基于中红外TDLAS的SF_(6)、H_(2)S背景下SO_(2)浓度检测

选择1300~1400cm-1波段作为SO_(2)检测波段,搭建了基于TDLAS技术的实验平台,采用纯SF6与5、25、50μL/L H_(2)S作为背景源,检测获取不同浓度SO_(2)的二次谐波峰值平均值。实验结果表明,在纯SF_(6)背景下,SO_(2)浓度与二次谐波峰值平均值的拟合优度为0.997,不同浓度SO_(2)实验气体验证拟合曲线最大误差为0.653μL/L。在5、25、50μL/L H_(2)S背景下,不同浓度SO_(2)实验气体验证拟合曲线最大误差分别为0.724μL/L、0.821μL/L、1.225μL/L,同时SO_(2)浓度与二次谐波峰值平均值的拟合优度分别达到0.997、0.996、0.995。

基于红外和紫外光谱分析的SF_(6)分解气体在线监测技术研究

在光谱作用下,H_(2)S产物快速挥发,且挥发行为表现极为明显,根据光谱效果准确分析H_(2)S产物在SF_(6)分解气体中的含量具有一定的难度;因此,研究一种基于红外和紫外光谱分析的SF_(6)分解气体在线监测技术;通过将红外测量单元、紫外测量单元与多通道光谱脉冲幅度分析器连接在一起,并采用气体分离特性函数和吸附等温线等方法,准确分析SF_(6)分解气体中H_(2)S成分的含量;实验结果表明,该方法的H_(2)S气体产物含量检测结果与真实气体含量之间的差值始终为零,实现了对SF_(6)分解气体中H_(2)S成分含量的准确测量。

基于红外光谱法的GIS设备SF_(6)气体泄漏识别研究

当前GIS设备SF_(6)气体泄漏识别的特征提取一般为独立形式,导致识别效率较低。为此进行基于红外光谱法的GIS设备SF_(6)气体泄漏识别研究。根据当前设备的需求及标准,首先进行气体泄漏异常数据的采集,并提取泄漏信号的共性特征,以此来提高识别的效率;然后构建红外光谱SF_(6)气体泄漏识别模型,并采用多维修正的方式来强化识别结果。测试结果表明,针对随机选定的4台GIS设备,经过3个周期的测试,最终得出的泄漏位置识别数均可达到15次以上,说明在红外光谱法的辅助下,设计的GIS设备SF_(6)气体泄漏识别方法更加灵活且针对性强,具有实际的应用价值与创新意义。

基于传感器阵列的SF_(6)仪表图像识别方法

SF_(6)仪表图像中存在多个亮暗区域、反光和阴影等问题,以单一传感器为基础的识别方法缺陷明显。为此,引入传感器阵列,提出SF_(6)仪表图像识别方法。将索尼的IMX219作为核心图像传感器,设计传感器阵列,全方位捕捉SF_(6)仪表图像信息,在TCP/IP协议下实时处理和传输传感器阵列采集的数据。通过特征向量和相似度参数对图像去噪与多尺度小波变换,得到不同尺度下的纹理特征。利用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)实现对SF_(6)仪表图像信息的识别。测试结果表明,该设计图像识别方法不仅具有优越的去噪效果,对于具体示数的识别结果也有更低的误差。

基于红外复合光学原理的SF_(6)气体分解产物现场检测方法

为最大化屏蔽光学信号对气体浓度的影响,获得高浓度的SF_(6)气体分解产物,提出基于红外复合光学原理的SF_(6)气体分解产物现场检测方法。选择适宜的复合性光学材料,在初始应用结构的作用下,求取具体的红外成像参数,完成对红外复合光学原理作用方法的初步分析。按需设置微流红外气体传感器,根据SF_(6)分子谱线的分布形式实施对异常峰值的剔除处理,实现基于红外复合光学原理的SF_(6)气体分解产物现场检测方法的设计。对比实验结果表明,在满足红外复合光学原理作用条件的情况下,光学信号不会对气体浓度产生明显影响,这对于获取高浓度的SF_(6)气体分解产物能够起到促进性影响作用。

