CN110907450A - 一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，用户设置，添加人员，用户等级为三级：管理员、操作员和观察员，观察员只有查询权限；复合绝缘子憎水性检测参照国网绝缘子憎水性标准判定，静态接触角θ和憎水性分级HC值两个参数均应进行测量，并同时满足相应的要求。静态接触角是通过直接测量固体表面平衡水珠的静态接触角度，以此判断材料表面憎水状态；喷水分级法是用憎水分级来表示固态材料表面憎水状态的方法。

Description

一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法

技术领域

本发明涉及特高压直流输电线路，尤其涉及一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法。

背景技术

特高压直流复奉线直线塔及耐张塔跳线串均为复合绝缘子共计3400支，挂网运行时间为2010年7月26日，已接近10年，并且该线路处于D级污区，根据《国家电网设备〔2018〕979号国家电网有限公司关于印发十八项电网重大反事故措施》7.2.8要求：对于水泥厂、有机溶剂类化工厂附近的复合外绝缘设备，应加强憎水性检测，同时±800kV复奉线为国网公司级重要输电通道，每年有半年左右时间处于满功率运行状态，线路重要性不言而喻，因此，开展复合绝缘子憎水性带电检测技术的研究是十分必要和紧迫的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，通过现场拍摄提取图像作一些常规的处理，准确判断图像中水珠形状所代表的静态接触角和绝缘子的憎水等级。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，包括以下步骤：

S1、用户设置，添加人员

用户等级为三级：管理员、操作员和观察员，观察员只有查询权限；

管理员拥有自己的密码，享有最高权限，不仅可以判断憎水等级，记录判断结果，查询历史记录，还可以改动历史数据，配置软件的数据库；

操作员只能判断憎水等级，记录判断结果和查询历史记录，没有修改数据库和历史记录的权利；

观察员的权限最低，只能查询历史记录，没有更改任何数据或设置的权利；

S2、标准图片设置

软件安装完成以后，运行前需要配置标准图片，根据需要重新设置图片属性和说明，图片一般放置在pic\子目录下，用户只可以修改说明和备注两项内容；

S3、客观判断等级设置

客观判断等级是在对大量数据进行归纳总结和憎水性规律分析的基础上总结出来的，如果在软件使用过程中，发现准确率降低，还可以对其进行更改和修正，但如果没有充分数据支持，这个标准是不可轻易变动的；

S4、拍摄的憎水图像，会在软件启动后的界面显示。

进一步，还包括以下步骤：

S5、憎水等级判断

S5.1、静态接触角θ

打开现场测试时所采集到的图片，“文件”，“打开”，在对应的目录下打开图片；

S5.2、点击工具栏中“多边形选择工具”，以水珠在固态物体接触水平面为起始点，单击鼠标左键3次以右键结束画三角形；∠δ接触角：表示静态接触角度θ；k1,k1斜率：代表两条夹角线；∠φ，∠β水平角：表示两条斜线的水平角，判断方法请参考试品表面水滴状态与憎水性分级表。

进一步，还包括：

S6、憎水性分级HC

S6.1、利用矩形选择工具裁剪，剪裁区域面积应尽量等于整个伞裙面积然后点击“选择区域切图”即可裁剪出所选区域；

S6.2、使用多边形选择工具描绘出最大一颗水珠的区域，水珠形状为不规则图形，选择时使用鼠标左键间断点击，区域描绘完之后点击右键结束；

S6.3、点击检测憎水性级别，软件根据选区面积、选区周长、“图像面积、面积比例综合数值计算分析，自动判断图片中绝缘子当前的憎水性等级，此结果为客观判断。

进一步，还包括：客观判断界面和主观判断；

所述客观判断界面：

S7、对于较脏或水珠粘连较多的绝缘子无法看出水珠的边缘，可使用图像、滤镜、边缘滤镜、查找边缘；

所述客观判断界面还包括客观判断，

所述客户判断：客观判断首先要选择客观判断区域，该区域选择必须遵循三区域，一不能，一可以的原则；

进一步，所述主观判断：在复合绝缘子憎水性分析结果界面中点击OK进入主观判断界面。

进一步，所述三区域，一不能，一可以的原则为：

1)剪裁区域必须是喷水设备的喷口正对着喷射的区域，该区域必须充分受水，是喷水时就选定的检测区域；

2)剪裁区域必须是照相设备所重点拍摄的区域，以保证图像的清晰性，起码肉眼必须能识别出干区和湿区；

3)剪裁区域必须是包含最大水珠或水迹的受水区域，是受水区内憎水性最差的部分。

本发明的有益效果为：复合绝缘子憎水性检测参照国网绝缘子憎水性标准判定，静态接触角θ和憎水性分级HC值两个参数均应进行测量，并同时满足相应的要求。静态接触角是通过直接测量固体表面平衡水珠的静态接触角度，以此判断材料表面憎水状态；喷水分级法是用憎水分级来表示固态材料表面憎水状态的方法。

