一种复合绝缘子表面电场计算方法技术

一种复合绝缘子表面电场计算方法，通过照相设备获取覆有水珠绝缘子表面图像，对复合绝缘子硅橡胶伞裙的一块区域S和剩余电阻R进行电路等效，应用图像处理技术将憎水性图像进行二值化，在大小图像中，像素为1的单元为绝缘子干燥单元，像素为0单元为绝缘子湿润单元，然后对每个像素单元应用单位电阻与电容并联等价，形成大小为的导纳矩阵，采用结点电压法便可以对区域S进行电网络分析。此方法构建表面电场模型相对简单，与实际水珠分布情况相符，对复合绝缘子防污闪工作具有重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合绝缘子表面电场计算方法，属高电压

技术介绍
自从二十世纪九十年以来，工业化进程加快导致我国大气污染日益严重，在东北、西北、华北、华中、华东、华南等地区，相继都发生过大片区域污闪事故，主要原因是玻璃、瓷绝缘材料本身耐污性能较差所致，即使采取相应地防污措施如定期清扫、防污伞裙设计、增大爬电距离等也均不能有效防止绝缘子污闪事故的发生。与传统玻璃、瓷绝缘子不同，复合绝缘子硅橡胶材料具有良好的憎水性和憎水性迁移特性，在防污闪性能方面优势非常显著，目前在电力系统中，复合绝缘子成为解决外绝缘污闪问题最好、最有效的办法之一。随着运行时间的延长和各方面环境因素的影响，复合绝缘子憎水性会发生变化，从而导致相应地防污闪性能随之改变，其闪络事故也相应增加，为及时发现复合绝缘子故障隐患、避免突发事故、保证电网安全可靠运行，有必要对复合绝缘子憎水性能与耐污闪特性相关性进行计算分析，为供电部门复合绝缘子运行维护和改造提供指导。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为了解决复合绝缘子憎水性存在的问题，本专利技术提出一种复合绝缘子表面电场计算方法。本专利技术的技术方案是，一种复合绝缘子表面电场计算方法，所述方法通过照相设备获取覆有水珠绝缘子表面图像，对复合绝缘子硅橡胶伞裙的一块区域S和剩余电阻R进行电路等效，应用图像处理技术将憎水性图像进行二值化，在大小图像中，像素为1的单元为绝缘子干燥单元，像素为0单元为绝缘子湿润单元，然后对每个像素单元应用单位电阻与电容并联等价，形成大小为的导纳矩阵，采用结点电压法便可以对区域S进行电网络分析。一种复合绝缘子表面电场计算方法的步骤为：（1）对复合绝缘子样品喷水，利用照相设备对覆有水珠的复合绝缘子表面进行拍照；（2）确定复合绝缘子憎水性等级；（3）对复合绝缘子硅橡胶伞裙的一块区域S和剩余电阻R进行电路等效；（4）应用图像处理技术将憎水性图像进行二值化，在大小图像中，像素为1的单元为绝缘子干燥单元，包含硅橡胶、污秽，像素为0单元为绝缘子湿润单元，包含硅橡胶、污秽、水珠；（5）对每个像素单元应用单位电阻与电容并联等价，形成大小为的导纳矩阵；（6）采用结点电压法便可以对区域S进行电网络分析。本专利技术的有益效果是，本专利技术方法可计算不同憎水性等级复合绝缘子表面电场分布情况，从而掌握复合绝缘子憎水性能与耐污闪特性之间的相关性。现有的ANYSIS等电磁软件在构建模型方面不够灵活，只限于相对比较简单的模型，对于复合绝缘子表面实际水珠分布的模型构建非常困难，而本方法充分利用图像处理技术的优势，将实际复合绝缘子憎水性图像水迹分布的二值图与电网络法相结合，成功地搭建了复合绝缘子电网络模型。可以得到不同憎水性等级的复合绝缘子表面电场分布情况。本专利技术方法得到复合绝缘子表面电场分析情况，与实际情况相符，对复合绝缘子防污闪工作具有重要的指导意义。附图说明图1为本专利技术一种复合绝缘子表面电场计算方法步骤框图；图2复合绝缘子电网络模型图；图2（1）为湿润复合绝缘子；图2（2）为湿润复合绝缘子等效模型；图3为像素等效单元；图3（1）为湿润单元的像素等效单元；图3（2）为干燥单元的像素等效单元；其中，1是污秽层；2是绝缘子表面；3是水迹；图4为HC1-HC7等级复合绝缘子表面图像；图5为HC1-HC7等级复合绝缘子表面图像分割后二值图像；图6为憎水性等级为HC1-HC7级情况下复合绝缘子表面电场分布情况。具体实施方式如图1所示，复合绝缘子表面电场计算的具体实施方式如下：（1）对复合绝缘子样品喷水，利用照相设备对覆有水珠的复合绝缘子表面进行拍照。（2）确定复合绝缘子憎水性等级，如图4所示，复合绝缘子憎水性等级分为七级，从HC1至HC7。（3）对复合绝缘子硅橡胶伞裙的一块区域S和剩余电阻R进行电路等效，如图2所示,图2（1）为湿润复合绝缘子,图2（2）为湿润复合绝缘子等效模型。（4）应用图像处理技术将憎水性图像进行二值化，在大小图像中，像素为1的单元为绝缘子干燥单元，包含硅橡胶、污秽，像素为0单元为绝缘子湿润单元，包含硅橡胶、污秽、水珠，如图3、5所示；图3（1）为湿润单元的像素等效单元；图3（2）为干燥单元的像素等效单元；图5为HC1-HC7等级复合绝缘子表面图像分割后二值图像。（5）对每个像素单元应用单位电阻与电容并联等价，形成大小为的导纳矩阵。（6）采用结点电压法便可以对区域S进行电场分析，如图6所示为憎水性等级为HC1-HC7级情况下复合绝缘子表面电场分布情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合绝缘子表面电场计算方法，其特征在于，所述方法通过照相设备获取覆有水珠绝缘子表面图像，对复合绝缘子硅橡胶伞裙的一块区域S和剩余电阻R进行电路等效，应用图像处理技术将憎水性图像进行二值化，在大小图像中，像素为1的单元为绝缘子干燥单元，像素为0单元为绝缘子湿润单元，然后对每个像素单元应用单位电阻与电容并联等价，形成大小为的导纳矩阵，采用结点电压法便可以对区域S进行电网络分析。

【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘子表面电场计算方法，其特征在于，所述方法通过照相设备获取覆有水珠绝缘子表面图像，对复合绝缘子硅橡胶伞裙的一块区域S和剩余电阻R进行电路等效，应用图像处理技术将憎水性图像进行二值化，在大小图像中，像素为1的单元为绝缘子干燥单元，像素为0单元为绝缘子湿润单元，然后对每个像素单元应用单位电阻与电容并联等价，形成大小为的导纳矩阵，采用结点电压法便可以对区域S进行电网络分析。2.根据权利要求1所述一种复合绝缘子表面电场计算方法，其特征在于，所述方法的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：安义，徐文，杨强，
申请(专利权)人：国网江西省电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西;36