本發(fā)明涉及汽輪發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法，具體來說就是一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知，電暈放電是在極不均勻電場中，空氣發(fā)生電離，從而產(chǎn)生的一種自持式輝光放電。在極不均勻電場中，最大場強(qiáng)遠(yuǎn)高于平均場強(qiáng)，以致外加電壓還較低時，局部最大場強(qiáng)區(qū)域就已經(jīng)發(fā)生空氣電離，并發(fā)出大量的光輻射，使在黑暗中的該區(qū)域附近空間出現(xiàn)薄薄的發(fā)光層，一般表現(xiàn)為藍(lán)色暈光，即為電暈。

汽輪發(fā)電機(jī)定子線棒出槽口附近以及包括綁繩、墊塊和壓板處和線棒相帶間等端部區(qū)域，電場分布極不均勻，盡管已采取了噴涂防暈漆等一系列措施，但是由于防暈層磨損、氣隙填充不實、灰塵積累、運(yùn)行中濕度、壓力變化等因素的影響，仍易出現(xiàn)電暈，進(jìn)而威脅汽輪發(fā)電機(jī)的絕緣安全。一方面，電暈放電會使周圍氣體溫度升高，加速定子線棒絕緣的老化；另一方面，盡管電暈本身的放電能量并不高，但相對于電弧等放電形式，電暈放電使周圍空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的O₃、NO、NO₂等要更多。O₃本身具有很強(qiáng)的氧化性和腐蝕性，NO、NO₂與水化合會生成酸。這些物質(zhì)都會腐蝕定子線棒的絕緣。腐蝕輕者，線棒防暈層及主絕緣表面變白并出現(xiàn)不同程度的蠶食；腐蝕嚴(yán)重者，腐蝕向絕緣材料內(nèi)部發(fā)展，主絕緣外露，線棒表面防暈層甚至主絕緣燒損，可能出現(xiàn)定子線棒的放電擊穿。

鑒于電暈放電對汽輪發(fā)電機(jī)的絕緣產(chǎn)生的上述威脅，在發(fā)電機(jī)機(jī)組檢修期間，一般會安排專門的電暈檢測試驗，對定子線棒施加相電壓和線電壓來分別查找端部繞組同相內(nèi)和相繞組對地的電暈以及異相間的電暈。對于檢測到的電暈，通常采取清掃、打磨尖端，填充間隙重和重新噴涂防暈材料等手段進(jìn)行處理，以達(dá)到消除電暈，保障發(fā)電機(jī)絕緣安全的目的。

目前，檢測汽輪發(fā)電機(jī)定子線棒端部電暈放電最為常用的兩種方法為暗室目測法和紫外成像法。暗室目測法需利用帆布等為汽輪發(fā)電機(jī)端部搭建一個完全無光的暗室環(huán)境，在定子線棒施加相電壓和線電壓后，由暗室中的觀察者憑肉眼直接對電暈位置進(jìn)行查找和標(biāo)記，但這種方法效率低、耗時長，而且容易受觀察者個人經(jīng)驗和主觀因素的影響，電暈位置需要在暗室加壓環(huán)境下進(jìn)行標(biāo)記，存在一定不便，并且除電暈位置信息外，無法獲得其他任何試驗數(shù)據(jù)，難以進(jìn)一步做評估和定量分析。紫外成像法基于電暈放電會產(chǎn)生紫外光的原理，利用紫外成像儀對電暈放電位置進(jìn)行觀測，對放電量進(jìn)行測量；采用該方法無需搭建暗室環(huán)境，不過放電量測量結(jié)果受觀測角度，觀測距離和放電集中程度影響較為明顯，因而其讀數(shù)只適宜作為輔助手段，最終判定還應(yīng)以目測為準(zhǔn)；另外，與暗室目測法一樣，紫外成像法測量效率低下。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需研發(fā)一種不受檢測人員主觀因素影響的檢測發(fā)電機(jī)定子繞組電暈的方法，從而提高檢測效率，安全可靠。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中檢測發(fā)電機(jī)定子繞組電暈容易受到人為因素的干擾，檢測效率低下的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具體實施方式提供一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法，包括：獲得較暗環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電圖像；獲得正常光照環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的自然光照圖像，其中所述自然光照圖像和所述電暈放電圖像由同一拍攝設(shè)備拍攝完成，并且拍攝所述自然光照圖像和所述電暈放電圖像時保持所述拍攝設(shè)備的拍攝位置、拍攝角度、焦距和光圈不變；疊加所述電暈放電圖像和所述自然光照圖像得到電暈定位圖像。

