Fuzzy clustering as a tool for reducing subjectivity in the diagnosis of polymer insulators - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Agrupación difusa como herramienta para reducir la subjetividad en el diagnóstico de aisladores poliméricos
The diagnosis of polymer insulators is a relevant topic of study and may present a high subjectivity. Thus, the present work aims to propose a methodology based on fuzzy clustering to reduce subjectivity in the diagnosis of polymer insulators. 60 polymer insulators with different degradation levels and nominal voltage of 138 kV were tested. The insulators were classified through visual inspection in three degradation levels: low, intermediate and critical. Then, the insulators were submitted to the following monitoring techniques: ultraviolet radiation detection, infrared thermography and ultrasound noise detection. Data from inspections were extracted and processed. For each monitoring method besides visual inspection, samples were grouped in three clusters. The clusters were associated to the degradation levels through detailed data analysis. A diagnosis was stablished considering the clusters from the three monitoring methods and results were compared to the diagnosis considering the visual inspection, and the most critical condition among them was considered. Five of the insulators presented a higher degradation level than the one stablished through visual inspection, so the methodology used would ensure the removal or supervision of the equipment. The proposed methodology reduces subjectivity in the diagnosis of polymer insulators while adding an unsupervised factor in the classification of its operational state.
O diagnóstico das condições operacionais de isoladores poliméricos é um tema pertinente de estudo e pode apresentar elevada carga de subjetividade. Assim, o presente trabalho tem como objetivo propor uma metodologia, baseada em agrupamento difuso (fuzzy clustering), para reduzir a subjetividade no diagnóstico de isoladores poliméricos. Foram ensaiados 60 isoladores poliméricos de tensão nominal de 138 kV com diferentes níveis de degradação. Os isoladores foram classificados inicialmente a partir de inspeção visual em três níveis de degradação: baixo, intermediário e crítico. Em seguida, os isoladores foram submetidos às seguintes técnicas de monitoramento: detecção de radiação ultravioleta, termografia infravermelha e detecção de ruído ultrassônico. Os dados oriundos das inspeções foram extraídos e processados. Para cada método de inspeção, as amostras foram agrupadas em três conjuntos a partir de agrupamento difuso. Os conjuntos foram então associados a cada nível de degradação a partir da análise minuciosa dos dados. Um diagnóstico foi estabelecido considerando os agrupamentos relativos às três técnicas utilizadas e os resultados foram comparados ao diagnóstico oriundo da inspeção visual, sendo o estado mais crítico entre os dois considerados. Constatou-se que 5 dos isoladores apresentaram nível de degradação mais elevado do que o estabelecido a partir de inspeção visual, de modo que a metodologia utilizada asseguraria a retirada ou supervisão mais conservadora dos isoladores. A metodologia proposta reduz a subjetividade do diagnóstico de isoladores poliméricos, inserindo um fator não supervisionado na classificação do seu estado operacional.
Keywords: Diagnosis of insulators; fuzzy clustering; polymer insulators; reduction of subjectivity; operational state; Diagnóstico de isoladores; isoladores poliméricos; agrupamento difuso; redução da subjetividade; estado operacional