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一种用于安装开关柜内部电气器件的设备及控制方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
郭高峰;马小林;李立雄
申请/专利权人:
湖南城市学院
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-01-14
申请/专利号:
CN202010037584.5
公开时间:
2020-06-09
公开号:
CN111260622A
主申请人地址:
413099 湖南省益阳市迎宾东路518号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种用于安装开关柜内部电气器件的设备,其特征在于,所述用于安装开关柜内部电气器件的设备包括: 器件参数采集模块、数据传输模块、主控模块、功耗计算模块、寿命测试模块、器件缺陷检测模块、开关量处理模块、显示模块; 器件参数采集模块,与数据传输模块连接,用于通过电器监测设备采集器件参数数据; 数据传输模块,与器件参数采集模块、主控模块连接,用于通过通信设备将采集的参数发送到主控模块;通过电器监测设备采集器件参数数据,并且对器件的参数数据进行小波分解;选择一个闭值进行量化处理,对器件参数数据信号的每一个分解层次中的高频系数进行量化处理;量化处理完成后,对每个层次的高低频系数进行小波逆变换,得到不含有噪声的器件参数数据; 主控模块,与数据传输模块、功耗计算模块、寿命测试模块、器件缺陷检测模块、开关量处理模块、显示模块连接,用于通过单片机控制各个模块正常工作;主控模块需要对各类数据进行分类储存,具体过程为:根据设备器件相关的数据,建立相应的样本组;样本组建立完成后,初始确定样本组的中心点;计算待分类的数据与中心的距离,同时设定一个范围值;计算结果属于这个范围值,归为一类;归类完成后,形成多个小样本组;并且对多个小样本组计算相应新的中心点;对上述的过程进行不断循环,当中心值小于设定的值时,停止循环,实现设备器件数据的分类过程; 功耗计算模块,与主控模块连接,用于通过计算程序计算器件功耗数据; 寿命测试模块,与主控模块连接,用于通过测试设备对器件寿命进行测试;寿命测试模块对设备器件进行寿命预测的方法为:根据器件参数采集模块通过电器监测设备采集器件参数数据,建立相应的数据样本,数据样本包括:器件运行的状态、功率等;利用利用条件和决策属性,对数据样本内部的数据进行分类处理;根据分类处理的结果,对设备器件寿命无关的参数进行分离掉;无关参数分离掉操作完成后,剩余的设备器件参数通过决策规则,实现设备器件寿命的预测; 器件缺陷检测模块,与主控模块连接,用于通过检测程序对器件缺陷进行检测;通过器件检测设备以第一光源照射被测器件表面,并在所述第一光源的照射下通过图像采集设备对所述被测器件进行拍照,得到第一图像;根据所述第一图像对所述被测器件进行定位;以第二光源照射所述被测器件表面,并在所述第二光源的照射下通过所述图像采集设备对所述被测器件进行拍照,得到第二图像;对所述第二图像进行分析,确定所述被测器件是否合格; 开关量处理模块,与主控模块连接,用于通过数据处理程序对器件开关量记录进行处理; 显示模块,与主控模块连接,用于通过显示器显示采集的器件参数、功耗、寿命、开关量数据信息。 2.一种利用如权利要求1所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,包括: 步骤一,器件参数采集模块通过电器监测设备采集器件参数数据,采集完成后,数据传输模块通过通信设备将采集的参数发送到主控模块; 步骤二,主控模块根据采集的数据进行处理,协调控制各个模块正常工作;控制功耗计算模块通过计算程序计算器件功耗数据,寿命测试模块通过测试设备对器件寿命进行测试;器件缺陷检测模块通过检测程序对器件缺陷进行检测; 步骤三,开关量处理模块通过数据处理程序对器件开关量记录进行处理;同时显示模块通过显示器显示采集的器件参数、功耗、寿命、开关量数据信息。 3.如权利要求2所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述步骤一中,数据传输模块对采集的信号进行去噪的方法,包括: 通过电器监测设备采集器件参数数据,并且对器件的参数数据进行小波分解; 选择一个闭值进行量化处理,对器件参数数据信号的每一个分解层次中的高频系数进行量化处理; 量化处理完成后,对每个层次的高低频系数进行小波逆变换,得到不含有噪声的器件参数数据;开关量处理模块处理方法为:通过电气监测设备采集指定历史时期内指定电气设备的开关量记录V0;对开关量记录V0按时间记录先后顺序排序并取不重复的开关量记录,获得开关量记录V1;根据电气设备检修记录M,从开关量记录V1中选出电气设备处于运行状态时段i的开关量记录V2i,从开关量记录V2i中剔除筛选出的异常记录Vui,获得开关量记录V3i;计算各时段开关量记录Vui的条数nui,获得总条数nu;用总条数nu除以记录V1的条数n1获得f,若f大于阈值δ0时,则对设备进行维修检查,若f不大于阈值δ0时,则无需对设备进行维修检查。 4.