[发明专利]基于光谱反演的绝缘材料表面湿润度分布原位测量方法

说明书

公开了基于光谱反演的绝缘材料表面湿润度分布原位测量方法，方法中，利用光谱图像技术获取绝缘材料表面湿润度光谱图像数据，对绝缘材料表面湿润度光谱图像数据进行预处理，提取绝缘材料表面湿润度光谱图像回归分析特征波段，建立绝缘材料表面湿润度光谱图像回归分析模型，实现运行电压下绝缘材料表面湿润度动态原位检测。通过将光谱信息与空间图像信息相结合，建立适用于不同绝缘材料表面湿润度检测方法，并且对运行电压下由于热效应造成的局部干燥带进行动态检测，为电力设备在线检测和电力设备运维策略的制定提供指导，为不同电力设备中绝缘结构的设计和防潮设计提供依据和参考。

技术领域

本发明属于电力设备绝缘材料表面受潮在线检测技术领域，尤其涉及一种基于光谱反演的绝缘材料表面湿润度分布原位测量方法。

背景技术

在高电压与绝缘领域，绝缘材料承担着机械支撑和电气绝缘的功能，然而由于长期工作在大气环境中，绝缘材料表面将不可避免地遭受到水汽等因素的影响造成表面受潮，从而导致表面绝缘性能大幅度下降，尤其是当绝缘材料表面积累了污秽后这一现象将更加明显。研究表明，在绝缘材料沿面闪络过程中，部分污秽物溶解进而伴随着绝缘材料表面泄漏电流增大，由于热效应形成干燥带产生局部电弧，最终局部电弧桥接引发全面闪络。由上述过程可知，绝缘材料表面受潮是造成沿面闪络的关键因素，因此针对绝缘材料表面湿润度的检测在其沿面闪络的机制研究和防治中具有非常重要的地位。

然而绝缘材料表面湿润度的在线检测方面尚未形成具体的方法和评价指标。目前主要提出了三种湿润度检测方法：第一种是泄漏电流法，通过在绝缘材料高压端施加电压并在接地端测量流过绝缘材料的泄漏电流，结合泄漏电流及其基波分量变化趋势进行湿润度的判断，然而泄漏电流值与外施电压存在显著关系，非饱和湿润度与泄漏电流值之间难以构成定量关系，同时微小电流测量且不含湿润度分布信息也是限制该方法应用的主要因素；第二种方法是电导率法，绝缘材料受潮后伴随着可溶性污秽物的溶解，表面电导率将显著上升，以外施电压和泄漏电流之比可计算得到表面电导率，然而同样存在微小电流测量困难且不含湿润度分布的问题；为了实现湿润度分布的检测，部分学者提出了局部电导率的测量方法，通过在特定结构的电极两端施加直流电压并测量电极间泄漏电流可实现局部区域的湿润度检测，该方法可以大幅度提高湿润度测量精度，并且在一定程度上获得了湿润度的分布信息，但接触式测量方法存在较大的应用限制；第三种方法是质量测量法，通过测量不同湿润度下绝缘材料质量实现湿润度的间接测量，但是该方法也同样难以现场应用。因此，有必要提出一种可以实现绝缘材料表面湿润度及其分布信息快速测量的检测技术。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光谱反演的绝缘材料表面湿润度分布原位测量方法，通过将光谱信息与空间图像信息相结合，建立适用于不同绝缘材料表面湿润度检测方法，并且对运行电压下由于热效应造成的局部干燥带进行动态检测，为电力设备在线检测和电力设备运维策略的制定提供指导，为不同电力设备中绝缘结构的设计和防潮设计提供依据。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种基于光谱反演的绝缘材料表面湿润度分布原位测量方法包括：

步骤S1：绝缘材料表面湿润度光谱图像数据获取，其中，在不同受潮时间下称量各个样品的绝缘材料并记录当前时刻绝缘材料质量，将绝缘材料的各个样品质量转换为湿润度Y，Y＝|Y₁，Y₂，...，Y_n|，n为受潮时长间隔数，同步采集各个样品的表面湿润度光谱图像数据DN，DN＝[DN₁(x，y，λ)，DN₂(x，y，λ)，...，DN_n(x，y，λ)]；