本發(fā)明的具體實施方式還提供一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測裝置，包括：獲取單元，用于獲得較暗環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電圖像，并獲得正常光照環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的自然光照圖像，其中，所述自然光照圖像和所述電暈放電圖像由同一拍攝設(shè)備拍攝完成，并且拍攝所述自然光照圖像和所述電暈放電圖像時保持所述拍攝設(shè)備的拍攝位置、拍攝角度、焦距和光圈不變；疊加單元，用于疊加所述電暈放電圖像和所述自然光照圖像得到電暈定位圖像。

根據(jù)本發(fā)明的上述具體實施方式可知，發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法及裝置至少具有以下有益效果：在較暗的環(huán)境下，采用長曝光技術(shù)或者圖片堆棧方法模擬實現(xiàn)的長曝光技術(shù)，對亮度很低的發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電情況進(jìn)行拍攝，得到照片形式的客觀觀測結(jié)果；然后，在正常光照環(huán)境下，在同一位置，按相同角度和焦距，對汽輪發(fā)電機(jī)端部進(jìn)行拍攝；最后，將拍攝的兩組照片進(jìn)行疊加處理，從而實現(xiàn)電暈放電的定位。另外，基于得到的照片，可以進(jìn)一步對電暈情況進(jìn)行定量分析。進(jìn)行定量分析時，可以采用標(biāo)準(zhǔn)光源，消除了拍攝距離、拍攝角度、光圈和感光元件性能等因素的影響。

應(yīng)了解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本發(fā)明所欲主張的范圍。

附圖說明

下面的所附附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，其繪示了本發(fā)明的示例實施例，所附附圖與說明書的描述一起用來說明本發(fā)明的原理。

圖1為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法的實施例一的流程圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法的實施例二的流程圖；

圖3為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法的實施例三的流程圖；

圖4為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測裝置的實施例一的示意框圖；

圖5為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測裝置的實施例二的示意框圖；

圖6為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測裝置的實施例三的示意框圖；

圖7為本發(fā)明具體實施方式提供的采用整體法取得電暈放電圖像的示意圖；

圖8為本發(fā)明具體實施方式提供的采用三分法取得電暈放電圖像的示意圖；

圖9為本發(fā)明具體實施方式提供的電暈定位圖像疊加示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面將以附圖及詳細(xì)敘述清楚說明本發(fā)明所揭示內(nèi)容的精神，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明內(nèi)容的實施例后，當(dāng)可由本發(fā)明內(nèi)容所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明內(nèi)容的精神與范圍。

本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。另外，在附圖及實施方式中所使用相同或類似標(biāo)號的元件/構(gòu)件是用來代表相同或類似部分。

關(guān)于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，也非用以限定本發(fā)明，其僅為了區(qū)別以相同技術(shù)用語描述的元件或操作。

關(guān)于本文中所使用的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本創(chuàng)作。

關(guān)于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。

關(guān)于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部組合。

關(guān)于本文中所使用的用語“大致”、“約”等，用以修飾任何可以微變化的數(shù)量或誤差，但這些微變化或誤差并不會改變其本質(zhì)。一般而言，此類用語所修飾的微變化或誤差的范圍在部分實施例中可為20％，在部分實施例中可為10％，在部分實施例中可為5％或是其他數(shù)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，前述提及的數(shù)值可依實際需求而調(diào)整，并不以此為限。