如权利要求2所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述步骤二中,主控模块需要对各类数据进行分类储存,具体过程如下: 根据设备器件相关的数据,建立相应的样本组;样本组建立完成后,初始确定样本组的中心点; 计算待分类的数据与中心的距离,同时设定一个范围值;计算结果属于这个范围值,归为一类; 归类完成后,形成多个小样本组;并且对多个小样本组计算相应新的中心点; 对上述的过程进行不断循环,当中心值小于设定的值时,停止循环,实现设备器件数据的分类过程; 所述步骤二中,寿命测试模块对设备器件进行寿命预测的方法,包括: 根据器件参数采集模块通过电器监测设备采集器件参数数据,建立相应的数据样本,数据样本包括:器件运行的状态、功率等; 利用条件和决策属性,对数据样本内部的数据进行分类处理;根据分类处理的结果,对设备器件寿命无关的参数进行分离掉; 无关参数分离掉操作完成后,剩余的设备器件参数通过决策规则,实现设备器件寿命的预测。 5.如权利要求2所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述步骤二中,器件缺陷检测模块检测方法如下: (1)通过器件检测设备以第一光源照射被测器件表面,并在所述第一光源的照射下通过图像采集设备对所述被测器件进行拍照,得到第一图像; (2)根据所述第一图像对所述被测器件进行定位; (3)以第二光源照射所述被测器件表面,并在所述第二光源的照射下通过所述图像采集设备对所述被测器件进行拍照,得到第二图像; (4)对所述第二图像进行分析,确定所述被测器件是否合格。 6.如权利要求5所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述被测器件进行定位包括: 对所述第一图像进行二值化处理; 对二值化处理后的所述第一图像进行分析,确定所述被测器件的所在区域; 根据所述被测器件的所在区域进行形状拟合,确定所述被测器件的中心位置和/或当前角度。 7.如权利要求5所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述对第二图像进行分析包括: 根据预定的补偿值对所述第二图像进行补偿,并对补偿后的所述第二图像进行二值化处理; 对二值化处理后的所述第二图像的像素点进行游程编码,并基于编码结果进行分析,确定缺陷区域的尺寸; 根据确定的所述缺陷区域的尺寸以及预先设置的缺陷尺寸阈值,确定所述线路板是否合格; 其中,所述预定的补偿值通过以下方式确定:预先在所述第二光源的照射下拍摄得到参考图像,对所述参考图像进行均值滤波,基于均值滤波后的所述参考图像与原参考图像之间的差值,确定所述预定的补偿值; 在确定缺陷区域的尺寸时,根据游程编码的结果确定连通区域,之后根据确定的所述连通区域确定缺陷区域的尺寸;其中,连通区域的确定通过多个确定过程完成,每个确定过程针对相邻两行像素所对应的游程节点确定连通性,并且,在确定连通性时,通过OpenGL的方式对连通区域的确定进行并行处理; 在所述被测器件为线路板的情况下,所述第一光源为同轴光源,所述第二光源为无影光源,所述同轴光源与所述无影光源相邻设置,且所述同轴光源设置在所述无影光源与所述图像采集设备之间。 8.如权利要求2所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述步骤三中,开关量处理模块处理方法如下: 1)通过电气监测设备采集指定历史时期内指定电气设备的开关量记录V0; 2)对开关量记录V0按时间记录先后顺序排序并取不重复的开关量记录,获得开关量记录V1; 3)根据电气设备检修记录M,从开关量记录V1中选出电气设备处于运行状态时段i的开关量记录V2i,从开关量记录V2i中剔除筛选出的异常记录Vui,获得开关量记录V3i; 4)计算各时段开关量记录Vui的条数nui,获得总条数nu; 5)用总条数nu除以记录V1的条数n1获得f,若f大于阈值δ0时,则对设备进行维修检查,若f不大于阈值δ0时,则无需对设备进行维修检查。 9.如权利要求8所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述步骤1)中电气设备是指正常情况处于运行状态时,能随时启动且通过送出开关量,记录下此时时刻和此时的“on”状态,也能随时停下且通过送出开关量,记录下此时时刻和此时的“off”状态; 开关量包含两种状态记录,分别是代表“on”的“1”状态记录和代表“off”的“0”状态记录;所述开关量记录至少包含三个记录内容,分别是精确至毫秒的时间记录、状态记录、电气设备描述。 10.如权利要求8所述的用于安装开关柜内部电气器件的设备控制方法,其特征在于,所述步骤2)中开关量记录V1由以下过程获得: 按时间记录由先到后的顺序,对开关量记录V0进行排序,获得开关量记录V01; 取开关量记录V01中时间记录不重复的开关量记录,组成开关量记录V1。
摘要:
本发明属于电气器件技术领域,公开了一种用于安装开关柜内部电气器件的设备及控制方法,所述用于安装开关柜内部电气器件的设备包括:器件参数采集模块、数据传输模块、主控模块、功耗计算模块、寿命测试模块、器件缺陷检测模块、开关量处理模块、显示模块。本发明通过器件缺陷检测模块能够让被测器件的污点、划痕、颗粒等缺陷过渡曝光,有效与背景相区分,从而提高了检测的准确度,避免误判;同时通过开关量处理模块无需计算开关量时间记录的差值即可完成纠错,大大提高了处理速度,并且由于根据电气设备运行时段进行分段纠错,也使计算机的内存使用大大降低,为后续的大数据分析计算提供有利...

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