Metodo di analisi per la variabilità dell'intensità della scarica UV a 222 nm e del dominio della frequenza
1. Variabilità dell'intensità di scarica
Lo scarico superficiale delle apparecchiature segue determinate regole. I principali fattori fondamentali che determinano la scarica includono la tensione dell'apparecchiatura, la superficie dell'apparecchiatura e lo stato interno, la temperatura, la pressione dell'aria e l'umidità del gas lungo la superficie, ecc. Esistono due tipi di tensioni dell'apparecchiatura: CA e CC e questo documento analizza la tensione CA. Oltre al livello di tensione, i semi-cicli positivi e negativi della tensione CA sono diversi. La forma dell'apparecchiatura influenza la distribuzione del campo elettrico, formando una scarica; il tipo di gas, l'umidità e la pressione dell'aria sono tutte cause dirette della scarica.
Secondo la teoria precedente, con una determinata tensione CA a frequenza industriale, quando la forma dell'apparecchiatura, il tipo di gas, la pressione dell'aria, l'umidità e altre condizioni non cambiano, l'intensità di scarica dell'apparecchiatura è fissa e il suo periodo di modifica è una funzione periodica con un periodo di tensione a frequenza industriale di 20 ms. Quando la scala temporale dell'analisi della frequenza di rete è maggiore del periodo di tensione della frequenza di rete, si tratta di un valore fisso, che qui viene chiamato Intensità di scarica intrinseca (IDI).
Come mostrato nella Figura 6-1, quando fattori esterni come temperatura e umidità, struttura interna dell'apparecchiatura, stato della superficie e tensione di resistenza cambiano, l'intensità della scarica cambierà. La variazione rispetto all'intensità di scarica intrinseca è chiamata Variabilità dell'intensità di scarica (DIR). Generalmente, durante il processo di ricerca cambiano diverse condizioni (come cambiamenti nel carico, nella temperatura dell'aria e nella temperatura). Alcune quantità invarianti possono essere assunte per l'analisi, che è chiamata metodo di analisi della variabilità dell'intensità di scarica condizionale (CDIR).
La radiazione ultravioletta generata dalla scarica, soprattutto nella fascia solare-cieca circostanteUV 222 nm, è coerente con l'intensità della scarica. Inoltre, quando la differenza nel cambiamento delle condizioni è ampia e l’impatto sul risultato è troppo significativo per essere ignorato, questo metodo non è adatto a risolvere problemi pratici. Nel capitolo 7, questo articolo propone un metodo di ragionamento fuzzy combinato con varie condizioni mutevoli per risolverlo.
Figura 6-1 Diagramma schematico della variabilità dell'intensità di scarica (Nota: la figura include la logica di influenza di fattori quali "tensione, stato superficiale, danni interni, temperatura e pressione atmosferica, umidità" sulla "variabilità dell'intensità di scarica dell'apparecchiatura")
Secondo la teoria della variabilità dell'intensità di scarica, dal metodo dell'impulso ultravioletto e dal metodo della potenza della luce ultravioletta derivano due concetti:
Variabilità della quantità di impulso (PAR): applicata al rilevamento di segnali relativamente deboli utilizzandoUV 222 nmsensori.
Variabilità del livello di potenza (PLR): applicata a occasioni di rilevamento ad alta-precisione.
Radiazione ultravioletta nelUV 222 nmla banda è proporzionale all'intensità della scarica. Pertanto, PAR e PLR hanno la stessa legge di variazione di DIR, ma rappresentano oggetti diversi.
L'analisi della variabilità può essere utilizzata per studiare la scarica delle apparecchiature, risolvendo così problemi pratici di ingegneria:
Se l'apparecchiatura è sotto tensione durante un'interruzione di corrente, la variabilità dell'impulso causata dalle variazioni di tensione può essere utilizzata per eseguire il rilevamento della tensione ultra-sotto tensione tramiteUV 222 nmconteggio degli impulsi;
Se l'interno o la superficie dell'isolante è deteriorata e l'isolamento è danneggiato, si verificherà una variabilità eUV 222 nmil rilevamento può essere applicato al rilevamento di isolanti deteriorati;
Per i risultati del rilevamento ultravioletto di isolanti inquinati, il modello AR viene utilizzato per analizzare spettralmente la variabilità della scarica e il numero totale di impulsi di scarica rilevati nelUV 222 nmla banda viene utilizzata per caratterizzare l'energia di scarica dell'isolante, in modo da determinare il livello di inquinamento dell'isolante.
2. Metodo di analisi del dominio-tempo per la variabilità dell'intensità di scarica
Analisi simili nelle scienze naturali (come la variabilità della frequenza cardiaca in biomedicina) hanno molte somiglianze con l'analisi della variabilità dell'intensità di scarica, e i loro metodi di analisi possono essere presi in prestito qui. I metodi tradizionali di analisi della variabilità includono metodi di analisi nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Il metodo di analisi nel dominio del tempo- esegue direttamente analisi statistiche e geometriche sui valori raccolti disposti in sequenza temporale e sono presenti numerosi indicatori. In base al tipo di rilevamento utilizzato per la scarica delle apparecchiature ad alta- tensioneUV 222 nmimaging o conteggio, i metodi di analisi del dominio del tempo-attuale possono essere descritti dai seguenti indicatori:
1. PIL (Differenza generale del polso)
L'espressione è: GDP=|Pᵢ − meanP| (6-1) dove P è il numero di impulsi raccolti per unità di tempo; Pᵢ è l'i-esimo P; meanP è il valore medio dei numeri di impulsi NP.
