一种复合绝缘子表面电场计算方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
[0001] 一种复合绝缘子表面电场计算方法
技术领域
[0002] 本发明涉及一种复合绝缘子表面电场计算方法，属高电压技术领域。
【背景技术】
[0003] 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迀移特性，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。
[0004] 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。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是，为了解决复合绝缘子憎水性存在的问题，本发明提出一种复合 绝缘子表面电场计算方法。
[0006] 本发明的技术方案是，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頻興区域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，在漏大小图像中，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_1其轉 2的导纳矩阵，采用结点电压法便可以对M .< N区 域S进行电网络分析。
[0007] -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_其贺区域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。
[0008] 本发明的有益效果是，本发明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。本发明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】
[0009] 图1为本发明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】
[0010] 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。
[0011] (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。
[0012] (3)对复合绝缘子硅橡胶伞裙的一块|1激11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。
[0013] (4)应用图像处理技术将憎水性图像进行二值化，在]'4 :<M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，像素为〇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。
[0014] (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。
[0015] (6)采用结点电压法便可以对Mx N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。
【主权项】
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>〗_< H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M K N大小图像中，像素为1的单元为 绝缘子干燥单元，像素为〇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N/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； (3) 对复合绝缘子硅橡胶伞裙的一块絲尤|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，在滅C孩大小图像中，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O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_:_1巧的导纳矩阵； (6) 采用结点电压法便可以对_康駕区域S进行电网络分析。
【文档编号】G06T7/00GK105931245SQ201610288235
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】安义, 徐文, 杨强
【申请人】国网江西省电力科学研究院, 国家电网公司