本發(fā)明屬于電力電容器領(lǐng)域，涉及一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別方法、裝置、系統(tǒng)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、直流支撐電容器（dc-link電容器）具有體積小、容量大、電壓耐受高、電流耐受大、損耗小、溫度性能優(yōu)、儲(chǔ)能密度大、安全可靠性好的特點(diǎn)。換流站換流閥廳直流側(cè)橋臂上的自愈式電容器作用是電壓支撐和直流濾波，它是維持整個(gè)輸電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保持良好配合，保障輸電質(zhì)量的重要元器件。根據(jù)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀結(jié)果，金屬化膜電容器的損傷主要是由自愈在金屬化膜上不斷發(fā)生導(dǎo)致的。因此掌握了自愈的機(jī)理和參數(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)電容器提高電容器的壽命、降低企業(yè)成本、提高電力系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性具有重要意義。

2、金屬化膜的自愈是一個(gè)很復(fù)雜的過程，既有物理變化，又有化學(xué)反應(yīng)。自愈過程可以概括為：介質(zhì)膜擊穿并產(chǎn)生電流通道、擊穿點(diǎn)附近的金屬電極因電流發(fā)熱而蒸發(fā)，擊穿點(diǎn)被隔離，放電電弧熄滅，絕緣恢復(fù)。介質(zhì)薄膜發(fā)生局部擊穿后，在擊穿點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流通道，外部的能量注入擊穿點(diǎn)形成了放電回路。擊穿點(diǎn)周圍被清除掉的電極面積就是自愈面積，其大小一般是平方毫米級(jí)，所以單次自愈導(dǎo)致的電容量損失也很小，一般為pf級(jí)。但是，在電容器每個(gè)充放電周期中都可能會(huì)發(fā)生多次自愈，而且隨著介質(zhì)膜的老化，每個(gè)充放電周期中自愈發(fā)生的次數(shù)會(huì)逐漸增多。這樣多次自愈的疊加會(huì)使得電容量發(fā)生明顯的下降，當(dāng)實(shí)際電容量低于額定電容量的95%時(shí)，電容器失效。

3、基于此，研究一種金屬化膜電容器自愈識(shí)別系統(tǒng)及方案勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述問題，本發(fā)明提出一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別方法、裝置、系統(tǒng)及其應(yīng)用，所述方法包括：獲取所述電容器金屬化膜的圖像信息；對(duì)所述圖像信息進(jìn)行灰度化處理，獲得灰度化圖像；對(duì)所述灰度化圖像進(jìn)行圖像二值化、圖像去噪和輪廓檢測(cè)，獲取所述電容器金屬化膜的自愈區(qū)域的參數(shù)信息。本發(fā)明基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的圖像識(shí)別準(zhǔn)確識(shí)別自愈區(qū)域，提高了檢測(cè)的可靠性和一致性。

2、具體來說，本發(fā)明的目的在于提供以下方面：

3、第一方面，提供一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別的方法，所述方法包括：

4、獲取所述電容器金屬化膜的圖像信息；

5、對(duì)所述圖像信息進(jìn)行灰度化處理，獲得灰度化圖像；

6、對(duì)所述灰度化圖像進(jìn)行圖像二值化、圖像去噪和輪廓檢測(cè)，獲取所述電容器金屬化膜的自愈區(qū)域的參數(shù)信息。

7、其中，對(duì)所述圖像信息進(jìn)行灰度化處理，獲得灰度化圖像包括如下步驟：將所述圖像信息像素通道中表示顏色的（r,g,b）三個(gè)通道，轉(zhuǎn)化為單一的灰度值，之后通過系數(shù)求和。