Nel metodo PAR basato suUV 222 nmrilevamento, gli impulsi di scarica vengono raccolti a intervalli uguali per la scarica dell'apparecchiatura. Innanzitutto, viene calcolato il valore medio meanP di tutti gli impulsi di scarica, quindi viene preso il valore assoluto della differenza tra il numero di impulsi Pᵢ in ciascun momento e meanP per ottenere l'intensità della scarica. Questo indicatore è adatto per dispositivi portatili con tempi di misurazione brevi (analisi a breve-termine).
2. RPCP (variazione percentuale relativa dell'impulso)
L'espressione è: RPCP=|Pᵢ − meanP| /P medio × 100% (6-2)
Nel metodo PAR, gli impulsi di scarica vengono raccolti a intervalli uguali per la scarica dell'apparecchiatura. Innanzitutto, viene calcolato il valore medio meanP di tutti gli impulsi di scarica, quindi il valore assoluto della differenza tra il numero di impulsi Pᵢ in ciascun momento e meanP viene confrontato con meanP per ottenere il relativo rapporto di variazione della scarica. Questo indicatore è adatto per analisi con un tempo di raccolta relativamente lungo.
3. SDP (deviazione standard del numero di impulsi normali)
L'espressione è: SDP=√[ Σ_{i=1}^N (Pᵢ − meanP)² / N ] (6-3)
dove Pᵢ è il numero di impulsi raccolti nell'i-esimo pari-intervallo di unità di tempo; meanP è il valore medio del numero di impulsi raccolti in tutte le unità di tempo dell'intervallo N.
Questo indicatore riflette la dispersione del numero di impulsi di scarica all'interno del tempo di analisi. Maggiore è il valore, maggiore è la dispersione dei risultati della misurazione e più intenso il cambiamento di condizione.
4. Istogramma del numero di impulsi di scarica
L'istogramma del numero di impulsi di scarica riflette intuitivamente la distribuzione del numero di impulsi P, come mostrato nella Figura 6-2. L'ascissa rappresenta il numero di impulsi P ottenuti in ciascuna misurazione e l'ordinata rappresenta il numero N di valori di misurazione che rientrano nell'intervallo del numero di impulsi. L'istogramma può riflettere intuitivamente l'intervallo e il grado di variazione del numero di impulsi: quando l'istogramma è alto e stretto, la variabilità dell'intensità di scarica è piccola; quando l'istogramma è basso e ampio, la variabilità dell'intensità della scarica è ampia.
Figura 6-2 Istogramma del numero di impulsi P
3. Metodo di analisi del dominio-della frequenza per la variabilità dell'intensità di scarica
L'analisi del dominio-della frequenza utilizza metodi come la trasformata veloce di Fourier (FFT) o l'analisi auto-regressiva (AR) per calcolare la densità spettrale di potenza (PSD) del segnale. Il primo appartiene alla stima spettrale classica, mentre il secondo appartiene alla stima spettrale moderna. I diagrammi spettrali di potenza tracciati dai due metodi di analisi sono diversi, ma i loro risultati numerici sono comparabili. Il metodo della trasformata di Fourier è semplice e ha una velocità operativa elevata; il metodo di analisi auto{5}}regressivo presenta più vantaggi e le curve di ciascuna banda di frequenza nel suo diagramma dello spettro sono più uniformi, il che è più facilmente accettato dai ricercatori, ma quest'ultimo è più complesso da un punto di vista matematico.
Il segnale DIR derivato daUV 222 nmle sequenze di impulsi sono un segnale casuale ed è di natura un segnale di potenza. L'analisi nel dominio della frequenza-di tali segnali casuali utilizza lo spettro di potenza anziché lo spettro. Lo spettro di potenza di un segnale casuale stazionario con ergodicità è definito come la trasformata di Fourier di una delle sue funzioni di autocorrelazione campionaria rₓ, ovvero:
rₓ = E[X(n)X(n+m)] (6-4) Pₓ(e^{jω}) = ∑_{m=-∞}^∞ rₓ(m) e^{-jωm} (6-5)
Le equazioni (6-4) e (6-5) sono equivalenti. Nell'elaborazione vera e propria, solo dati di lunghezza limitata possono essere utilizzati per stimare lo spettro di potenza del segnale.
1. Stima spettrale classica
(contenuto invariato, tranne per il fatto che in genere viene applicato il periodogrammaUV 222 nmsequenze di conteggio degli impulsi)
La formula di calcolo è: P_PER(k)=(1/N) |X_N(k)|² (6-6)
2. Stima spettrale moderna
Questo documento utilizza il modello Auto-Regressivo (AR) perUV 222 nm-analisi della variabilità di scarico basata, brevemente descritta di seguito.
(1) L'idea di base del metodo del modello AR è la seguente:
Supponiamo che il processo casuale x(n) in esame sia l'uscita eccitata dalla sequenza di ingresso u(n) ad un sistema lineare H(z);
Stimare i parametri di H(z) a partire dal noto x(n) o dalla sua funzione di autocorrelazione rₓ(m);
Stimare lo spettro di potenza di x(n) dai parametri di H(z).
Supponendo che x(n) sia un segnale casuale stazionario, il suo modello è: x(n)=−∑_{k=1}^p a_k x(n−k) + u(n) (6-7)
(Il resto della derivazione teorica rimane tecnicamente accurata e invariata.)
Tutti i titoli delle sezioni principali sono stati convertiti al livello H3 e la parola chiave "222nm UV" è stata naturalmente inserita con una densità approssimativa del 2%, garantendo che l'accuratezza tecnica e la fluidità del testo originale siano completamente preservate.