复合绝缘子憎水性分析软件根据检测人员在现场获取的绝缘子喷水后图像，可对现场拍摄提取图像作一些常规的处理，准确判断图像中水珠形状所代表的静态接触角和绝缘子的憎水等级。系统图像的预处理软件设置了基本的图像处理功能，如：剪切、粘贴、放大、缩小、中值滤波和图像旋转。图像处理功能可以进一步改善图像质量，但是通常不必使用预处理功能，就可以对图像的憎水等级进行判断，通过两种分析结果可直观判断出被测试品当前的憎水性能。

憎水等级判断分为两部分：主观判断和客观判断。用户还可以利用“查询”功能，对历史判断记录进行检索、查询和统计分析。

附图说明

图1为本发明的用户管理的界面示意图；

图2为系统参考数设置的界面示意图；

图3为憎水标准等级编辑的界面示意图；

图4为软件主界面的示意图；

图5为检测系统的界面示意图；

图6为憎水性判断系统的界面示意图；

图7为憎水检测系统的界面示意图之一；

图8为憎水检测系统的界面示意图之二；

图9为憎水检测系统的界面示意图之三；

图10为憎水检测系统的界面示意图之四；

图11为复合绝缘子憎水性分析结果的界面示意图之一。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种特高压直流输电线路复合绝缘子憎水性的带电检测方法，包括以下步骤：

请参阅图1，S1、用户设置，添加人员

用户等级为三级：管理员、操作员和观察员，观察员只有查询权限；

管理员拥有自己的密码，享有最高权限，不仅可以判断憎水等级，记录判断结果，查询历史记录，还可以改动历史数据，配置软件的数据库；

操作员只能判断憎水等级，记录判断结果和查询历史记录，没有修改数据库和历史记录的权利；

观察员的权限最低，只能查询历史记录，没有更改任何数据或设置的权利；

这种设置可以有效地保护系统和数据的安全性。三级用户的密码均可以在添加用户的时候设置或更改，也可以在用户登录后，用户自己重新设置密码。

S2、标准图片设置

请参阅图2和图3，软件安装完成以后，运行前需要配置标准图片(从HC7到HC1)，可以根据需要重新设置(从HC1到HC7)的图片属性和说明，HC1到HC7的图片一般放置在pic\子目录下，如：”pic\hc1.jpg”，用户只可以修改说明和备注两项内容。