某些用以描述本申請的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本申請的描述上額外的引導(dǎo)。

圖1為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法的實施例一的流程圖，如圖1所示，在較暗環(huán)境下拍攝發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電圖像，保持拍攝設(shè)備的拍攝位置、拍攝角度、焦距和光圈不變，在正常光照環(huán)境下拍攝發(fā)電機(jī)定子線棒端部的自然光照圖像，最后疊加電暈放電圖像和自然光照圖像得到電暈定位圖像。

該附圖所示的具體實施方式包括：

步驟101：獲得較暗環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電圖像。只需將發(fā)電機(jī)附近的常用照明關(guān)閉即可，關(guān)閉后能夠形成一個較暗的試驗環(huán)境，無需使用帆布等搭建一個完全無光的暗室環(huán)境。在較暗環(huán)境下，發(fā)電機(jī)定子線棒端部電暈放電時，能夠被拍攝設(shè)備獲得，但不能獲得發(fā)電機(jī)定子線棒端部的清晰圖像。

步驟102：獲得正常光照環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的自然光照圖像，其中所述自然光照圖像和所述電暈放電圖像由同一拍攝設(shè)備拍攝完成，并且拍攝所述自然光照圖像和所述電暈放電圖像時保持所述拍攝設(shè)備的拍攝位置、拍攝角度、焦距和光圈不變。正常光照環(huán)境就是指正常光照拍攝環(huán)境，在正常光照拍攝環(huán)境下，發(fā)電機(jī)定子線棒端部電暈放電時，不能夠被拍攝設(shè)備獲得，但拍攝設(shè)備能夠獲得發(fā)電機(jī)定子線棒端部的清晰圖像。本文中正常光照環(huán)境具體指在陽光或者人造光源照射下(包括陽光或人造光源經(jīng)相關(guān)物體反射的光線)，人類能夠清晰識別物體(例如可以看書、讀報)；自然光照圖像具體指在正常光照環(huán)境下，利用拍攝設(shè)備拍攝的圖像(基本上相當(dāng)于白天拍攝的照片)。

步驟103：疊加所述電暈放電圖像和所述自然光照圖像得到電暈定位圖像。在電暈定位圖像上可以清楚看到發(fā)電機(jī)定子線棒端部的哪些區(qū)域存在電暈放電。

參見圖1，降低了試驗時對周圍光照環(huán)境的要求，提高了試驗效率，避免了人為因素對試驗結(jié)果的干擾、豐富了試驗結(jié)果，使試驗結(jié)果由單一的電暈位置信息轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的電暈圖像，消除了拍攝距離、拍攝角度、光圈和感光元件性能等因素的影響，從而實現(xiàn)對電暈放電位置的精確定位。

圖2為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法的實施例二的流程圖，如圖2所示，利用電暈定位圖像可以對發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析。

該附圖所示的具體實施方式中，步驟103之后，該電暈檢測方法還包括：

步驟104：根據(jù)所述電暈定位圖像對發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析。

參見圖2，本發(fā)明可以很容易地識別出每處電暈是金色亮光形式還是淡藍(lán)色形式，是集中的暈點形式還是連續(xù)暈帶形式；例如，集中暈點形式屬于嚴(yán)重電暈缺陷，該區(qū)域局部放電強(qiáng)度大，可能對絕緣造成損傷；連續(xù)暈帶或較為分散的電暈，對絕緣造成損壞的可能性較小。

圖3為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測方法的實施例三的流程圖，如圖3所示，根據(jù)電暈定位圖像對發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析。

