【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备检测，特别涉及一种复合绝缘子表面粗糙度评价方法及系统。
技术介绍
1、复合绝缘子因为其优良的憎水性能，重量轻，方便运输安装等优点被广泛应用，起着保护电力系统和设备的作用。然而，在高压电气设备的高电场下，金属导体、气体和绝缘体之间的界面容易积累表面负电荷，从而导致表面闪络，对复合绝缘子的绝缘性能造成损害。研究发现，绝缘体的表面特性与它们的表面电荷耗散能力密切相关。因此，可通过表征复合绝缘子的表面粗糙度进一步反应复合绝缘子的运行状态。
2、此外，相较于瓷质和玻璃绝缘子，复合绝缘子在长期运行情况下更容易发生老化，而复合绝缘子老化则会导致伞裙表面出现粉化、粗糙、填料外露等现象，进而使其表面粗糙度发生变化。所以，有效评价复合绝缘子外护套表面粗糙度有利于评估绝缘子的运行状态。
3、当前对绝缘子外护套表面粗糙度评估一般对环氧树脂样片展开，通常直接对样片使用接触式粗糙度仪进行测试，使用ra参数评估表面粗糙度，即取样范围内表面偏离中心线的绝对值的算数平均值作为表征粗糙度参数。但这种方式存在以下问题：1.不涉及取样采样过程，仅对局部区域展开粗糙度测试，但一只复合绝缘子往往体积较大，其表面粗糙度信息较为复杂，仅使用局部表面粗糙度信息很难表征整支复合绝缘子情况。采用局部矩形区域计算表面粗糙度，包含大量无关数据和大量表面粗糙度信息损失；2.采用接触式测量，会使得样品表面划伤破坏；3.评估参数单一，使用局部表面粗糙度评估整体性能，极易产生信息缺失。
技术实现思路
2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种复合绝缘子表面粗糙度评价方法。
4、在一个实施例中，所述复合绝缘子表面粗糙度评价方法，包括：
5、确定复合绝缘子采样段，并对所述复合绝缘子采样段进行采样，得到n组采样面，其中，n为整数；
6、对每个采样面进行光学测量，得到采样面点云数据；并基于所述采样面点云数据，计算采样面表面粗糙度系数；
7、对n组采样面表面粗糙度进行比较，得到最大表面粗糙度系数，并将所述最大表面粗糙度系数作为复合绝缘子的三维粗糙度系数；
8、根据所述三维粗糙度系数，对复合绝缘子表面粗糙度进行评价。
9、在一个实施例中，确定复合绝缘子采样段包括：选取整根复合绝缘子的一段或多段，并将选取的复合绝缘子段部的伞裙和外护套部分作为复合绝缘子采样段。
10、在一个实施例中，对所述复合绝缘子采样段进行采样，得到n组采样面包括：将复合绝缘子采样段的中心处作为中心点，以0°处开始，每隔预定角度的表面作为一个数据采样面，直至得到n组数据采样面。
11、在一个实施例中，所述预定角度为3°；n为120。
12、在一个实施例中，基于所述采样面点云数据，计算采样面表面粗糙度系数包括：基于所述采样面点云数据，通过marching cubes算法计算采样面表面粗糙度系数。
13、在一个实施例中，采样面表面粗糙度系数包括算数平均高度和均方根高度。
14、在一个实施例中，所述算数平均高度的方程式为：
15、
16、式中，sai为第i组采样面算数平均高度，ai为第i组采样面面积，f(x,y)为采样面一坐标处的相对高度，dx是复合绝缘子表面采样面径向采样点间距离；dy是复合绝缘子表面采样面轴向采样点间距离。
17、在一个实施例中，所述均方根高度的方程式为：
18、
19、式中，sqi为第i组采样面均方根高度ai为第i组采样面面积，f(x,y)为采样面一坐标处的相对高度，dx是复合绝缘子表面采样面径向采样点间距离；dy是复合绝缘子表面采样面轴向采样点间距离。
20、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种复合绝缘子表面粗糙度评价系统。
21、在一个实施例中，所述复合绝缘子表面粗糙度评价系统，包括：
22、数据采样模块，用于确定复合绝缘子采样段，并对所述复合绝缘子采样段进行采样，得到n组采样面，其中，n为整数；
23、测量计算模块，用于对每个采样面进行光学测量，得到采样面点云数据；并基于所述采样面点云数据，计算采样面表面粗糙度系数；
24、系数确定模块，用于对n组采样面表面粗糙度进行比较，得到最大表面粗糙度系数，并将所述最大表面粗糙度系数作为复合绝缘子的三维粗糙度系数；
25、粗糙评价模块，用于根据所述三维粗糙度系数，对复合绝缘子表面粗糙度进行评价。
26、在一个实施例中，所述数据采样模块包括采样段确定模块，所述采样段确定模块用于确定复合绝缘子采样段，且在确定复合绝缘子采样段时，选取整根复合绝缘子的一段或多段，并将选取的复合绝缘子段部的伞裙和外护套部分作为复合绝缘子采样段。
27、在一个实施例中，所述数据采样模块包括采样面采样模块，所述采样面采样模块用于对所述复合绝缘子采样段进行采样，得到n组采样面，且在对复合绝缘子采样段进行采样得到n组采样面时，将复合绝缘子采样段的中心处作为中心点，以0°处开始，每隔预定角度的表面作为一个数据采样面，直至得到n组数据采样面。
28、在一个实施例中，所述预定角度为3°；n为120。
29、在一个实施例中，所述测量计算模块在基于所述采样面点云数据，计算采样面表面粗糙度系数时，基于所述采样面点云数据，通过marching cubes算法计算采样面表面粗糙度系数。
30、在一个实施例中，采样面表面粗糙度系数包括算数平均高度和均方根高度。
31、在一个实施例中，所述算数平均高度的方程式为：
32、
33、式中，sai为第i组采样面算数平均高度，ai为第i组采样面面积，f(x,y)为采样面一坐标处的相对高度，dx是复合绝缘子表面采样面径向采样点间距离；dy是复合绝缘子表面采样面轴向采样点间距离。
34、在一个实施例中，所述均方根高度的方程式为：
35、