基于修正三次样条插值的红外SF_(6)气体传感器高精度标定方法

针对红外SF_(6)气体传感器存在温漂及标定精度较低的问题,提出一种基于修正三次样条插值的传感器高精度标定方法。采集传感器在不同温度、不同体积分数下的输出电压,按照误差小于总量程的2%为标准设置插值步长,对输出电压-体积分数曲线进行三次样条插值。在此基础上,利用相对误差的平均值修正插值结果。通过线性插值对同一体积分数的温度进行补偿,最终得到SF_(6)气体体积分数预测模型。对6只红外SF_(6)气体传感器分别使用三次样条插值、三次Hermite插值和多项式函数拟合的方法进行数据插值标定。结果显示:采用修正三次样条插值的标定方法可将误差控制在1.2%以内,标定的数据合格率达到99%。该方法标定过程简单、精度高,并且考虑了温度的影响,可广泛应用于大批量红外传感器标定。

极端环境下SF_(6)气体红外热成像检漏技术在GIS带电检测中的效果加强方法研究

SF_(6)红外成像检漏技术具有非接触式和高灵敏度的优点,然而对于某些观测环境复杂、背景干扰较多的场景,直接使用红外热成像检漏仪进行SF_(6)气体检漏往往难以取得理想效果。针对上述情况,文中基于工程实际提出并研究了两种便捷可行的检漏效果加强方法,设计并完成相关实验以对其效果提升进行定量评估。一是利用负电晕检测技术与红外成像检漏仪联合检测,通过两种方法在不同适用场景下的互补提升SF_(6)气体检漏的适用范围;二是针对特定场景,采用自加热金属板等方法改善拍摄背景和周围温度,有效提升红外成像效果。文中具有较强的工程价值和创新性,通过实验和实际场景验证了所提方法。

基于三直方图均衡的SF_(6)红外图像对比度增强方法

电力设备SF_(6)泄漏气体红外图像容易淹没在背景中,肉眼难以辨识低对比度图像中泄漏气体情况,给电力设备检修带来了困扰。提出了基于三直方图均衡的SF_(6)红外图像对比度增强方法。首先,利用三样条插值拟合图像直方图得到二阶连续曲线,计算每个灰度级对应的一阶导数绝对值。其次,根据一阶导数绝对值和直方图分布划分直方图为两个波峰和一个相对平坦的波谷区域;最后,根据波峰和波谷将直方图分为3个子图,对3个子图分别进行直方图均衡后合并为增强图像。为了验证算法有效性,对现场拍摄的电力设备SF_(6)泄漏低对比度红外视频流进行增强,并与CLAHE和双直方图均衡算法进行对比。实验结果表明:本文方法在提升图像的整体对比度同时增强了泄漏气体与周围图像的对比度,提升泄漏气体红外图像视觉效果,相比于CLAHE和双直方图均衡方法,本文获得的峰值信噪比和均方根对比度值更高,增强后的图像质量更好。

SF_(6)气体泄漏红外成像检测的技术分析和应用探讨

本文阐述了SF_(6)气体泄漏红外成像技术原理,总结了检测工作相关的技术标准,结合技术原理对检测工作中的影响因素进行了重点分析,并提出了相应对策,通过技术比较分析了SF_(6)气体泄漏红外成像的技术特点,据此提出了技术应用的策略,以更好地开展SF_(6)气体泄漏红外成像检测,提高开关、互感器、套管、变压器等SF_(6)气体绝缘设备缺陷巡检质量。

基于改进CLAHE的SF_(6)红外图像增强

针对六氟化硫(SF_(6))红外图像对比度低、纹理细节模糊而难以增强泄漏区域的问题,提出了基于改进限制对比度的自适应直方图均衡化(CLAHE)的SF_(6)红外图像增强算法。采用双边滤波将原始图像分为基础图像和细节图像;采用CLAHE算法来处理基础图像,提高泄漏区域的对比度;对细节图像进行分段线性变换和拉普拉斯变换图像,以突出图像的边缘;将两幅图像进行线性叠加以获取最终的红外图像,实现图像增强。实验结果表明,算法对SF_(6)红外图像泄漏区域的增强效果优于常见的几种红外图像增强算法,不仅有效地抑制了噪声和提高泄漏区域的对比度,而且突出泄漏区域的边缘,丰富了细节信息。

