基于日全盲紫外成像技术的电力设备故障诊断

摘要

随着时代的进步、科学技术的飞速发展，电力设备也在逐渐向大型化、高速化、系统化、连续化和自动化的方向发展，电力设备功能增强的同时，它的结构和组成也越来越复杂，设备之间的联系也越来越密切。在这种背景下，一旦某个或某些电力设备发生故障，就会引起链式反应，影响整个电力系统的正常运行，造成巨大的经济损失，更严重的故障还会造成人员伤亡，影响十分巨大，所以电力设备安全可靠的运行就非常重要。
　　电力设备故障时，表面的放电会辐射出紫外光，可以利用日全盲紫外成像技术对电力设备的放电进行检测，日全盲紫外成像检测具有非接触、可视化的特点。本文基于日全盲紫外成像技术，研究了电力设备放电时的电信号和日全盲紫外成像参量之间的关系，并对日全盲紫外成像图和可见光的图像融合进行研究，通过对电晕的跟踪研究确定故障阈值，并结合三维可视化变电站系统对日全盲紫外成像技术在电力设备故障诊断中的应用进行了描述。
　　本文从电力设备故障诊断的实际要求出发，以日全盲紫外成像技术为基础，以三维可视化全景变电站模型为平台，对基于日全盲紫外成像技术的电力设备故障诊断进行了深入研究。先是分析介绍了国内外对于电力设备故障诊断的研究现状。之后对于日全盲紫外成像技术的机理进行分析，并提出了使用日全盲紫外成像技术对电力设备进行故障诊断过程中需要依据的图像处理技术。针对电晕的特点提出了电晕跟踪算法，实现对于电晕的快速跟踪定位。建立了三维可视化全景变电站模型，对基于日全盲紫外成像技术的电力设备故障诊断进行直观展示。最后以绝缘子为例，实验分析了电脉冲与紫外光之间的量化关系，并以变压器为重点研究对象，实验论证了三维可视化全景变电站模型的可靠性，证明了基于日全盲紫外成像技术的电力设备故障诊断是一种直观、有效、方便地诊断方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 电力设备故障诊断技术的发展及现状

1．2．1 电力设备检测技术的发展

1．2．2 电力设备故障诊断技术的发展

1．2．3 三维虚拟可视化技术在电站监控中的应用

1．2．4 日全盲紫外成像技术的应用现状

1．3 本文的主要工作内容

第2章 日全盲紫外成像技术与图像处理技术

2．1 日全盲紫外成像电晕探测原理

2．2 放电紫外成像参量与电信号相关性研究

2．3 紫外成像法的影响因素

2．3．1 观测距离对于检测的影响

2．3．2 观测角度和湿度的影响

2．3．3 仪器增益的影响

2．3．4 气压、温度和风力的影响

2．4 图像处理技术

2．4．1 图像分割技术

2．4．2 卷积内核

2．4．3 颗粒测量技术

2．5 本章小结

第3章 基于日全盲紫外成像技术的电力设备故障诊断

3．1 日全盲紫外成像图与可见光图像融合理论

3．2 电晕跟踪算法

3．3 本章小结

第4章 变电站的三维可视化模型

4．1 建模对象选型

4．2 三维模型场景图生成过程

4．3 三维可视化变电站数据传输

4．3．1 数据采集

4．3．2 数据展示

4．3．3 数据展示及报警提示

4．4 本章小结

第5章 实验分析

5．1 电脉冲与紫外光之间的关系研究

5．2 三维可视化变电站全景模型的验证

5．2．1 复用性和扩展性测试

5．2．2 故障预警测试

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 结论

6．2 需要进一步研究的问题

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和成果

致谢