Il-ħarsa tal-idħar tal-insulazzjoni estern tal-kotrobbrakka ta' vaku kummerċjali f'base għall-immaġini ultravioletta

Il-vakjuċi tal-ġimgħa all-inġoz (referred to as breakers hereinafter) huma miftuħa ħafna fl-aħħar tal-ragħel għall-avvantaggi tagħhom bħal daqs żgħir, in-nifs qalil, l-impediment ta' l-inċendi u l-esplużjonijiet, l-operazzjoni tajba, l-ħsief qalil, is-silġ tar-raba’ qalil, l-ħin tal-ħsief qasir, u l-manutenzjoni sieqa. Minħabba li t-polluzzjoni atmosferika setgħet tkun akbar, f’kundizzjonijiet atmosferiċi diffiċili bħal il-missla, il-xita, il-kondensazzjoni, jew id-daħan tal-għaġeb, jistgħu jiġu kawżati l-iżrad partiċelliji (PD) fuq is-silġ tal-post insulator tal-vakjuċ. Dan jista’ jilwaqqaf sa l-flasħ, jisħal l-aħħar tal-brokkaturi, u jaffettwani l-operazzjoni sigura u stabili tas-sistema tal-enerġija.

Fl-artiklu dan, il-vakjuċ ZW32 - 12 tal-ġimgħa all-inġoz (hereafter referred to as the HV ZW32 - 12 breaker) jexemplifika, waqqaf test fi klimat diversi. Il-proċess tal-iżrad partiċelliji tal-post insulator tal-ZW32 - 12 vakjuċ ikkapta minn immaġini UV, wara d-daqqa tal-iżrad partiċelliji tintilaq. Wara l-elaborazzjoni tal-immaġini UV, parametri karatteristiċi jintilqu sabiex jiddeskrivu l-karattristici ta’ dawn l-immaġini. Wara d-daqqa tal-iżrad partiċelliji tintilaq permezz tal-metodu ta’ l-support vector machine fit-tnejn, jippermetti l-kalibratura tal-immaġini UV. Dan jirrappreżenta t-teknika ġdida tan-nontatt għad-daqqa tal-iżrad partiċelliji tal-brokkaturi.

Il-vakjuċ ZW32 - 12 huwa tri-faċi, 50Hz, 12kV AC aparatt tal-enerġija tal-ġimgħa all-inġoz. Huwa magħmul biex jagħmel l-interrużjon u l-inklud tal-korrent tal-carigħ, kurrent tal-overload, u kurrent tal-short circuit. Is-silġ tiegħu hija mostrata fil-Fig. 1.

Biex jikkapta l-immaġini UV tal-iżrad tal-post insulator u jiddeqq il-daqqa tal-iżrad partiċelliji (PD), dissenja sustema tad-test tal-iżrad tal-post insulator, kif tuża fil-Fig. 2. Fil-Fig. 2, T irrappreżenta l-regolatur tal-volt, B huwa l-transformator tal-increment, R₁ huwa r-resistor limitant, u C₂ huwa l-capacitor tal-koppla, li huwa utilizzat għall-sampling tal-daqqa tal-PD. 

It-transformator magħmula fis-sistema huwa modell YDWT - 10kVA/100kV, kif tuża fil-Fig. 3 - a. Huwa utilizzat biex jġenera s-sors tal-volt alta rikjest għall-insulator.

Immaġini UV inkaptati mill-OFIL Superb UV imager, kif tuża fil-Fig. 3 - b. It-test sample huwa post insulator minn ZW32 - 12 breaker, li kien f’servizz tat-tliet snin, kif tuża fil-Fig. 3 - c. Is-sampju huwa mikellegħ f’kamra tal-klima artifiċjali, fejn l-umidità relat tista’ tikun kontrolata stabbilment.

Fis-sistema dan, metodu ta’ l-korrent pulsu adottat biex jiddeqq il-daqqa tal-iżrad partiċelliji (PD). Il-console kontrolja l-regolatur tal-volt u l-transformator biex jġeneraw il-volt rekvist. Wara, is-sinyal tal-PD jittrasmettu lill-detettur JFD - 3 permezz ta’ capacitor koppla u impedanza detettiva.

Permezz ta’ umidifikazzjoni intermitenti, l-umidità relat tal-kamra tal-klima artifiċjali tista’ tkun mantenha stabbil. L-insulators jexpostu għal volt għal sagramenti żewġ, biex jingħatax silġ kemm huwa possibli. Wara, appliku volt 12kV għal 5 minuti. Fl-istess perijodu, immaġini UV inkaptati, u d-daqqa tal-PD tintilaq. Id-distanza tal-shooting tal-immaġini UV hi 5 mitres, bil-anglu 0° u l-gain huwa 110%. Test ripetiti jieħdu l-ogħod f’livell umidità relat, minn 70% sal-90%, bl-increment ta’ 5%.