一种利用嵌入式技术的SF_(6)仪表图像识别方法

SF_(6)作为良好的气体绝缘体,被广泛应用于变电站电气设备的气体绝缘。变电站内多为大型设备,SF_(6)压力仪表安装的位置超出人眼可观测范围,无法通过人工观察准确获得仪表指针位置及读数。因此,设计一种基于小型智能相机镜头的嵌入式设备,实现对SF_(6)仪表拍摄和指针识别十分必要。首先,使用嵌入式终端主机控制智能相机镜头对SF_(6)仪表进行拍摄;随后,智能相机镜头通过WIFI网络把拍摄照片传送至嵌入式手持终端主机;然后,手持终端对拍摄照片执行图像处理任务;最后,对处理后的照片进行图像识别,最终确定仪表指针位置。在某220 kV变电站进行试验,结果表明,SF_(6)仪表指针识别准确率达98%以上,达到应用预期效果。

红外成像检漏技术在GIS SF_(6)气体泄漏检测中的应用

SF_(6)气体泄漏将导致GIS设备绝缘性能下降,严重时将导致气室压力报警或闭锁,另外SF_(6)气体的温室效应将对大气造成污染。红外成像检测技术可有效发现SF_(6)气体泄漏,文章介绍了SF_(6)气体泄漏的现场检测方法,结合现场实例分析了GIS设备气体泄漏问题,可为GIS设备气体泄漏的准确定位及分析提供借鉴。

基于Hough算法的SF_(6)仪表图像处理技术的研究

在智能图像识别SF_(6)仪表的数据处理中,首先需要找到SF_(6)仪表在图像中的位置,以减少后续图像数据量并增强识别效果。对此提出一种基于改进Hough算法的SF_(6)仪表图像处理技术,其通过图像预处理、改进的Hough算法处理,能准确识别SF_(6)仪表在图像的位置。

基于红外辐射吸收特性成像技术的高压设备SF_6带电检漏

针对传统的电气设备SF_6检漏方法作业时间长、灵敏度低,且只适用于被检部位不带电或远离高压电,介绍一种基于红外辐射吸收特性成像技术的高压设备SF_6带电检漏方法。该方法能有效克服传统方法的局限性,实现高压电气设备SF_6气体泄漏状况的在线、快速、安全、直观化检测。为使该技术的应用达到规范、实用、高效,在应用层面上需进行检测场所风流影响排除、背景优化、温差与压力因素调整,并注意图-量关系判断依据的积累。

SF_(6)短指针仪表读数识别技术的研究

SF_(6)充气设备仪表短指针特点为非直线连接圆心的指针。首先,利用均值迁移、图像灰度化、霍夫圆环变换图像处理技术对SF_(6)仪表图像进行处理,并裁剪SF_(6)仪表表盘;然后使用高斯滤波、自适应阈值和轮廓查找对仪表图像进行处理,提取出仪表指针特征信息;最后,利用坐标变换和夹角信息计算得到SF_(6)压力仪表指针读数。实验结果表明,该方法能准确检测得到SF_(6)仪表指针,不仅具有较高的精度,而且还具有较强的实际应用价值。

智能机器人在变电站SF_(6)泄漏检测中的应用研究

针对变电站机械设备中容易出现SF_(6)气体泄漏的问题,提出一种新型的检测方法,该方法以智能机器人为载体,在机器人身上搭载红外激光吸收检测仪采集空气中的SF_(6)气体浓度信息,同时利用双重定位技术进行检测位置定位,其中一级定位是利用惯性传感器进行定位,实现大致位置的定位,二级定位利用激光测距进行定位,实现精细位置的定位,通过信息交互接口将检测的数据信息传递到信息管理中心,通过构建的数学模型进行数据分析,并通过Matlab计算机程序软件拟合出空间中个点的浓度密度,进而实现变电站SF_(6)泄漏检测。试验表明,该研究方法检测的准确率在95%以上,定位精度高。

基于非色散红外原理的GIS内部SO_(2)含量高精度检测方法

气体绝缘开关设备(GIS)内部放电会导致SF_(6)气体分解出SO_(2)等特征产物,可以根据SO_(2)含量反演放电故障的严重程度。然而,现有的SO_(2)气体传感器在检测精度、制造成本、设备体积、交叉敏感等方面无法兼顾。而且,GIS运行环境温度复杂多变,很容易导致传感器漂移失效。因此,该文设计了一种基于非色散红外(NDIR)原理的双通道SO_(2)检测装置,同时提出了一种基于多项式拟合系数修正的宽范围可迁移温度(0~40℃)补偿方法,可在1 000μL/L量程内实现对SF_(6)背景下SO_(2)的准确检测,平均检测误差小于±2.8%。通过模拟不同强度的SF_(6)气体放电,获得了SO_(2)浓度为27~118μL/L的SF_(6)分解产物。根据气相色谱仪的对标检测结果,所设计的SO_(2)检测装置平均检测误差为±3.8μL/L,证明了该SO_(2)检测装置在GIS放电故障在线监测领域应用的巨大潜力。

