Yfirborðs aflleysingar greining á ytri dulkverfi utanvarða vakuum afbrotabreakara byggð á ultravélarmyndun

Útvarpabrekka (hér eftir nefndur brekka) er almennt notuð í dreifineti vegna kostnaðar eins og litla stærð, ljóna vigt, ofbeldis- og spranganauðsynleika, mjúka hreyfingu, lágan hljóðstyrk, litla opnunarbil, stuttar bogaþröngu, og auðvelda viðhaldi. Þegar loftsinsæling verður aukin, getur hlutdrift (PD) orkuð að gerast á yfirborði stamborðsbrekku undir ógögnum veðurskilyrðum eins og þykkt tjöld, rigning, dagg, eða ísmelting. Þetta getur jafnvel leitt til skammtafla, sem styttir notkunartíma brekkunnar og hefur áhrif á öruggu og öruggu hreyfingu rafbannsins.

Í þessu grein er ZW32 - 12 útvarpaborðsháspennaútbrekkja (hér eftir nefndur HV ZW32 - 12 brekka) tekið sem dæmi, sem fer í próf í mismunandi loftslagi. Yfirborðsdrift stamborðsbrekku ZW32 - 12 er takað með UV myndara, samtidísar er mælt magn hlutdriftar. Eftir myndabeiningu UV mynda, eru kenndar stillingar dragnar út til að lýsa eiginleikum þeirra mynda. Síðan er magn hlutdriftar reiknað með minnstu ferninga stöðuþróunaraðferð, sem gerir mögulegt að staðfesta UV myndir. Þetta táknar nýja ekki-samskiptahafa prófunartækni fyrir hlutdrift brekku.

ZW32 - 12 brekkan er þriggja-fás, 50Hz, 12kV AC útvarpaforritunarhlutur. Hann er aðallega notaður til að hætta og lokka aflastraum, ofbyrðastraum, og skammstraum. Hún er sýnd á Mynd 1.

Til að taka sama tíma UV mynd af yfirborði stamborðsbrekku og mæla magn hlutdriftar (PD), er búið til prófunarkerfi, eins og sýnt er á Mynd 2. Á Mynd 2, T stendur fyrir spennureglari, B er stigagertur, R₁ er takmarkandi hringspenni, og C₂ er tengingarhringspenni, sem er notaður til að safna PD mælingum. 

Stigagertið sem er notað í kerfinu er YDWT - 10kVA/100kV módel, eins og sýnt er á Mynd 3 - a. Það er notað til að framkvæma háspennu fyrir stamborðið.

OFIL Superb UV myndara er notaður til að taka UV myndir af yfirborðsdrift stamborðs, eins og sýnt er á Mynd 3 - b. Prófunarsýnishornið er stamborðs fra ZW32 - 12 brekku, sem hefur verið í notkun fyrir þrjár ár, eins og sýnt er á Mynd 3 - c. Sýnishornið er sett inn í mannlega loftslagskass, þar sem hagnýða fukturinn er hægt að stjórna.

Í þessu kerfi er valið að mæla magn hlutdriftar (PD) með hnúpunarströmu aðferð. Stjórnborðið stýrir spennureglaranum og stigagertanum til að framleiða önskuða spennu. Síðan er PD merki send til PD greinara JFD - 3 gegnum tengingarhringspenni og greiningarimpedans.

Með hjálp av villu fuktunar, er hagnýða fukturinn í mannlega loftslagskass haldaður á stöðugri stöðu. Stamborð eru setin á spennu í tvær klukkustundir til að tryggja að þau séu fullkomnlega feiknuð. Síðan er 12kV spenna sett á stamborðið fyrir 5 mínútur. Á þessum tíma eru UV myndir taktu og magn PD mælt. Afstandur milli UV myndara og stamborðs er 5 metrar, við horn 0° og virkni 110%. Endurtökupróf eru gerð í hverju hagnýða fuktur, frá 70% til 90%, með stiga 5%.

