真空开关电弧图像采集及其处理过程

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1、2007年8月电工技术学报Vol_22No．8第22卷第8期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYAug．2007真空开关电弧图像采集及其处理过程董华军廖敏夫邹积岩邱红辉周正阳(大连理工大学电气工程及应用电子技术系大连116023)摘要设计了真空开关电弧试验装置，并对真空开关电弧图像采集系统进行了分析研究，对所采集得到的真空开关电弧图像利用Matlab进行了边缘检测、中值滤波、灰度增强处理。试验结果表明，该试验装置可成功地在电极之间触发起弧，通过图像采集系统得到真空开关电弧图像，利用处理系统对真空开关电弧的边缘进行检测，对图像噪声

2、进行了有效抑制，增强了图像的视觉，为对真空开关电弧形态和等离子体参数的有效可靠的诊断奠定了基础。关键词：真空开关电弧图像采集Matlab边缘检测中值滤波灰度处理中图分类号：TM561；TP317CollectionandProcessingProcedureofVacuumSwitchesArcImagesDongHuajunLiaoMinfuZouJiyanQiuHonghuiZhouZhengyang(DalianUniversityofTechnologyDalian116023China)AbstractExperimentalset-upofVacuumswitch

3、esarc(VSA)isdesignedinthispaper，andanacquisitionsystemofVSAimagesisresearched．TheVSAimagescollectedfromthesystemareedgedetected，mediumfilteredandimagegrayenhancedwithMatlab．TheresultsshowthatVSAisignitedsuccessfully；andtheyarecapturedwiththeacquisitionsystem；theedgeofthearcisdetected，imagen

4、oisesarerestrainedandimagevisionisstrengthened．AlltheseprovidepreparationofdiagnosingoftheconfigurationandplasmaparametersofVSA．Keywords：VSA，imageacquisition，Matlab，edgedetection，mediumfiltering，grayprocessing电弧形态及等离子体参数的诊断至关重要。真空开1引言关电弧形态诊断主要包括对电弧两种形态(即集聚真空开关以高真空作为灭弧介质和绝缘介质，态和扩散态)转化过程的观测，真

5、空开关电弧在燃触头与灭弧系统简单，具有使用寿命长，检修间隔烧过程中的形态变化及由此引起的电过程和热过程时间长，易于维护，适合频繁操作，体积小，重量的变化对真空电弧电流过零后能否顺利分断有很轻等特点，在中压领域占了统治地位【10】。近些年来，大的影响，国内外许多学者利用高速摄影对不同随着研究的深入发展，真空开关不断向低压领域和试验条件下电弧形态过程进行了深入的研究【6们。高压领域渗透【4J。但随着电力系统的不断发展，相而描述电弧等离子体参数有：电子温度，电子密应对其保护和控制设备——开关的工作性能和可靠度Ⅳe，轴向电场强度蜀，电子平均动能E，空间性提出了更高的要求，这就迫切需要

6、人们在真空开电位分布等。电子温度和电子密度是描述等离子体关领域取得深入的研究。真空灭弧室是真空开关的的两个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离心脏，它不仅占真空开关造价的40％~45％，而且是主要的，而电子碰撞与电子的能量有直接关系，直接关系到真空开关的性能和可靠性，因此，真空即等离子体的平均离化度与电子温度密切相关[1】。灭弧室的制造技术成为人们关注的焦点【5】。但制约在真空开关电弧中电子密度是确定其电导率的因数真空灭弧室发展的因素有很多，其中一个重要因素之一，而电弧的燃炽和熄灭与电子温度水平及其分就是真空开关电弧基础理论研究，特别是真空开关布规律有很大的关系，因此对这两

7、个参数进行诊断具有重要意义[131。就所查文献来看，国内外在真空国家自然科学基金(50507001、50537010)，辽宁省博士启动基金(20061061)资助项目。开关电弧等离子体参数领域的研究较少。由于真空收稿日期2006—10—17改稿日期2007—0卜29灭弧室的特殊性，一些常规诊断方法显得无能为力，第22卷第8期董华军等真空开关电弧图像采集及其处理过程175探索一种新的有效的诊断方法势在必行。基于此，的波形。本文设计了真空开关电弧试验装置，建立了基于光3真空电弧图像的采集学诊断方法真空电弧图