Yüksek gerilim dağıtım kablolarındaki su ağacı olayının görüntü işleme teknikleriyle incelenmesi
Investigation the water treeing phenomenon in high voltage distribution cables by using image processing techniques
Yazar: MUSTAFA KARHAN
Danışman: PROF. DR. MUKDEN UĞUR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Ağaçlanma olayı = Treeing ; Görüntü işleme = Image processing ; Güç kablosu = Power cable ; Sayısal görüntü işleme = Digital image processing ; Yalıtkanlar = Insulators ; Yer altı kabloları = Underground cables ; Yüksek gerilim = High voltage

Özet:
Bu tez çalışmasında, polimerik yalıtkanları temsilen orta ve yüksek gerilim uygulamalarında yaygın bir şekilde kullanılan XLPE tipi yalıtkan malzeme incelenmiştir. XLPE yalıtkanlı kablolardan alınan numunelerde su iğneleri oluşturularak yelpaze tipi sulu ağaçlanma laboratuvar ortamında başlatılmış ve büyütülmüştür. Sulu ağaçlanmaların molarite, iletkenlik, elektrik alan, frekans ve uygulama (yaşlandırma) süresine bağlı analizleri yapılmıştır. Görüntü işleme bölümünde, yaşlandırma süresi ve elektrik alanın değişken, diğer parametrelerin ise sabit tutulmasıyla elde edilen ağaçlanmaların mikroskop altında çekilen görüntüleri kullanılmıştır. Öncelikle bu görüntüler morfolojik filtre yardımıyla anlamsız bölgelerden temizlenmiş ve daha sonra HOG, CoHOG ve MFCC algoritmalarının kullanımıyla öznitelikler çıkartılmıştır ve son aşamada bu verilerin istatiksel değerlerine bakılmıştır. Su ağacı olayının görüntü işleme teknikleri ile detaylı olarak incelenmesi, XLPE tipi polimerik yalıtkanların çevresel etkenler karşısında elektriksel ve mekanik özelliklerindeki zamana bağlı değişimin belirlenmesine yeni bir bakış açısı getirmekte ve ömür tespitinde daha doğru öngörüde bulunulmasına yardımcı olmaktadır.

Abstract:
In this study, XLPE, which is widely used in medium and high voltage applications as a polymeric insulating material, has been investigated. With the presence of water needles, which were formed in samples taken from the XLPE insulated cables, vented type water trees (VWT) were initiated and have grown in laboratory conditions. To investigate the water treeing phenomenon, several type of analysis, such as molarity, conductivity, electric field, frequency and aging were performed. In the image processing (IP) part, microscopic VWT images, which were obtained under stable external conditions except for varying electrical field strength and aging time, were analysed. Initially, the obtained VWT images were cleaned from the irrelevant spots and regions using morphological filters and then the features were extracted using HOG, CoHOG and MFCC algorithms. Finally the statistical values of these features were calculated. The investigation of VWT by using IP techniques enables to observe the change in electrical and mechanical properties of XLPE type insulators according to aging time. The results also indicate, that by using these IP techniques, it might be possible to make an estimate about the remaining life of a XPLE type insulator.