 Aðferð fyrir UV myndir

UV myndara tekur myndband, svo þarf að vinna með myndabindi til að fá fylgjandi myndabindi fyrir frekar greiningu. Hvert myndabindi er RGB sannlitamynd [3]. Yfirborðsdrift stamborðs er ábending á UV mynd sem ljósblik. Jo sterkari yfirborðsdrift, þjo stærri svæði blikksins. Því er myndaritgerð og myndasneið unnið til að sía út bakgrunn myndsins og draga út svæði blikksins.

Þar sem rauður hluti (R), grænn hluti (G), og blár hluti (B) í RGB litasviði bendir eingöngu á litarmun rauðs, grænns, og blá, en ekki á ljósmyndar, er hver myndabindi greint í HSL litasviði. HSL stendur fyrir Litr, Mettleysi, og Ljósstyrk. HSL einingar myndabindis eru sýndar á Mynd 4. Samkvæmt Mynd 4, má sjá að H eða S hluti getur ekki skilgreint blik frá bakgrunni, en L hluti getur gert það [4].

Samkvæmt Mynd 4 - c, er L hluti blikksins stærri en bakgrunnur. Því er þreskja sniðningur efni aðdrag blikksins. Mikið kemur að vali réttri L hluta þreskju. Hér er notað Otsu's þreskja aðferð til að reikna L hluta þreskju [5]. Eftir Matlab kóðun fyrir Otsu's aðferð, er besta L hluta þreskjan reiknuð að vera 216, og sniðningarniðurstöða er sýnd á Mynd 5 - c. Er augljóst að bakgrunnur hefur verið síður, eftir aðeins UV blikksins.

Samkvæmt Mynd 5 - c, eru ennþá margar smá stórgerðar punktar aðeins blikksins. Til að leiðréttast, er beitt stærðfræðilegum morfologíu aðferðum með formlegt element sem hringur með radíusu 4 pixlar til að fjarlægja þessa stórgerðar punkta [6]. Eftir stærðfræðilegu morfologíu, er niðurstöða sýnd á Mynd 5 - d. Allar stórgerðar punktar hafa verið fjarlægð, og eftir er aðeins blikksins. Við skilgreinum fjölda pixla í blikksins sem "facula svæði" þessa UV mynds.

Eftir að reikna facula svæði fyrir fylgjandi myndabindi í UV myndbandi, er hægt að fá facula svæði ferli. Facula svæði ferli við 85% fuktur er sýnt á Mynd 6. Samkvæmt Mynd 6, fer facula svæði í litlu bilinu, með stórum blik sem kemur sjaldnáms. Því eru þrjár stillingar skilgreindar til að lýsa dreift styrk: meðaltal facula svæði, brotinn facula svæði, og endurtakanir brotins facula svæði [7]. Við veljum 100 fylgjandi myndabindi eftir að hlutdrift hefur verið mæld. Meðaltal facula svæði er meðaltal svæða 100 myndabinda. Brotinn facula svæði er meðaltal svæða sem eru stærri en meðaltal facula svæði, en endurtakanir brotins facula svæði er fjöldi svæða sem eru stærri en meðaltal facula svæði. Samkvæmt Mynd 6, er meðaltal facula svæði 665 pixlar. Brotinn facula svæði er 902 pixlar. Endurtakanir brotins facula svæði eru 32.

Eftir að reikna þrjár kenndar stillingar og mæla magn hlutdriftar (PD) samhliða, reynum við að finna PD magn með þessum þremur UV myndastillingum með minnstu ferninga stöðuþróunaraðferð.

Níutíu sýnishorn UV myndbanda eru valin. Fyrir hvert myndabindi þessa sýnishorna, eru þrjár UV myndastillingar reiknaðar, og viðkomandi magn hlutdriftar (PD) er skráð af JFD3 PD greinara. Inntakstillfarir fyrir vektormálin eru valdar sem meðaltal facula svæði, brotinn facula svæði, endurtakanir brotins facula, og hagnýða fuktur. Úttakstillfa er PD magn. Radial Basis Function (RBF) er valin sem kjarnafall. Eftir normaliseringu, eru 80 sýnishorn notað fyrir kennslu. Bæði kjarnastillfarir og straffstillfarir vektormálsins eru stilltar á sjálfgefin gildi. Kennslurnar niðurstöða er sýnd á Mynd 7.