 Proċess tal-immaġini UV

L-UV imager ikkapta video, għalhekk il-proċess tal-frames huwa neċessarju biex jniġibu frames successivi tal-video UV għal analisi ulterjuri. Kull frame ta’ immaġni huwa immaġini RGB true-colour [3]. Li l-iżrad tal-post insulator tirrifletta fuq l-immaġini UV bħala speċi luminuża. Aħjar il-luminuża tal-post, aktar l-ispazju tal-speċi. Għalhekk, l-elaborazzjoni pre-immixxi u l-segmentazzjoni tal-immaġini huma passi essenzjali biex jfiltru l-background tal-immaġini u jiektru l-parti tal-speċi.

Minn lokomponenti ta’ l-rgb (R), komponent verdi (G), u komponent blu (B) fid-spazju ta’ l-rgb jindikaw sirjan tar-rapport tal-kulur, ma jistgħux jirrappresentaw l-luminuża tal-immaġini, ananalizzaw kull frame ta’ immaġini fid-spazju ta’ l-hsl. HSL jirrappresenta hue, saturation, u luminance rispettivament. Il-komponenti hsl ta’ frame ta’ immaġini huma mostrati fil-Fig. 4. Skont il-Fig. 4, nistgħu ndeċiedu li l-komponent h jew s ma jistgħux jimarkaw is-speċi mill-background, waqt li l-komponent l jistgħu jidher din l-differenza [4].

Kif tara minn Fig. 4 - c, l-komponent l tal-speċi huwa akbar mill-background. Għalhekk, is-segmentazzjoni tal-silġ huwa metodu efifiki biex iektru l-speċi. Il-kuljana tal-l-komponent threshold huwa l-essenzjali. Hawn, nużaw l-metodu ta’ Otsu biex niksbu l-l-komponent threshold [5]. Wara l-applicazzjoni ta’ Matlab coding għal l-metodu ta’ Otsu, l-l-komponent threshold optimal jintilaq 216, u l-risultat tas-segmentazzjoni jippreżentaw fil-Fig. 5 - c. Huwa evidenti li l-background inkiseb, għalhekk il-parti UV speċi biss jibqa’.

Kif tara minn Fig. 5 - c, ftit speċi UV, hemm ħafna speċi noise żgħir. Biex naqqsu speċi noise, nużaw l-operazzjonijiet ta’ morfologia matematika b’element struttural ta’ forma ta’ krunċ tas-silġ ta’ 4 pixels biex inħassru speċi noise [6]. Wara l-elaborazzjoni ta’ morfologia matematika, l-risultat jippreżentaw fil-Fig. 5 - d. Kull speċi noise inkiseb, u l-parti speċi biss jibqa’. Nidefinixxu l-numru ta’ pixels fil-speċi bħala "area facula" ta’ din l-immaġini UV.

Wara l-kalkul tal-area facula għal frames successivi f’video UV, nistgħu niġibu l-kurva tal-area facula. Il-kurva tal-area facula f’umidità relat 85% hi mostrata fil-Fig. 6. Skont il-Fig. 6, l-area facula tfittex f’diskors qasir, b’speċi kbir sempliċement. Għalhekk, definitu tri parametri biex jikkaratterizzaw l-intensità tal-iżrad: l-area facula medja, l-area facula intermittenti, u x’daħil ta’ l-area facula intermittenti rispettivament [7]. Naggħżel 100 frames successivi wara l-oċkorrenza tal-iżrad partiċelliji bħal objett studju. L-area facula medja hi l-medja tal-areas ta’ 100 frames ta’ facula. L-area facula intermittenti hi l-medja tal-areas ta’ facula li huma akbar mill-area facula medja, waqt li x’daħil ta’ l-area facula intermittenti huwa l-numru ta’ facula li għandhom area akbar mill-area facula medja. Skont il-Fig. 6, l-area facula medja hi 665 pixels. L-area facula intermittenti hi 902 pixels. X’daħil ta’ l-area facula intermittenti huwa 32.

Waqt li l-tri parametri karatteristiċi jintilqu u l-daqqa tal-iżrad partiċelliji (PD) tintilaq sinchronament, nsitgħu nipprova nidentifikaw l-daqqa tal-PD permezz ta’ dawn l-tri parametri tal-immaġini UV permezz tal-metodu ta’ l-least-square support vector machine.

Sessanta sampji ta’ videos UV inkeltu. Għal kull frame ta’ dawn is-sampji, tintilaq tri parametri tal-immaġini UV, u r-record tal-daqqa tal-PD tintilaq mill-detettur PD JFD3. Il-parametri tal-input għal l-vector machine jintilqu bħala l-area facula medja, l-area facula intermittenti, x’daħil ta’ l-area facula intermittenti, u l-umidità relat. Il-parametri tal-output huwa l-daqqa tal-PD. Il-radial basis function (RBF) jintilqu bħala l-kernel function. Wara l-normalizzazzjoni, 80 sampji jintilqu għat-training. Il-kernel parameters u l-punishment parameters tal-vector machine jintilqu default values. Ir-resultado tal-training jintilqu fil-Fig. 7.

