专利名称：复合绝缘子憎水性测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合绝缘子测试系统，特别涉及一种利用红外成像的复合绝缘子憎水性测试系统，属于电力部件测试系统领域。
背景技术：
复合绝缘子、也称为有机合成绝缘子、橡胶绝缘子或非瓷绝缘子，它是由有机合成材料组成复合结构绝缘子，主要有芯棒、金具、伞裙护套和粘接层组成，金具是复合绝缘子的机械负荷的传递部件，它和芯棒组装在一起构成复合绝缘子的连接件，结构的好坏影响到芯棒强度的发挥和绝缘子的机械性质，伞裙护套是复合绝缘子的外绝缘部分，其作用是使复合绝缘子具有足够高的抗湿闪和污闪的外绝缘性能，保护芯棒免受大气侵蚀，芯棒是复合绝缘子机械负荷的承载部件，同时又是内绝缘的主要部件，粘接层一部分是用粘合胶完成护套与芯棒之间的连接；另一部分是用灌封胶来完成伞裙之间的连接。粘接质量的好坏直接关系到内绝缘的水平，复合绝缘子与普通陶瓷或玻璃绝缘子相比，具有如下优势一是机械性能优越芯棒由环氧玻璃纤维制成，其扩张强度为普通钢I. 5倍，是高强瓷3 4 倍，轴向拉力特别强，并具有较强吸振能力，抗震阻尼性能很高，为瓷绝缘子1/7 1/10 ;二是抗污闪性能好，复合绝缘子具有憎水性，下雨时绝缘子伞形波纹表面不会沾湿形成水膜， 呈水珠状滴落，不易构成导电通道，其污闪电压较高，为同电压等级瓷绝缘子3倍；三是耐电蚀性优异绝缘子表面漏电闪络形成不可逆性劣变起痕现象，一般标准为不低于4. 5级 (即4. 5kV)，而复合绝缘子为6 7级；四是抗老化性能好经实践检测表明，复合绝缘子除颜色略有变深并介电常数和介质损失角稍有增加外，对表面不沾湿性及耐电蚀起痕性均无变化，说明抗老化性能良好；五是结构稳定性好一般瓷悬式绝缘子是内胶装配结构，电化腐蚀，运行中会产生低零值绝缘电阻，而合绝缘子为外胶装配结构，其内心为实心棒绝缘材料，不存劣化合击穿，不会出现零值绝缘子；六是线路运行效率高复合绝缘子风雨自洁性好，又不产生零值绝缘子，故清扫检查工作可改为每4 5年一次，缩短检修、停电时间；七是重量轻，含成绝缘子自身重量轻运输、施工作业中，可大大减轻工作人员劳动强度。这些优点使其在在世界范围内发展应用很快，尤其在我国发展十分迅猛我国在20世纪80年代初时开始使用复合绝缘子，20世纪80年代末，我国电网先后完成了复合绝缘子的研发和产业化，90年代初，复合绝缘子被大量引入我国电网。据不完全统计，复合绝缘子在大面积污闪事故中表现出了良好的低故障率，但运行实践同时表明，复合绝缘子并能杜绝污闪事故的发生，运行中的复合绝缘子同样会有污闪事故发生，复合绝缘子良好的防污闪能力同样要依赖于合理的外绝缘状态，而复合绝缘子外绝缘在很大程度与复合绝缘子憎水性相关，复合绝缘子在运行过程中受到电场、紫外线、污秽等条件综合作用下而发生老化，这种老化导致复合绝缘子憎水性下降，严重老化的复合绝缘子甚至丧失憎水性能，使复合绝缘子污闪电压下降，发生污闪的机率增加，降低了电力系统运行的可靠性。为及时发现复合绝缘子的事故隐患、避免突发事故、提高输电线路运行的安全可靠性，需要较为准确的的复合绝缘憎水性测试评价系统，复合绝缘子憎水等级检测的方法主要包括静态接触角法、表面张力法、喷水分级法和基于数字图像处理的憎水性等级评判，其中和基于数字图像处理的憎水性采用红外成像技术，采用计算机处理计算处理对比判断憎水性等级由于易于操作实现、处理速度快、可以现场进行等优点近年得到快速发展，但这类方法需要较为精确的图像处理技术，以往的系统基本采用一种模式，对各种绝缘子采用同一套检测程序和装置，适应性差，在有些场合容易发生误差，在这类装置中，喷水所用水一般为自来水会纯净水，与实际使用状况下的闪络发生情况有一定的差异，导致测试结果的应用性不好。发明内容
本发明为提供一种复合绝缘子测试系统，该系统能够较为精确的适应各种污秽级别的复合绝缘子测试。