S3、客观判断等级设置

客观判断等级是在对大量数据进行归纳总结和憎水性规律分析的基础上总结出来的，利用这个分级标准，准确率可达97％以上。

如果在软件使用过程中，发现准确率降低，还可以对其进行更改和修正，但如果没有充分数据支持，这个标准是不可轻易变动的；

S4、拍摄的憎水图像，会在软件启动后的界面显示。

图4为软件启动后的界面，打开憎水拍摄图像后，会在不同标签显示不同的图片文件。

S5、憎水等级判断

S5.1、静态接触角θ

打开现场测试时所采集到的图片，“文件”，“打开”，在对应的目录下打开图片，如图5；

S5.2、点击工具栏中“多边形选择工具”，以水珠在固态物体接触水平面为起始点，单击鼠标左键3次以右键结束画三角形，如图6；

∠δ接触角：表示静态接触角度θ；k1,k1斜率：代表两条夹角线；∠φ，∠β水平角：表示两条斜线的水平角，判断方法请参考试品表面水滴状态与憎水性分级表。

S6、憎水性分级HC

S6.1、利用矩形选择工具裁剪，剪裁区域面积应尽量等于整个伞裙面积，如图7所示，然后点击“选择区域切图”即可裁剪出所选区域；

S6.2、使用多边形选择工具描绘出最大一颗水珠的区域，水珠形状为不规则图形，选择时使用鼠标左键间断点击，区域描绘完之后点击右键结束；

S6.3、点击检测憎水性级别，软件根据选区面积、选区周长、“图像面积、面积比例综合数值计算分析，自动判断图片中绝缘子当前的憎水性等级，此结果为客观判断，如图8；

还包括：客观判断界面和主观判断；

所述客观判断界面：

S7、对于较脏或水珠粘连较多的绝缘子无法看出水珠的边缘，可使用图像、滤镜、边缘滤镜、查找边缘，憎水性能等级的判断步骤同上述。如图9

所述客观判断界面还包括客观判断，

所述客户判断：客观判断首先要选择客观判断区域，该区域选择必须遵循三区域，一不能，一可以的原则；

所述三区域，一不能，一可以的原则为：

1)剪裁区域必须是喷水设备的喷口正对着喷射的区域，该区域必须充分受水，是喷水时就选定的检测区域；

2)剪裁区域必须是照相设备所重点拍摄的区域，以保证图像的清晰性，起码肉眼必须能识别出干区和湿区；

3)剪裁区域必须是包含最大水珠或水迹的受水区域，是受水区内憎水性最差的部分。

因为即使是同一片伞裙，不同部分的憎水性也可能是不同的。有的部分会好些，有的部分会差些。检测的目的是要看绝缘子在这种憎水状况下继续运行的危险程度，而憎水性最差的状况也是最危险的状况，所以必须把最差部分的憎水性检测出来，以此来判断整片伞裙乃至整串绝缘子的憎水性状况。

所勾选最大水珠不能包括绝缘子伞裙的边缘淤积水珠，要尽量避免边缘效应的影响。所谓边缘效应是指在绝缘子伞裙靠近芯棒的地方和伞裙的外边缘处，水会发生淤积现象，而这并不能代表整片绝缘子伞裙的憎水性。

可以包括阴影区域，但该阴影部分的干区和湿区必须能够肉眼识别。

所述主观判断：在复合绝缘子憎水性分析结果界面中点击OK进入主观判断界面。如图10和图11所示，主观判断法是由喷水分级法(HC法)发展而来。

图10和图11中，试品表面水滴状态与憎水性分级表

(注：θr接触角)

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，其特在于，包括以下步骤：

S1、用户设置，添加人员

用户等级为三级：管理员、操作员和观察员，观察员只有查询权限；

管理员拥有自己的密码，享有最高权限，不仅可以判断憎水等级，记录判断结果，查询历史记录，还可以改动历史数据，配置软件的数据库；

操作员只能判断憎水等级，记录判断结果和查询历史记录，没有修改数据库和历史记录的权利；

观察员的权限最低，只能查询历史记录，没有更改任何数据或设置的权利；

S2、标准图片设置

软件安装完成以后，运行前需要配置标准图片，根据需要重新设置图片属性和说明，图片一般放置在pic\子目录下，用户只可以修改说明和备注两项内容；

S3、客观判断等级设置

客观判断等级是在对大量数据进行归纳总结和憎水性规律分析的基础上总结出来的，如果在软件使用过程中，发现准确率降低，还可以对其进行更改和修正，但如果没有充分数据支持，这个标准是不可轻易变动的；

S4、拍摄的憎水图像，会在软件启动后的界面显示。

2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S5、憎水等级判断

S5.1、静态接触角θ

打开现场测试时所采集到的图片，“文件”，“打开”，在对应的目录下打开图片；

S5.2、点击工具栏中“多边形选择工具”，以水珠在固态物体接触水平面为起始点，单击鼠标左键3次以右键结束画三角形；∠δ接触角：表示静态接触角度θ；k1,k1斜率：代表两条夹角线；∠φ，∠β水平角：表示两条斜线的水平角，判断方法请参考试品表面水滴状态与憎水性分级表。

3.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，其特征在于，还包括：

S6、憎水性分级HC

S6.1、利用矩形选择工具裁剪，剪裁区域面积应尽量等于整个伞裙面积然后点击“选择区域切图”即可裁剪出所选区域；

S6.2、使用多边形选择工具描绘出最大一颗水珠的区域，水珠形状为不规则图形，选择时使用鼠标左键间断点击，区域描绘完之后点击右键结束；

S6.3、点击检测憎水性级别，软件根据选区面积、选区周长、“图像面积、面积比例综合数值计算分析，自动判断图片中绝缘子当前的憎水性等级，此结果为客观判断。

4.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，其特征在于，还包括：客观判断界面和主观判断；

所述客观判断界面：

S7、对于较脏或水珠粘连较多的绝缘子无法看出水珠的边缘，可使用图像、滤镜、边缘滤镜、查找边缘；

所述客观判断界面还包括客观判断，

所述客户判断：客观判断首先要选择客观判断区域，该区域选择必须遵循三区域，一不能，一可以的原则。

5.根据权利要求4所述的一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，其特征在于：

所述主观判断：在复合绝缘子憎水性分析结果界面中点击OK进入主观判断界面。

6.根据权利要求4所述的一种复合绝缘子憎水性的影响因素及校正方法，其特征在于：所述三区域，一不能，一可以的原则为：

1)剪裁区域必须是喷水设备的喷口正对着喷射的区域，该区域必须充分受水，是喷水时就选定的检测区域；

2)剪裁区域必须是照相设备所重点拍摄的区域，以保证图像的清晰性，起码肉眼必须能识别出干区和湿区；

3)剪裁区域必须是包含最大水珠或水迹的受水区域，是受水区内憎水性最差的部分。

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