复杂环境中SF6气体泄漏红外图像监测算法研究

SF6气体因其优异的绝缘和灭弧性能被广泛应用于各类电力设备中,对电力设备中的SF6泄漏的监测及预警研究,不但对电力系统的安全稳定运行具有重大意义,还是建设生态文明实现碳中和的有力举措。为解决实际工程中出现的多种因素对气体泄漏监测的干扰,本文针对复杂环境建立了SF6气体泄漏实验平台,获得不同条件下的气体泄漏红外图像数据集,并结合红外数据增强的Yolov4算法实现了对SF6气体泄漏监测。实验结果表明,在复杂环境中本文提出的监测模型对SF6气体泄漏的监测精度为80%,相对于当下主流目标监测模型,表现出更好的鲁棒性。同时,将Yolov4算法与图像增强算法结合,可提升识别精度约9.08%,优化了模型稳定性。然后分析在同一红外成像视角下发生多处SF6泄漏的监测结果,结果显示多点泄漏的识别精度低于单点泄漏,但在工程中依旧具有实用性。最后对比红外相机不同安放位置对于气体泄漏识别的影响,发现当相机与泄漏点垂直时(θ=90°),本模型的识别置信度可达到0.95,而当相机处于泄漏点侧面时(θ=10°),置信度降为0.51,但该精度依然满足实际监测需要。

高压组合电器中SF6分解产物SO_(2)F_(2)红外吸收特性及其检测传感装置研究

特高压硫酰氟(SO2F2)气体作为气体绝缘全封闭组合电器(GIS)气室中六氟化硫(SF6)分解产物的特征组分,对其进行检测分析可实现GIS设备的早期潜伏性故障识别。搭建光程池温度、压强可调的傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)系统,利用FTIR实验及HITRAN数据库得到的吸收谱线参数,对SO2F2气体的红外吸收谱线及其交叉干扰特性进行分析,选取中心波长2763 cm^(-1)位置作为SO2F2气体的特征吸收峰,并对SO2F2在该波段位置附近受温度和压强影响的红外吸收特性进行研究。结果表明:HITRAN数据库模拟仿真红外光谱与实验数据吻合较好;当压强在50~300 k Pa范围内变化时,SO2F2气体在2710~2810 cm^(-1)波数范围内的峰值吸收系数随着压强的增加而增大,2763 cm^(-1)位置吸收系数随压强的变化率为0.0024 cm^(-1)/k Pa,增加压强可以提高气体检测灵敏度;当温度在298~338 K范围内变化时,SO2F2气体在2710~2810 cm^(-1)波数范围内的峰值吸收系数随着温度的升高而减小,2763 cm^(-1)位置吸收系数随压强的变化率为0.002 cm^(-1)/K。分析结果对GIS设备故障SF6分解产物SO2F2的红外光学检测技术研究具有重要意义。

基于中红外可调谐激光光谱技术的SO_(2)检测

在气体绝缘组合电器内发生绝缘缺陷时,设备内部SF_(6)气体可能发生分解生成分解产物导致绝缘与灭弧性能下降。针对SF_(6)分解产物的检测对设备内部绝缘情况的检测与评估具有重要意义。SO_(2)作为SF_(6)分解产物中主要产物之一,对其准确检测有助于评估设备内部绝缘情况。文中基于中红外可调谐激光光谱技术搭建了SO_(2)检测实验平台,针对不同体积分数SO_(2)气体进行检测,获得SO_(2)体积分数与二次谐波峰值平均值的线性关系,并进一步开展了误差分析实验。分析了装置的响应速度与恢复时间。实验结果表明,SO_(2)体积分数与二次谐波峰值平均值具有较好的线性关系,其拟合优度为0.987。不同体积分数SO_(2)实验气体验证拟合曲线最大误差为4.86%装置响应速度与恢复时间为202.2 s与49.4 s。在CO干扰下,SO_(2)体积分数与二次谐波峰值平均值的线性拟合优度达到0.981。研究成果为微量SO_(2)的有效检测提供了技术参考与支持。