36、式中，sqi为第i组采样面均方根高度ai为第i组采样面面积，f(x,y)为采样面一坐标处的相对高度，dx是复合绝缘子表面采样面径向采样点间距离；dy是复合绝缘子表面采样面轴向采样点间距离。
37、本专利技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
38、本专利技术通过测量局部三维粗糙度，结合绝缘子闪络特点，采用剖面线的二维粗糙度最大值来近似代替样本结构面的三维粗糙度，从而实现了局部绝缘薄弱的三维粗糙度来对复合绝缘子表面粗糙度进行评价，能够有效的评估本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，确定复合绝缘子采样段包括：
3.根据权利要求2所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，对所述复合绝缘子采样段进行采样，得到N组采样面包括：
4.根据权利要求3所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，所述预定角度为3°；N为120。
5.根据权利要求1所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，基于所述采样面点云数据，计算采样面表面粗糙度系数包括：
6.根据权利要求5所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，采样面表面粗糙度系数包括算数平均高度和均方根高度。
7.根据权利要求6所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，所述算数平均高度的方程式为：
8.根据权利要求6所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，所述均方根高度的方程式为：
9.一种复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的
11.根据权利要求10所述的复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，所述数据采样模块包括采样面采样模块，所述采样面采样模块用于对所述复合绝缘子采样段进行采样，得到N组采样面，且在对复合绝缘子采样段进行采样得到N组采样面时，将复合绝缘子采样段的中心处作为中心点，以0°处开始，每隔预定角度的表面作为一个数据采样面，直至得到N组数据采样面。
12.根据权利要求11所述的复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，所述预定角度为3°；N为120。
13.根据权利要求9所述的复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，所述测量计算模块在基于所述采样面点云数据，计算采样面表面粗糙度系数时，基于所述采样面点云数据，通过Marching Cubes算法计算采样面表面粗糙度系数。
14.根据权利要求13所述的复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，采样面表面粗糙度系数包括算数平均高度和均方根高度。
15.根据权利要求14所述的复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，所述算数平均高度的方程式为：
16.根据权利要求14所述的复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，所述均方根高度的方程式为：
...【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，确定复合绝缘子采样段包括：
3.根据权利要求2所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，对所述复合绝缘子采样段进行采样，得到n组采样面包括：
4.根据权利要求3所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，所述预定角度为3°；n为120。
5.根据权利要求1所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，基于所述采样面点云数据，计算采样面表面粗糙度系数包括：
6.根据权利要求5所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，采样面表面粗糙度系数包括算数平均高度和均方根高度。
7.根据权利要求6所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，所述算数平均高度的方程式为：
8.根据权利要求6所述的复合绝缘子表面粗糙度评价方法，其特征在于，所述均方根高度的方程式为：
9.一种复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的复合绝缘子表面粗糙度评价系统，其特征在于，所述数据采样模块包括采样段确定模块，所述采样段确定模块用于确定复合绝缘子采样段，且在确定复合绝缘子采样段时，选取整根...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈浩，周超，李丹丹，刘辉，雍军，耿博，孟海磊，黄振宁，刘传彬，梅红伟，黄洋，贾然，张洋，秦佳峰，刘嵘，杜斌祥，周学坤，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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