該附圖所示的具體實施方式中，步驟104具體包括：

步驟1041：獲取標(biāo)準(zhǔn)光源照片的第一亮度矩陣和原始長曝光照片的第二亮度矩陣。將原始長曝光照片和標(biāo)準(zhǔn)光源照片轉(zhuǎn)換為位圖格式；轉(zhuǎn)換后，原始長曝光照片和標(biāo)準(zhǔn)光源照片的每個像素均包含R、G、B三個通道的值，且取值范圍均為0～255，分別存儲該像素紅色、綠色和藍(lán)色的亮度值。據(jù)此建立3個二維矩陣，用于記錄每個像素的R、G、B三個通道的值。每個二維矩陣的行和列分別表示所記錄像素在照片中的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)。該坐標(biāo)系的原點位于照片的左上角，右側(cè)方向和下側(cè)方向分別為x軸和y軸的正方向。利用變換式從RGB格式照片第i行，第j列的信息(r_ij，g_ij，b_ij)得到該像素的亮度信息l_ij，且由此生成大小相同，行列定義相同的第二亮度矩陣L和第一亮度矩陣L₀。對于L和L₀矩陣中的某像素，其像素值越大，表示該像素的亮度越高。

步驟1042：根據(jù)所述第一亮度矩陣計算標(biāo)準(zhǔn)亮度值。具體為：設(shè)定合適的閾值lth₀，像素值大于該閾值lth₀的區(qū)域記為標(biāo)準(zhǔn)光源區(qū)域，小于等于該閾值lth₀的區(qū)域記為其他區(qū)域。選定標(biāo)準(zhǔn)光源區(qū)域后，將L₀對應(yīng)位置元素求和后除以255，得到數(shù)值N₀，N₀即為標(biāo)準(zhǔn)亮度值，標(biāo)準(zhǔn)亮度值N₀用于對電暈量進(jìn)行修正。

步驟1043：根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)亮度值修正電暈區(qū)域獲得修正電暈區(qū)域。電暈區(qū)域內(nèi)像素的亮度值除以標(biāo)準(zhǔn)亮度值，即得到修正電暈區(qū)域。

步驟1044：根據(jù)所述第二亮度矩陣判定所述修正電暈區(qū)域獲得最終電暈區(qū)域。設(shè)定合適的閾值l_th，像素值大于該閾值l_th的區(qū)域記為電暈區(qū)域，小于等于該閾值l_th的區(qū)域記為無電暈區(qū)域。

步驟1045：對所述最終電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析。

參見圖3，獲得修正電暈區(qū)域后，對修正電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析，可對電暈放電嚴(yán)重程度進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并據(jù)此制定檢修計劃，從而延長發(fā)電機(jī)的使用壽命。

本發(fā)明的具體實施例中，步驟101具體包括：

采用長曝光成像技術(shù)獲得較暗環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電圖像；或者，

采用圖片堆棧方式獲得較暗環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電圖像。

其中，圖片堆棧方式具體包括：以所有非透明像素的平均通道值渲染、以所有非透明像素的中間通道值渲染，以及以所有非透明像素的最大通道值渲染。電暈放電圖像具體包括：勵側(cè)相電壓下整體視圖、勵側(cè)線電壓下整體視圖、汽側(cè)相電壓下整體視圖、汽側(cè)線電壓下整體視圖、勵側(cè)相電壓下三分之一視圖、勵側(cè)線電壓下三分之一視圖、汽側(cè)相電壓下三分之一視圖和汽側(cè)線電壓下三分之一視圖。

圖4為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測裝置的實施例一的示意框圖，如圖4所示的電暈檢測裝置可以應(yīng)用到如圖1～圖3所示的電暈檢測方法中，在較暗環(huán)境下拍攝發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電圖像，保護(hù)拍攝設(shè)備的拍攝位置、拍攝角度、焦距和光圈不變，在正常光照環(huán)境下拍攝發(fā)電機(jī)定子線棒端部的自然光照圖像，最后疊加電暈放電圖像和自然光照圖像得到電暈定位圖像。

