[发明专利]一种基于混合空间温度场分割重建的母线槽温升检测系统

说明书

本发明公开了一种基于混合空间温度场分割重建的母线槽温升检测系统，由四个检测模块组成，建立了全面获取母线槽所在混合空间温度场的方法，解决了母线槽所在混合空间温度场残缺和深度信息丢失的问题；建立了母线槽所在混合空间温度场的温度梯度突变界面计算方法，为母线槽所在混合空间温度场的分割提供了基础依据；建立了通过有限元方式反向求解母线槽内部空间温度场的方法，避免了繁琐的电流‑磁场‑温度场耦合有限元计算；建立了从通电升温到稳态，再从稳态到断电降温至冷态的母线槽全过程温度场分布检测方法，有利于全面判断母线槽的质量，改进母线槽的设计，评估母线槽外部温度场对周围设备的影响。

技术领域

本发明涉及母线槽温升检测技术领域，特别是一种基于混合空间温度场分割重建的母线槽温升检测系统。

背景技术

母线槽是一种导体系统形式的封闭成套设备，具有体积小、输送电流大、安装灵活等优点，在现代大中型企业和高层建筑等场所得到了广泛应用。为了验证母线槽输送电流的能力和安全性，需要对其进行温升试验，对其通以额定工作电流至稳定状态，检测其温升情况，验证其温升极限是否超标。

当前的温升检测方法为点式检测，即在母线槽的插接、连接处及外壳等部位布置测温点，来检测其温升情况。这种方法不能全面地测试和分析母线槽内部的温度分布情况，很难发现存在于母线槽内部的质量隐患。同时，随着母线槽的逐渐普及，在实际使用中也要求知道母线槽内外部的温度场分布以及随时间的变化情况，以全面判断母线槽的质量，改进母线槽的设计，评估母线槽外部温度场对周围设备的影响。如何实现母线槽内部空间和外部空间的全面温升检测，成为当前亟需解决的重要难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于混合空间温度场分割重建的母线槽温升检测系统及方法，首先逐步扫描通电母线槽混合空间局部热图像，基于双目视觉原理，进行热图像拼接得到混合空间整体热图像，再进行立体重构，获取母线槽混合空间温度场；接着基于空间位置-温度信息，计算母线槽混合空间的温度梯度分布，以分层聚类方式得到温度梯度突变界面，以温度梯度突变界面为中间界面将母线槽混合空间分割为母线槽外部空间和母线槽内部空间，从母线槽混合空间温度场中去掉母线槽内部空间获得母线槽外部空间温度场，以温度梯度突变界面的温度分布作为母线槽内部空间的温度场外表面边界条件；然后基于母线槽内部空间的温度场外表面边界条件和母线槽内部设计结构参数，以有限元方式反向求解母线槽内部空间温度场；最后基于以上步骤，获取并记录母线槽从通电升温到稳态，再从稳态到断电降温至冷态的全过程温度场分布，建立一种基于混合空间温度场分割重建的母线槽温升检测系统。

本发明的技术方案为，一种基于混合空间温度场分割重建的母线槽温升检测系统，由四个检测模块组成，包括母线槽混合空间温度场检测模块、母线槽外部空间温度场检测模块、母线槽内部空间温度场检测模块和全过程温度场分布检测模块。

所述母线槽混合空间温度场检测模块，是在逐步扫描母线槽混合空间局部热图像的基础上，进行热图像拼接，得到混合空间整体热图像，再进行热图像立体重构，获取母线槽混合空间温度场。

所述母线槽外部空间温度场检测模块，是接收母线槽混合空间温度场检测模块的空间位置-温度信息，计算母线槽混合空间的温度梯度分布，通过分层聚类方式求取温度梯度突变界面，再以温度梯度突变界面为中间界面将母线槽混合空间分割为母线槽外部空间和母线槽内部空间，从母线槽混合空间温度场中减去母线槽内部空间进而得到母线槽外部空间温度场，以温度梯度突变界面的温度分布作为母线槽内部空间的温度场外表面边界条件。

所述母线槽内部空间温度场检测模块，是接收来自母线槽外部空间温度场检测模块的母线槽内部空间温度场外表面边界条件，结合母线槽内部设计结构参数，以有限元方式反向求解母线槽内部空间温度场。

所述全过程温度场分布检测模块，是从时间上实现一个周期的温度场检测，在此过程中，母线槽从通电升温到稳态，再从稳态到断电降温至冷态，母线槽混合空间温度场检测模块、母线槽外部空间温度场检测模块、母线槽内部空间温度场检测模块持续工作，获取并记录各温度场分布变化情况。