2倍。光斑面积与观测距离之间近似满足幂函数关系,幂指数在1.84左右波动。为将不同距离下的光斑面积修正到统一距离下从而使得检测结果具有可对比性,对增益分别为50%、60%、70%和80%的实验数据建立了基于最小二乘回归支持向量机(LS_SVM)的修正模型,测试表明该模型的具有较高的修正精度,可满足现场放电紫外成像检测的需要。

基于电晕跟踪算法的电力设备故障诊断

基于日全盲紫外成像技术,结合智能变电站的应用背景对电晕的监测进行了优化,提出了KMS快速电晕跟踪算法。该算法通过对运动目标的跟踪,基于前一时刻的电晕数据将观测模型和状态模型进行比对分析后对电晕将要出现的位置进行线性逼近,预测电晕将要出现的区域并对目标区域进行重点监测捕捉,并提供预警信息,从而实现电晕的跟踪监测。实验结果表明,电晕跟踪算法在击穿前后瞬间,在电力设备出现剧烈波动时依旧可以稳定有效地对电晕进行跟踪监测,监测过程具有良好的动态响应及良好的鲁棒性,且算法简单,易于实现。

悬式复合绝缘子电晕放电紫外图像光斑面积

笔者采用数字图像处理算法提取了紫外图像中的放电光斑区域并定义了"光斑面积"参数,试验研究了10、35、110 kV复合绝缘子高压侧电晕放电时的紫外图像和放电量的变化特性,得到了光斑面积与视在放电量之间的关系曲线。获得了光斑面积随仪器增益和观测距离变化时的试验数据并利用MATLAB的CFTOOL工具箱函数进行了拟合分析,研究表明光斑面积与增益之间近似满足于指数变化规律,光斑面积与距离之间近似满足于幂函数变化规律。在此基础上论文给出了50%、60%、70%、80%4种增益,不同放电强度下的光斑面积随距离的变化曲线,利用最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)回归算法建立了放电量强度预测模型,该模型具有良好的预测精度。