該附圖所示的具體實施方式中，該電暈檢測裝置包括：獲取單元1和疊加單元2，其中，獲取單元1用于獲得較暗環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電圖像，并獲得正常光照環(huán)境下發(fā)電機(jī)定子線棒端部的自然光照圖像，其中，所述自然光照圖像和所述電暈放電圖像由同一拍攝設(shè)備拍攝完成，并且拍攝所述自然光照圖像和所述電暈放電圖像時保持所述拍攝設(shè)備的拍攝位置、拍攝角度、焦距和光圈不變；疊加單元2用于疊加所述電暈放電圖像和所述自然光照圖像得到電暈定位圖像。本發(fā)明的具體實施例中，電暈放電圖像采用長曝光成像技術(shù)獲得或者采用圖片堆棧方式獲得。

參見圖4，降低了試驗時對周圍光照環(huán)境的要求，提高了試驗效率，避免了人為因素對試驗結(jié)果的干擾、豐富了試驗結(jié)果，使試驗結(jié)果由單一的電暈位置信息轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的電暈圖像，消除了拍攝距離、拍攝角度、光圈和感光元件性能等因素的影響，從而實現(xiàn)對電暈放電位置的精確定位。

圖5為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測裝置的實施例二的示意框圖，如圖5所示，利用電暈定位圖像可以對發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析。

該附圖所示的具體實施方式中，該電暈檢測裝置還包括分析單元3，其中，分析單元3用于根據(jù)所述電暈定位圖像對發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析。

參見圖5，本發(fā)明可以很容易地識別出每處電暈是金色亮光形式還是淡藍(lán)色形式，是集中的暈點形式還是連續(xù)暈帶形式；例如，集中暈點形式屬于嚴(yán)重電暈缺陷，該區(qū)域局部放電強(qiáng)度大，可能對絕緣造成損傷；連續(xù)暈帶或較為分散的電暈，對絕緣造成損壞的可能性較小。

圖6為本發(fā)明具體實施方式提供的一種發(fā)電機(jī)定子端部繞組的電暈檢測裝置的實施例三的示意框圖，如圖6所示，根據(jù)電暈定位圖像對發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析。

該附圖所示的具體實施方式中，分析單元3進(jìn)一步包括：獲取模塊31、計算模塊32、修正模塊33、判定模塊34和分析模塊35，其中，獲取模塊31用于獲取標(biāo)準(zhǔn)光源照片的第一亮度矩陣和原始長曝光照片的第二亮度矩陣；計算模塊32用于根據(jù)所述第一亮度矩陣計算標(biāo)準(zhǔn)亮度值；修正模塊33用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)亮度值修正電暈區(qū)域獲得修正電暈區(qū)域；判定模塊34用于根據(jù)所述第二亮度矩陣判定所述修正電暈區(qū)域獲得最終電暈區(qū)域；分析模塊35用于對所述最終電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析。

參見圖6，獲得修正電暈區(qū)域后，對修正電暈區(qū)域進(jìn)行定量分析，可對電暈放電嚴(yán)重程度進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并據(jù)此制定檢修計劃，從而延長發(fā)電機(jī)的使用壽命。

本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式如圖7、圖8、圖9所示，圖7為本發(fā)明具體實施方式提供的采用整體法取得電暈放電圖像的示意圖；圖8為本發(fā)明具體實施方式提供的采用三分法取得電暈放電圖像的示意圖；圖9為本發(fā)明具體實施方式提供的電暈定位圖像疊加示意圖，電暈放電圖像采用長曝光成像技術(shù)獲得或者采用圖片堆棧方式獲得。其中，采用圖片堆棧方式獲得電暈放電圖像具體實現(xiàn)如下：

