[发明专利]一种基于紫外成像法的开关柜及其放电状态感知方法

说明书

本发明公开了一种基于紫外成像法的开关柜及其放电状态感知方法，包括使用紫外成像仪捕捉开关柜电晕放电瞬间，并建立图像，通过阈值法进行图像分割，将分割后的图像得到奇异值参数，根据奇异值参数对γ能谱成分和噪声分离，最后通过对角平均化运算得到降噪后的图像参数，将图像参数代入粒子群优化算法深度学习和训练并优化、将优化结果通过计算机感知开关柜放电状态；通过上述系统可实现参数提取效率和分析速度的提高，同时提高开关柜放电状态感知的实时性和准确性。

技术领域

本发明涉及电力监测领域，尤其是涉及一种基于紫外成像法的开关柜及其放电状态感知方法。

背景技术

随着电网规模的不断扩大、电力负荷要求的不断提高，电力系统中使用的各种类型的高压设备的损坏、故障也不断增加，相应地，对预防性维护的要求也不断提高。输电线路和变电站电气设备在大气环境下工作。在某些情况下，随着绝缘性能的降低结构缺陷的出现，会产生电晕放电和表面局部放电现象。对电气设备进行电晕放电检测，能够及时掌握绝缘可能出现的劣化情况。在严重事故发生之前就可以确定绝缘的危险状况。从而避免事故的发生：采用紫外脉冲法检测高压电气设备放电对于故障诊断智能化及电气设备状态检修的实现具有重要的意义。电气设备放电过程中，电晕和局部放电部位将向外辐射大量紫外线，这样便可以利用电晕放电和局部放电的产生和增强来间接评估运行设备的绝缘状况，及时发现绝缘设备的缺陷，紫外成像法检修技术在电力系统中与超声波检测和红外检测等传统检测方法相比，紫外成像法检测技术具有许多独特的优点。

目前逐渐推广的紫外成像仪比起其他检测手段，具有观察直观、预见性好、观测距离远等优点。我国开展电力设备紫外在线检测系统方面研究的报告非常少，重庆大学和清华大学在此方面做过初步的研究，紫外成像法检测系统可直接统计设备的放电脉冲数，具有更快速直观、预测性更好的特点；比泄漏电流检测法具有不接触、不受高频干扰影响、灵敏度更高的特点，这种方法有低成本、高灵敏度、在线检测、可提前预警等优点，而且不受交通条件和人为因素限制，更适用于高压电气设备运行状态的实时监测，应用前景广阔。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于紫外成像法的开关柜及其放电状态感知方法，该方法能够提高检测的速度和状态诊断的准确度,实用性较强,可以应用在开关柜所处的复杂工况中,使开关柜状态感知更加智能化。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于紫外成像法的开关柜，包括数据采集系统、紫外光成像仪、同轴电缆、开关柜、计算机和PID控制器，所述数据采集系统的输入端与紫外光成像仪的输出端电连接，数据采集系统通过同轴电缆分别与开关柜和计算机电连接，数据采集系统与PID控制器相连。

一种基于紫外成像法的开关柜放电状态感知方法，包括以下步骤：

S1：使用紫外成像仪捕捉开关柜电晕放电瞬间，并建立图像；

S2：通过阈值法进行图像分割，将分割后的图像得到奇异值参数；

S3：根据奇异值参数对γ能谱成分和噪声分离，通过对角平均化运算得到降噪后的图像参数；

S4：代入粒子群优化算法深度学习和训练并优化、将优化结果通过计算机感知开关柜放电状态。

进一步地，还包括微型电场传感器感知开关柜周围泄漏电流变化并将信号传递给计算机作出预警的步骤。

进一步地，步骤S2所述阈值法是通过获取图像灰度值信息将光斑与图像背景分离。

进一步地，步骤S3所述降噪算法包括以下步骤：

将分离后的图像参数建立轨迹矩阵M：

其中d为γ能谱地址数，l为嵌入维数；