污湿瓷绝缘子放电紫外图像特征及闪络预警研究-硕士论文

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1、硕士学位论文污湿瓷绝缘子放电紫外图像特征及闪络预警研究StudyontheDischargeUltravioletImageCharacteristicsandFlashoverPre-warningofContaminatedandWetPorcelainInsulator冯宏恩2014年12月国内图书分类号：TM41学校代码：10079国际图书分类号：621.3密级：公开硕士学位论文污湿瓷绝缘子放电紫外图像特征及闪络预警研究硕士研究生：冯宏恩导师：王胜辉申请学位：工学硕士学科：电气工程专业：高电压与绝

2、缘技术所在学院：电气与电子工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedTM41U.D.C:621.3ThesisfortheMasterDegreeStudyontheDischargeUltravioletImageCharacteristicsandFlashoverPre-warningofContaminatedandWetPorcelainInsulatorCandidate：FengHongenSupervisor：WangShenghuiSchool：Sch

3、oolofElectricalandElectronicEngineeringDateofDefence：March,2015Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《污湿瓷绝缘子放电紫外图像特征及闪络预警研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的

4、研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《污湿瓷绝缘子放电紫外图像特征及闪络预警研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，

5、可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“√”）：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要污湿悬式瓷绝缘子的表面放电会辐射出紫外光信号，该光信号是表征绝缘子绝缘状态的重要征兆信号。本文利用CoroCAM504日盲型紫外成像仪研究了污湿绝缘子放电的紫外特征，在此基础上提出了基于紫外图像特征的绝缘子的绝缘状态评估和闪络预警，具体完成的工作如下。利用光谱分析仪对放电紫外波段光谱分布特性进行了研究

6、，研究发现该波段的光辐射强度随放电强度的增加而加强。采用图像变换、阈值分割、形态学滤波、小面积消除算法以及多区域轮廓跟踪算法提取了放电光斑区域，定义了光斑面积参数；采用视频分析提取了紫外视频中的连续紫外图像帧，并构成了光斑面积序列，实现了统计参数的提取，利用VC++软件调用OpenCV图像处理函数编写了紫外图像处理软件。在人工气候室中，研究单片、三片和七片XWP2-70型绝缘子串在不同湿度和污秽度下的紫外图像特征。提取光斑面积平均值、均方差和大光斑面积出现的频度三个参数表征放电特性，并建立了上述三个参数与

7、湿度、盐密之间的关系；实验研究获得了电晕、火花、电弧不同放电阶段的电信号与光斑面积之间的关系，基于放电现象并结合放电脉冲信号值将绝缘子划分为四种绝缘状态；研究了光斑面积随观测距离的变化特性，提出了相应的观测距离修正公式。根据污秽放电的紫外图像特性，以光斑面积平均值、光斑面积均方差、大光斑面积频度三个参数作为特征参数，基于实验数据，采用FCM模糊聚类算法获得了绝缘状态分别为“较好”、“较差”、“差”和“很差”四种状态的聚类中心，采用基于最小距离准则对绝缘子的绝缘状态进行了评估，在此基础上以绝缘状态“很差”作

8、为闪络预警判据，工程实际应用表明本文方法的有效性。关键词：瓷绝缘子；污秽放电；紫外成像；模糊聚类；绝缘状态评估；闪络预警I摘要AbstractContaminatedandwetsuspensionporcelaininsulatorwillradiateultraviolet(UV)signal,whichisanimportantsigntoassesstheinsulationconditionofceramicinsu