圖片堆棧是首先拍攝一系列短曝光照片，然后把這些照片疊加在一起從而得到與單張長曝光照片相等的效果。圖片疊加規(guī)則是降低每個圖層(即每次拍攝的圖像)的不透明度，調(diào)整不透明度的數(shù)學(xué)規(guī)律為每張圖片的透明度為1/N。圖片疊加時可采用平均值，中間值和最大值三種方式。平均值以所有非透明像素的平均通道值渲染，等同于單張長曝的效果，合成后平滑無痕跡，能有效降噪，畫面提升。中間值以所有非透明像素的中間通道值渲染，能從畫面中移除多余的內(nèi)容，有效減少雜色和噪點，但有合成痕跡。最大值以所有非透明像素的最大通道值渲染，能夠找出和強(qiáng)化畫面中最亮點，有合成痕跡和降噪效果，但效果不如平均值。采用圖片堆棧方式實現(xiàn)長曝光拍攝，可以減少照片的噪點和暗角，并在長曝光效果方面具有一定的靈活性，不過有時后期效果出來后會有一定的堆棧痕跡。

由于在本方案中所選擇的曝光時間較短，一般不超過1分鐘，因而噪點的影響并不明顯，因而此時既可以選擇真實的長曝光成像技術(shù)，也可以選擇用圖片堆棧方式模擬實現(xiàn)長曝光技術(shù)。

下面對具體的拍攝工作進(jìn)行說明。

1.拍攝準(zhǔn)備

在完成發(fā)電機(jī)端部繞組電暈長曝光拍攝流程前，需完成場地準(zhǔn)備，拍攝設(shè)備準(zhǔn)備和加壓設(shè)備準(zhǔn)備等工作。

場地準(zhǔn)備方面，需將汽輪發(fā)電機(jī)勵側(cè)和汽側(cè)端蓋打開，轉(zhuǎn)子抽出膛外，確保發(fā)電機(jī)勵側(cè)和汽側(cè)的定子端部繞組完全位于試驗可視范圍內(nèi)，不存在遮擋情況。確認(rèn)發(fā)電機(jī)附近的常用照明光源可以關(guān)閉，且關(guān)閉后能夠形成一個較暗的試驗環(huán)境，但無需使用帆布等搭建一個完全無光的暗室環(huán)境。

拍攝設(shè)備準(zhǔn)備方面，為保證照相質(zhì)量，需使用三腳架以及快門線進(jìn)行拍攝?？梢圆捎肂門方法或T門方法進(jìn)行長曝光拍攝，采用B門方法時，快門線需具有快門釋放鎖功能。其中，B門為手控快門，按下快門時，快門打開，開始曝光，松開快門，快門關(guān)閉即停止曝光。T門是指按下快門按鈕，快門打開，開始曝光，而且快門持續(xù)打開，直至再次按下按鈕時快門關(guān)閉即停止曝光。使用帶有快門釋放鎖功能的快門線，則可以在B門的基礎(chǔ)上實現(xiàn)類似T門的功能。只需要把快門釋放鎖按下，即可松手，此時相機(jī)會一直曝光，直到預(yù)定時間，再把快門釋放鎖打開，即完成一次拍攝。

加壓設(shè)備準(zhǔn)備方面，采用工頻無局放加壓設(shè)備進(jìn)行加壓，確保發(fā)電機(jī)定子三相出線以及中性點均與封閉母線斷開連接。完成好加壓設(shè)備接線后，進(jìn)行試加壓。

2.拍攝流程

在介紹總體的拍攝流程前，首先對幾組與拍攝流程相關(guān)的概念進(jìn)行定義。

(1)單組拍攝

在保持相機(jī)的位置、角度、焦距和光圈均不變的前提下，得到下述三張照片，即為完成一次單組拍攝。

1)在正常光照環(huán)境下對端部繞組進(jìn)行一次正常拍攝，得到一張照片；

2)在較暗的環(huán)境(一般關(guān)閉發(fā)電機(jī)附近的照明光源即可，無需專門搭建暗室環(huán)境)下，將標(biāo)準(zhǔn)亮度光源安置于定子端部繞組，并使其盡量位于相機(jī)取景框的中央，然后進(jìn)行一次正常拍攝，得到一張照片；

