[發明專利]一種基于圖像識別的油浸式套管老化狀態評估方法

有效

• 申請號: 201910347131.X
• 申請日: 2019-04-27
• 公開（公告）號: CN110045248B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 廖維;周利軍;李會澤;張傳輝;王安;胡軍杰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/62;G06N3/08
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

本發明公開了一種基于圖像識別的油浸式套管老化狀態評估方法，包括：搭建實驗平臺，然后制備不同老化狀態的油浸式套管試樣，獲取試樣的熱像圖基礎數據，通過對熱像圖圖像進行預處理與特征參數提取后，建立神經網絡模型并進行學習訓練，然后利用現場油浸式套管測試結果對模型參數修正，最后對油浸式套管的老化狀態進行評估。通過本發明提供基于圖像識別的油浸式套管老化狀態評估方法，能有效地評估油浸式套管的老化狀態。

技術領域

本發明屬于套管絕緣狀態評估領域，具體涉及一種基于圖像識別的油浸式套管老化狀態評估方法。

背景技術

油浸式套管是大型變壓器的主要附件，是變壓器內部與外部電網連接的唯一通道。套管在運行過程中，長期承受電、熱和機械應力，是電力系統的薄弱環節，其絕緣性能直接影響到電力系統的穩定運行。絕緣熱老化是油浸式套管絕緣劣化最主要因素，在長期焦耳熱效應作用下油紙絕緣材料的劣化導致絕緣性能降低，套管絕緣狀態的有效評估具有重大意義。

隨著我國智能電網的推進，越來越多的變電站采用搭載紅外熱像儀的巡檢機器人用來監測電氣設備的溫度用于故障檢測。紅外熱像圖利用紅外成像技術探測油浸式套管的紅外輻射生成套管的溫度分布圖像，能夠及時發現油浸式套管的發熱點，進而及時清除早期的故障，提高供電的可靠性。目前紅外熱像診斷技術受到套管的運行工況和環境溫度等因素的影響，缺乏可靠的歷史圖庫中故障圖譜特征，現有利用紅外熱像的評價方法主要是按照相關規程，方法比較單一，對于故障不能提前預警，往往發現問題時，此時問題已經比較嚴重。因此急需一種基于圖像識別的油浸式套管老化狀態評估方法。

發明內容

為了能夠有效地評估油浸式套管的老化狀態，本發明提供一種基于圖像識別的油浸式套管老化狀態評估方法，包括以下步驟：

第一步：搭建實驗平臺

搭建油浸式套管試樣熱像圖實驗平臺，主要由電流源(1)、導電桿上部(2)、導電桿下部(3)、油浸式套管試樣(4)、絕緣油箱(5)、絕緣油(6)、PTC恒溫加熱板(7)、電壓源(8)、第一溫度傳感器(9a)、第二溫度傳感器(9b)、溫度采集裝置(10)、紅外熱成像儀(11)、熱像圖采集裝置(12)、PC電腦(13)、電攪拌器(14)組成，絕緣油箱(5)內裝有絕緣油(6)，絕緣油(6)液面高度位于絕緣油箱(5)上部7/8處，油浸式套管試樣(4)從絕緣油箱(5)頂部中心豎直放入絕緣油箱(5)中，導電桿下部(3)距離絕緣油箱(5)底部30cm，電攪拌器(14)距離絕緣油箱(5)底部10cm，PTC恒溫加熱板(7)安放于絕緣油箱(5)底部中心處，紅外熱成像儀(11)、第一溫度傳感器(9a)安放于距離油浸式套管試樣(4)5m處，紅外熱成像儀(11)能掃描油浸式套管試樣(4)整體的完整熱像圖，第二溫度傳感器(9b)安放于絕緣油箱(5)左側中心處；導電桿上部(2)和導電桿下部(3)接至電流源(1)；電攪拌器(14)、PTC恒溫加熱板(7)連接至電壓源(8)；第一溫度傳感器(9a)、第二溫度傳感器(9b)連接至溫度采集裝置(10)，溫度采集裝置(10)連接至PC電腦(13)；紅外熱成像儀(11)連接至熱像圖采集裝置(12)，熱像圖采集裝置(12)連接至PC電腦(13)；

第二步：不同老化狀態的試樣制備與基礎數據獲取

制備絕緣紙聚合度分別為200、500、650、750、900、1050的油浸式套管試樣(4)，利用第二溫度傳感器(9b)記錄環境溫度T₀，設置試驗溫度T，選擇合適的PTC恒溫加熱板(7)，開啟電壓源(8)使電攪拌器(14)、PTC恒溫加熱板(7)工作，第二溫度傳感器(9b)測試絕緣油(6)溫度；當溫度保持穩定時，開啟電流源(1)，對油浸式套管試樣(4)加載試樣額定電流2小時，關閉電流源(1)15分鐘后，使用紅外熱成像儀(11)對油浸式套管試樣(4)進行熱像圖掃描并拍照10次，間隔時間為15分鐘，得到不同老化狀態油浸式套管試樣(4)在不同溫度下不同時刻的熱像圖，熱像圖像素均為512×512的圖像；

第三步：圖像預處理與特征參數提取