Skont il-Fig. 7, għal l-ewwel ta’ l-sampji training, l-erġa tal-comparison mal-daqqa tal-PD tintilaq relattivament qasira. Iwaqt li għal bażi sampji, l-erġa twassal 20%. Il-mean square error (MSE) jintilqu skont:

Biex nminimu l-mean square error (MSE) tal-rezultat ta’ regression u ngħinu l-accuratezza tal-vector machine, nużaw l-algoritmu genetiku (GA) biex noptimizu l-kernel parameters u l-punishment parameters. [8 - 9]

Il-terminazione ta’ generation jintilqu 100, u l-population size jintilqu 20. Il-process ta’ optimization jintilqu fil-Fig. 8. Skont il-Fig. 8, wara 30 generations ta’ evolution, l-MSE tinbilħu minn 0.07 għal 0.01, indikanti li l-algoritmu genetiku raggiungit l-optimum point. [10] Il-kernel u l-punishment parameters optimized jintilqu 0.2861 u 82.65 rispettivament.

Wara l-optimization tal-parameters permezz tal-algoritmu genetiku (GA), l-istess 80 sampji jintilqu ritrainati, u l-rezultat ta’ regression jintilqu fil-Fig. 9. Skont il-Fig. 9, kollox is-sampji jippreżentaw erġa relattivament qasira mal-daqqa tal-PD tintilaq. Il-mean square error (MSE) jintilqu 10, li huwa signifikantemente inqas mill-valur ta’ 80 qabel l-optimization tal-parameters. Għalhekk, huwa evidenti li l-optimization tal-parameters GA tista’ timinimu l-MSE tal-rezultat ta’ regression u tneħħi l-accuratezza tal-vector machine.

Is-sampji finali 10 jintilqu biex jikkonduċu test fuq il-model. Ir-resultado ta’ regression jintilqu fil-Tabelle 1. Huwa evidenti li l-erġa bejn ir-resultado ta’ regression u l-daqqa tal-PD tintilaq hi inqas minn 6.1%. Din l-għadi tindika li l-model trained ippreżenta kapabbiltà generalizazzjoni tajba.

It-teknoloġija tal-immaġini UV jintilqu biex tiddektej l-iżrad tal-post insulator tal-vakjuċ tal-ġimgħa all-inġoz. Il-relazzjoni bejn l-area facula fl-immaġini UV u l-daqqa tal-iżrad partiċelliji tintilaq permezz tal-metodu ta’ l-least-square support vector machine, offrendo approċċ ġdid għad-diagnostika tal-falt tal-isolażjoni tal-vakjuċ tal-ġimgħa all-inġoz bsieq tal-immaġini ultraviolet.

A. Elaborazzjoni tal-immaġini u definizzjoni tal-parametri

Wara l-operazzjonijiet ta’ l-component threshold segmentation u morfologia matematika fuq l-immaġini UV, ektraxxi l-parti speċi tal-immaġini UV, jippermetti l-kalkul tal-area facula. Definitu tri parametri biex jquantifikaw l-intensità tal-iżrad: l-area facula medja, l-area facula intermittenti, u x’daħil ta’ l-area facula intermittenti.

B. Aċċess tal-data u analisi

Wara l-immaġini UV inkaptati u l-daqqa tal-iżrad partiċelliji (PD) tintilaq sinchronament, l-umidità relat u l-tri parametri karatteristiċi tal-immaġini UV jintilqu bħala input variables. Permezz tal-analisi ta’ regression permezz tal-least-square support vector machine, fl-ahwa l-optimization tal-kernel parameter permezz ta’ l-algoritmu genetiku (GA), l-daqqa tal-PD tintilaq tista’ tkun determinata akkuratament.

C. L-accuratezza diagnostika u l-signifikanza

Permezz tal-analisi ta’ regression biex jistabilixxi l-relazzjoni bejn l-iżrad tal-post insulator u l-area facula tal-immaġini UV, ssebħet li l-daqqa tal-PD diagnosata biss minn l-immaġini UV għandha erġa inqas minn 6% mal-daqqa tal-PD tintilaq. Din l-accuratezza tinqeda l-iktar tal-iktar tal-applikazzjonijiet prattika u tippreżenta approċċ ġdid non-invasive għad-diagnostika tal-falt tal-isolażjoni esterna tal-vakjuċ tal-ġimgħa all-inġoz bsieq tal-immaġini ultraviolet.

Dan it-talb intensifikat mill-National Natural Science Foundation of China u l-State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment. Il-muturi jidhru jippreżentaw l-grazziż tal-ħsieġa sincera għal dawk li pprovdaw is-sostegnu għal din il-progetta.