3)在與2)相同的較暗環(huán)境下，電機(jī)某相繞組施加規(guī)定的交流電壓，對電暈進(jìn)行長曝光拍攝。如果采用實際長曝光方法拍攝，則得到一張照片，如果采用模擬長曝光方法拍攝，則得到一組照片，然后采用圖片堆棧的方式進(jìn)行照片合成，生成一張照片。

(2)整體法拍攝

將相機(jī)置于汽輪發(fā)電機(jī)端部外側(cè)的軸線上，且保證相機(jī)C的取景部分包括整個定子端部繞組M部分，且盡可能使整個定子端部繞組M部分占滿整個定子取景框，拍攝角度V與定子端部繞組M的中軸線重合。在此前提下，對某相定子繞組M施加規(guī)定電壓，在汽側(cè)和勵側(cè)進(jìn)行一次單組拍攝的方法稱為整體法拍攝。整體法拍攝的示意圖如圖7所示。

(3)三分法拍攝

發(fā)電機(jī)定子端部繞組M按圓周分布，按對稱位置取三個拍攝角度V，保證每個拍攝角度V可以對圓周的120°范圍進(jìn)行拍攝。針對每個拍攝角度V進(jìn)行一次單組拍攝，拍攝時使相機(jī)C鏡頭盡可能正對120°范圍的定子端部繞組M，且保證相機(jī)C的取景部分完全包括該120°范圍的定子端部繞組M，并盡可能使該120°范圍的定子端部繞組M占滿整個定子取景框。這種在某相施加規(guī)定電壓，在汽側(cè)或勵側(cè)進(jìn)行三次單組拍攝的方法稱為三分法拍攝。三分法拍攝的示意圖如圖8所示。一般情況下，采用整體法拍攝即可滿足要求。不過如果希望對電暈圖像進(jìn)行更為細(xì)致的觀察，可以采用三分法拍攝。不過，三分法拍攝會增加試驗的工作量。

在上述拍攝方法的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)本文提出的長曝光電暈檢測方法的拍攝過程。由于定子繞組端部表面電暈會出現(xiàn)在不同位置，因而檢測和拍攝工作應(yīng)分階段進(jìn)行。第一階段，施加額定相電壓，主要關(guān)注的是端部繞組同相內(nèi)和相繞組對地的電暈，尤其是定子線棒出槽口位置，端部繞組的壓板、壓環(huán)、壓指和綁繩周圍區(qū)域。第二階段，施加額定線電壓，主要關(guān)注的是異相間的電暈。在第一階段施加相電壓和第二階段施加線電壓時，均按A、B、C三相分相進(jìn)行。其中一相加壓時，另外兩相接地。每進(jìn)行一次加壓，按整體法或三分法進(jìn)行一次拍攝。在發(fā)電機(jī)的汽側(cè)和勵側(cè)均按上述步驟完成拍攝工作。需要補(bǔ)充說明的是：氫氣冷卻汽輪發(fā)電機(jī)分別施加額定相電壓和額定線電壓，對于空氣冷卻汽輪發(fā)電機(jī)分別施加1.1倍額定相電壓和1.1倍額定線電壓。

在上述拍攝過程中，部分單組拍攝的照片是重復(fù)的，為了減少拍攝工作量，可以不對重復(fù)的工況進(jìn)行拍攝。在這種情況下，完成拍攝流程后，如果采用的是整體法，共得到16張照片(在汽側(cè)，較暗環(huán)境下，施加相電壓時拍攝3張，施加線電壓時拍攝3張，沒有施壓時拍攝標(biāo)準(zhǔn)光源1張；在汽側(cè)，正常光照環(huán)境下，沒有施壓時拍攝端部繞組1張。在勵側(cè)，較暗環(huán)境下，施加相電壓時拍攝3張，施加線電壓時拍攝3張，沒有施壓時拍攝標(biāo)準(zhǔn)光源1張；在勵側(cè)，正常光照環(huán)境下，沒有施壓時拍攝端部繞組1張)，如果采用的是三分法，共得到48張照片(三分法取得照片的數(shù)量為整體法的3倍)。根據(jù)這些照片，即可進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)處理。