Samkvæmt Mynd 7, er fyrir mest kennslusýnishorn, er villa samanburðar við mælt PD magn mun minni. En fyrir sum sýnishorn, fer villa yfir 20%. Mean Square Error (MSE) er reiknaður eins og hér fyrir neðan:

Til að minnka Mean Square Error (MSE) af regresniðurstöðu og auka nákvæmni vektormálsins, er notað genetiski aðferð (GA) til að besta kjarnastillingar og straffstillingar. [8 - 9]

Endurbótargeneration er stilltur að 100, og fjöldi popúlsins er stilltur að 20. Bestunarganga er sýnt á Mynd 8. Samkvæmt Mynd 8, eftir 30 generations, fer MSE niður frá 0.07 til 0.01, sem bendir að genetiski aðferð hefur nálgast besta punkt. [10] Bestuð kjarna og straffstillingar eru 0.2861 og 82.65 samkvæmt.

Eftir að besta stillingar með genetiskri aðferð (GA), eru sömu 80 sýnishorn endurkennuð, og regresniðurstöðan er sýnd á Mynd 9. Samkvæmt Mynd 9, eru næst all sýnishorn með mjög minni villa samanburðar við mælt hlutdrift (PD) magn. Mean Square Error (MSE) er nú 10, sem er mjög minni en gildi 80 áður en stillingar voru bestaðar. Því er augljóst að besta GA stillingar getur efektískt minnkað MSE af regresniðurstöðu og auka nákvæmni vektormálsins.

Síðustu 10 sýnishorn eru notað til að framkvæma próf á modelinu. Regresniðurstöðurnar eru sýndar í töflu 1. Er augljóst að villa milli regresniðurstöðunnar og raunverulega hlutdrift (PD) magn er lægri en 6.1%. Þessi niðurstöða bendir að kennuð model hefur góð almennanotkun.

UV myndakerfi er notað til að greina yfirborðsdrift stamborðs útvarpabrekku. Samhengi milli facula svæðis í UV myndum og magn hlutdriftar er rannsakað með minnstu ferninga stöðuþróunaraðferð, sem býður upp á nýja aðferð fyrir skyddsvillumeðferð útvarpabrekku á grundvelli ultraviolett myndakerfa.

A. Myndaritgerð og Stillingaskilgreining

Eftir að framkvæma L-hluta þreskjasniðning og stærðfræðilegar morfólogíu aðgerðir á UV myndum, er blikksvæði UV myndar dragið út, sem gerir mögulegt að reikna facula svæði. Þrjár stillingar eru skilgreindar til að kvantifera dreift styrk: meðaltal facula svæði, brotinn facula svæði, og endurtakanir brotins facula.

B. Gögnum unnið og greint

Eftir að taka UV myndband og mæla magn hlutdriftar (PD) samhliða, er hagnýða fuktur og þrjár kenndar UV myndastillingar notaðar sem inntaksgildi. Með regresnanalýsu með minnstu ferninga stöðuþróunaraðferð, og kjarnastillingar bestuð með genetiskri aðferð (GA), er hægt að ákveða nákvæmnt PD magn.

C. Greiningargildi og Mikilvægi

Með regresnanalýsu til að skapa samhengi milli magns yfirborðsdrifts stamborðs og UV myndar facula svæðis, er fundið að PD magn greint út úr aðeins UV myndum hefur villa minni en 6% samanburðar við mælt PD magn. Þessi nákvæmni uppfyllir kröfur virkni og býður upp á nýja ekki-samskiptahafa aðferð fyrir greiningu ytri skyddsleysi útvarpabrekku á grundvelli ultraviolett myndakerfa.

Þetta rannsókn var styrkt af Kínverska ráðstefnu um náttúruvísindi og ríkislega stofnun fyrir elektrísk skydd og orkuræktarhluti. Höfundarnir vilja sjálfsagt komast fyrir alla sem gefu stuðning við þetta verkefni.