Dissertação
Classificação da hidrofobicidade em isoladores elétricos utilizando análise de frequência e RNA
Registro en:
MACEDO, Matheus Santos. Classificação da hidrofobicidade em isoladores elétricos utilizando análise de frequência e RNA. 2022. 123 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022.
Autor
Macedo, Matheus Santos
Institución
Resumen
Transmission lines transport the energy produced in power plants to distribution centers.
In these lines, insulators perform the role of segregating regions of different electrical
potential, while accomplishing the mechanical function of supporting the cables. Due to
the nature of their function, insulators are exposed to electrical and mechanical stress
throughout their life span, in addition to withstanding the wear caused by the environment
through solar radiation, moisture, pollution and other weather conditions. Regarding
polymeric high voltage insulators, which are the kind of insulator most widely used in the
current scenario, these stresses lead to a decrease in their surface hydrophobicity,
allowing moisture to accumulate on the insulator, giving rise to a leakage current and
increasing the probability of a flashover to occur. In this sense, the present work presents
a methodology for evaluating and classifying the surface hydrophobicity of polymeric
high voltage insulators based on the method proposed by the Swedish Transmission
Research Institute (STRI). The classification is performed automatically, using a
Multilayer Perceptron artificial neural network, based on digital image processing, using
spatial frequency information. A method for segmenting hydrophobicity images produced
under unbalanced lighting conditions and with low contrast is also proposed.
Furthermore, an image database containing 1200 hydrophobic surface samples in various
stages of degradation was created. Images of an insulating column collected in the
environment of a 500 kV substation were also used to validate the proposed method. The
results obtained were compared with two other methods in the literature and it could be
seen that the methodology developed was able to successfully segment and classify
surface hydrophobicity images, obtaining a success rate above 78% for the database used. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES As linhas de transmissão realizam o transporte da energia produzida nas centrais
geradoras até os centros de distribuição. Nessas linhas, os isoladores desempenham o
papel de segregar regiões de potencial elétrico diferente, enquanto realizam a função
mecânica de suporte dos cabos. Devido à natureza da sua função, os isoladores estão
expostos a esforços elétricos e mecânicos durante toda sua vida útil, além de suportarem
a ação do meio ambiente através da irradiação solar, umidade, poluição e demais
intempéries. No que tange aos isoladores de alta tensão do tipo polimérico, muito
empregados no cenário atual, esses esforços levam à diminuição da sua hidrofobicidade
de superfície, permitindo que a umidade se acumule sobre o isolador, facilitando o
aumento da corrente de fuga e a probabilidade de ocorrência de uma descarga disruptiva
(flashover). Nesse sentido, o presente trabalho apresenta uma metodologia para avaliação
e classificação da hidrofobicidade de superfície de isoladores de alta tensão do tipo
polimérico com base no método proposto pelo Swedish Transmission Research Institute
(STRI). A classificação proposta é realizada de forma automática, utilizando uma rede
neural artificial do tipo Perceptron de Múltiplas Camadas, com base no processamento
digital de imagens, utilizando informações de frequência espacial. Um método para
segmentação de imagens de hidrofobicidade produzidas sob iluminação não uniforme e
com baixo contraste também é proposto. Ademais, uma base de imagens contendo 1200
amostras de superfície hidrofóbica em vários estágios de degradação foi criada. Imagens
de uma coluna isolante coletadas no ambiente de uma subestação de 500 kV também
foram utilizadas para validar o método. Os resultados obtidos foram comparados com
outros dois métodos da literatura e pôde-se perceber que a metodologia desenvolvida foi
capaz de segmentar e classificar com sucesso imagens de hidrofobicidade de superfície,
obtendo uma taxa de acerto superior a 78% para a base de dados utilizada. São Cristóvão