3.數(shù)據(jù)后處理

在數(shù)據(jù)后處理階段，利用拍攝得到的一組照片，可以完成電暈定位，電暈形態(tài)識別和電暈嚴(yán)重程度定量分析三方面工作。

(1)電暈定位

由于原始長曝光照片和正常拍攝照片具有相同的拍攝距離，角度和焦距，因而二者拍攝的發(fā)電機(jī)部位完全相同，只是在亮度方面存在差異。原始長曝光照片的電暈點處亮度更大，其他部分相對較暗，正常拍攝照片整體亮度較高。將兩張圖片進(jìn)行疊加處理，如圖9所示，就可以實現(xiàn)電暈點在正常拍攝照片上的顯示，從而可以得到電暈點的位置并可以進(jìn)行記錄和標(biāo)記。

(2)電暈形態(tài)識別

盡管原始長曝光照片電暈之外部分相對較暗，不能很好地反映電暈的位置信息，但是原始長曝光照片未經(jīng)過任何圖像處理，可以真實地反映電暈的原始形態(tài)。根據(jù)原始長曝光照片，可以很容易識別出每處電暈是金色亮光形式還是淡藍(lán)色形式，是集中的暈點形式還是連續(xù)暈帶形式。其中，集中暈點形式屬于嚴(yán)重電暈缺陷，該區(qū)域局部放電強(qiáng)度大，可能對絕緣造成損傷。連續(xù)暈帶或較為分散的電暈，對絕緣造成損壞的可能性較小。依據(jù)電暈位置信息對電暈形態(tài)的識別結(jié)果進(jìn)行記錄。

(3)電暈嚴(yán)重程度的定量分析

根據(jù)原始長曝光照片和相同工況下拍攝標(biāo)準(zhǔn)光源的照片，對電暈量進(jìn)行測定。標(biāo)準(zhǔn)光源的使用將可以消除觀測距離，光圈大小，感光元件性能等因素對定量分析的影響。

本發(fā)明具體實施方式提供一種發(fā)電機(jī)定子繞組的電暈檢測方法及裝置，在較暗的環(huán)境下，采用長曝光技術(shù)或者圖片堆棧方法對發(fā)電機(jī)定子線棒端部的電暈放電情況進(jìn)行拍攝，得到照片形式的客觀觀測結(jié)果；然后，在正常光照環(huán)境下，在同一位置，按照相同角度和焦距，對汽輪發(fā)電機(jī)端部進(jìn)行拍攝；最后，將拍攝的兩組照片進(jìn)行疊加處理，從而實現(xiàn)電暈放電的精確定位。另外，基于得到的照片，可以進(jìn)一步對電暈情況進(jìn)行定量分析。進(jìn)行定量分析時，可以采用標(biāo)準(zhǔn)光源，消除了拍攝距離、拍攝角度、光圈和感光元件性能等因素的影響，提高了實驗效率，豐富了實驗結(jié)果。

上述的本發(fā)明實施例可在各種硬件、軟件編碼或兩者組合中進(jìn)行實施。例如，本發(fā)明的實施例也可為在數(shù)據(jù)信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)中執(zhí)行上述方法的程序代碼。本發(fā)明也可涉及計算機(jī)處理器、數(shù)字信號處理器、微處理器或現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)執(zhí)行的多種功能。可根據(jù)本發(fā)明配置上述處理器執(zhí)行特定任務(wù)，其通過執(zhí)行定義了本發(fā)明揭示的特定方法的機(jī)器可讀軟件代碼或固件代碼來完成?？蓪④浖a或固件代碼發(fā)展為不同的程序語言與不同的格式或形式。也可為不同的目標(biāo)平臺編譯軟件代碼。然而，根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行任務(wù)的軟件代碼與其他類型配置代碼的不同代碼樣式、類型與語言不脫離本發(fā)明的精神與范圍。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。