8、其中，所述圖像二值化算法邏輯為：將大于臨界值的灰度值轉(zhuǎn)為極大值，將小于所述臨界值的灰度值轉(zhuǎn)為極小值。

9、其中，采用開運(yùn)算去噪的方法進(jìn)行圖像去噪。

10、其中，所述參數(shù)包括長度、寬度和面積。

11、第二方面，提供一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別裝置，所述裝置包括：

12、圖像信息獲取組件，用于獲取所述電容器金屬化膜的圖像信息；

13、灰度化處理組件，用于對(duì)所述圖像信息進(jìn)行灰度化處理，獲得灰度化圖像；

14、灰度化圖像處理組件，用于對(duì)所述灰度化圖像進(jìn)行圖像二值化、圖像去噪和輪廓檢測(cè)，獲取所述電容器金屬化膜的自愈區(qū)域的參數(shù)信息。

15、第三方面，提供一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元包括第二方面所述的裝置。

16、其中，所述系統(tǒng)還包括：

17、自動(dòng)換樣單元，其用于放置或自動(dòng)更換電容器金屬化膜；

18、ccd圖像采集單元，其用于捕獲電容器金屬化膜圖像信息。

19、第四方面，提供一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域檢測(cè)方法，采用第三方面所述的系統(tǒng)對(duì)電容器金屬化膜自愈區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。

20、第五方面，提供一種可存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括用于實(shí)現(xiàn)第一方面所述方法的指令。

21、本發(fā)明所具有的有益效果包括：

22、（1）本發(fā)明提供的金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別方法，基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的圖像識(shí)別準(zhǔn)確識(shí)別自愈區(qū)域，提高了檢測(cè)的可靠性和一致性。

23、（2）本發(fā)明提供的系統(tǒng)通過對(duì)電容器金屬化膜試樣的不同位置信息進(jìn)行獲取，從而為精確分析自愈區(qū)域參數(shù)提供充分的數(shù)據(jù)來源；所述裝置通過自動(dòng)換樣單元實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換樣與試樣信息自主檢測(cè)；通過ccd圖像采集單元與數(shù)據(jù)處理單元為不同訴求的需求方提供解決方法。

24、（3）本發(fā)明提供的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速高效的自動(dòng)換樣、自主檢測(cè)、識(shí)別損傷和分析數(shù)據(jù)?；趫D像識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)的人工智能算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)自愈區(qū)域的數(shù)據(jù)分析，一鍵生成檢測(cè)報(bào)告，獲得全面準(zhǔn)確的分析資料，為企業(yè)和研究院所人力的解放提供高效的方案。

技術(shù)特征：

1.一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，優(yōu)選的，對(duì)所述圖像信息進(jìn)行灰度化處理，獲得灰度化圖像包括如下步驟：將所述圖像信息像素通道中表示顏色的（r,g,b）三個(gè)通道，轉(zhuǎn)化為單一的灰度值，之后通過系數(shù)求和。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖像二值化算法邏輯為：將大于臨界值的灰度值轉(zhuǎn)為極大值，將小于所述臨界值的灰度值轉(zhuǎn)為極小值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用開運(yùn)算去噪的方法進(jìn)行圖像去噪。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)包括長度、寬度和面積。

6.一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述裝置包括：

7.一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理單元（3），所述數(shù)據(jù)處理單元（3）包括如權(quán)利要求6所述的裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

9.一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域檢測(cè)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)對(duì)電容器金屬化膜自愈區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。

10.一種可存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述可存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述方法的指令。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種金屬化膜電容器自愈區(qū)域自動(dòng)識(shí)別方法、裝置、系統(tǒng)及其應(yīng)用，所述方法包括：獲取所述電容器金屬化膜的圖像信息；對(duì)所述圖像信息進(jìn)行灰度化處理，獲得灰度化圖像；對(duì)所述灰度化圖像進(jìn)行圖像二值化、圖像去噪和輪廓檢測(cè)，獲取所述電容器金屬化膜的自愈區(qū)域的參數(shù)信息。本發(fā)明基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的圖像識(shí)別準(zhǔn)確識(shí)別自愈區(qū)域，提高了檢測(cè)的可靠性和一致性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉文鳳,程璐,李志元,徐陽,黃想,國江,趙科,李洪濤,周垚,王緒光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9