[发明专利]一种绝缘纸板热老化程度的检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备故障诊断技术领域，特别是涉及一种绝缘纸板热老化程度的检测系统及方法。

背景技术

油浸变压器内绝缘主要采用油纸绝缘，其主要绝缘材料为绝缘油、绝缘纸和纸板等。纸板绝缘作为变压器绝缘的重要组成部分，决定了变压器整体的绝缘性，其作用突出且意义重大，但纸板绝缘易遭受冲击损害且难以恢复，故对纸板绝缘保护就尤为重要。

随着纤维素微观理论发展和观测设备精度不断提高，国内外工作者开始从微观角度研究绝缘纸板老化及击穿过程，这对分析其老化机理，提高绝缘材料性能有重要意义。采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)观察纸板表面微观形貌可以直观分析纸板的优劣及纤维破坏过程，但是，现有的SEM图像处理只是针对合金、岩土颗粒以及绝缘子等研究领域而特定的部分方法与算法，无法得到绝缘纸板的热老化程度及剩余寿命，且采用SEM直接观察绝缘纸板表面微观形貌，受人为主观因素影响较大，检测结果不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种绝缘板热老化程度的检测系统及方法，以解决绝缘纸板的热老化程度检测精度低以及受人为主观因素影响大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种绝缘纸板热老化程度的检测系统，包括：图像采集设备，与所述图像采集设备相连接的图像接收设备，与所述图像接收设备相连接的分析判断模块，所述分析判断模块用于检测绝缘纸板的纤维宽度、孔洞面积以及表面粗糙度以判断所述绝缘纸板的热老化程度以及剩余寿命。

可选的，所述分析判断模块具体包括：第一检测单元、第二检测单元以及第三检测单元；

所述第一检测单元、所述第二检测单元以及第三检测单元相互独立，所述第一检测单元用于检测所述纤维宽度；所述第二检测单元用于检测所述孔洞面积；所述第三检测单元用于检测所述表面粗糙度。

可选的，所述第一检测单元具体包括：

第一小波增强子单元，用于对所述扫描电子显微镜图像小波增强，得到小波增强后的图像；

第二局部自适应阈值分割子单元，用于将所述小波增强后的图像局部自适应阈值分割，得到二值化图像；

优化子单元，用于删除所述二值化图像中少于预设像素点个数的连通域，得到优化后的二值化图像；

边界提取子单元，用于对所述优化后的二值化图像边界提取，得到提取边界后的图像；

纤维宽度获取子单元，用于对所述提取边界后的图像直线检测，得到所述绝缘纸板的纤维宽度。

可选的，所述第二检测单元具体包括：

第一检测子单元，用于检测所述扫描电子显微镜图像是否存在孔洞，得到第一检测结果；

第二小波增强子单元，用于若所述第一检测结果表示为所述扫描电子显微镜图像存在孔洞，将存在孔洞的孔洞图像小波增强，得到小波增强后的孔洞图像；

第二局部自适应阈值分割子单元，用于将所述小波增强后的孔洞图像局部自适应阈值分割，得到二值化孔洞图像；

开运算处理子单元，用于对所述二值化孔洞图像开运算处理，得到开运算后的孔洞图像；

孔洞面积获取子单元，用于根据所述开运算后的孔洞图像提取孔洞边界，获得所述孔洞面积。

可选的，所述第三检测单元具体包括：

离散采集点数获取子单元，用于获取所述扫描电子显微镜图像x方向上的离散采样点数以及y方向上的离散采样点数；

三维平均值计算子单元，用于根据所述x方向上的离散采样点数以及所述y方向上的离散采样点数，计算得到所述扫描电子显微镜图像的三维平均值；

表面粗糙度计算子单元，用于根据所述三维平均值计算得到所述表面粗糙度。

一种绝缘纸板热老化程度的检测方法，包括：

获取绝缘纸板的热老化程度依据图；所述热老化程度依据图由历史试验数据得到的；

获取扫描电子显微镜图像；

根据所述扫描电子显微镜图像获取绝缘纸板的纤维宽度、孔洞面积以及表面粗糙度；

根据所述纤维宽度、所述孔洞面积以及所述表面粗糙度获得所述绝缘纸板的聚合度；

将所述聚合度，按照所述热老化程度依据图得到所述绝缘纸板的热老化程度。

可选的，所述根据所述扫描电子显微镜图像获取绝缘纸板的纤维宽度、孔洞面积以及表面粗糙度，具体包括：

对所述扫描电子显微镜图像小波增强，得到小波增强后的图像；

将所述小波增强后的图像局部自适应阈值分割，得到二值化图像；