本发明所提供的一种复合绝缘子测试系统，包括喷水机构、红外热像仪、系统计算机，系统计算机中设置有图像和数据处理模块，所述的图像和数据处理模块设置有多于一个的图像分割模块，所述的图像和数据处理模块设置有多于一个的图像分割模块，根据复合绝缘子污秽程度不同选择使用，绝缘子污秽重时选择一号图像分割模块，绝缘子污秽轻时选择二号图像分割模块，所述的一号图像分割模块中植有采用一维直方图阀值法进行图像分割的装置，所述的二号图像分割模块中植有采用最大类间方差法进行图像分割的装置，所述的喷水机构上设置有水容器，所述的水容器中的水为雨水或根据雨水成分配制的水溶液。
图像分割是基于红外热像仪测定复合绝缘子憎水性的核心技术，图像分割技术方案的设计和运行直接决定测试结果的准确和可参考程度，本发明所提供的一种复合绝缘子测试系统，在图像处理时，采用了两种不同的分割装置进行图像分割，在污秽较重的情况下，背景和目标峰区别比较明显，选择一号图像分割模块，采用一维直方图阀值法进行图像分割，能够较好较快的完成目标和背景之间的区别，较为精确的完成图像分割，在污秽较轻的情况下，背景和目标峰区别不是十分明显，选择二号图像分割模块，采用最大类间方差法进行图像分割，较采用一维直方图阀值法进行图像分割获得的结果更接近实际污秽情况， 喷水机构所用的水为雨水或根据雨水成分配制的水溶液，使测试结果更接近于实际应用情况，本系统构造简单，易于实现，使用转换方便，应用于基于红外成像仪的憎水等级对比判定复合绝缘子测试系统中，能够在原系统的基础上提高测试的适应性。
图I是传统基于红外热像的憎水性测试系统的流程示意图。
图2是本发明的憎水性测试系统的流程示意图具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对该系统的阐述，不限制本发明的范围。
如附所示，图I是传统基于红外热像的憎水性测试系统的流程示意图，图I是本发明的憎水性测试系统的流程示意图，在附图2中，I为喷水机构，2为红外热像仪，3为待测绝缘子，4为计算机系统，5为一号图像分割模块，7为去噪模块，8为红外热像特征提取模块，9为污秽等级识别模块，10为计算机系统，图2在图I的基础上，增加了二号图像分割模块 6，在进行图像分割处理时，可以选择采用一号图像分割模块5或二号图像分割模块。本发明的复合绝缘子憎水性测试系统，包括喷水机构I、红外热像仪2、系统计算机4，系统计算机4中设置有图像和数据处理模块10，所述的图像和数据处理模块10设置有多于一个的图像分割模块，所述的图像和数据处理模块10设置有多于一个的图像分割模块，根据复合绝缘子污秽程度不同选择使用，绝缘子污秽重时选择一号图像分割模块5，绝缘子污秽轻时选择二号图像分割模块6，所述的一号图像分割模块5中植有采用一维直方图阀值法进行图像分割的装置，所述的二号图像分割模块6中植有采用最大类间方差法进行图像分割的装置，所述的喷水机构I上设置有水容器，所述的水容器中的水为雨水或根据雨水成分配制的水溶液。
红外热像实质是以像素灰度值大小来反映拍摄场景内各点温度高低的，当绝缘子表面湿度较大、污秽较严重时，绝缘子盘面相对于背景的温升很明显，在图像上背景峰与绝缘子峰可明显区分，像素-灰度分布统计的一维直方图上，双峰分布明显，对于该类污秽绝缘子图像，采用一维直方图阈值法通过搜寻两峰之间的波谷来获取最佳分割阈值，将绝缘子二值图与滤波后绝缘子图像相乘得到分割后绝缘子图像，可将绝缘子盘面较为真实的切割出来，当绝缘子表面污秽严重时，选择一号图像分割模块5中植有采用一维直方图阀值法进行图像分割的装置可以较为准确的得到结果。
当绝缘子表面污秽等级较轻，绝缘子表面与背景的温差较小，绝缘子红外热像灰度统计直方图呈单峰，绝缘子与背景不再清晰地表现为两个峰值特性，两波峰之间的波谷消失，使得以两峰之间波谷作为图像分割阈值的一维直方图阈值法无法应用，本发明提供的采用最大化类间方差法可以较好的解决这一问题，这一方法通过统计目标区域图像灰度的均值和方差，按照最大化类间方差的优化准则，把图像的像素分为背景和目标，这两类像素之间的界限即为图像分割的门限，最大化类间方差法求取最佳阈值F的过程为通过F 取遍O L-I灰度级，计算每个F对应的类间方差，最大类间方差对应的F值即为分割阈值，分割时，令像素值大于等于F的点(目标)的灰度值保留下来，令像素值小于F的点 (背景)的灰度值为0，将目标图像从背景中分割出来，其具体执行步骤如下，以下各个字母均为设定，可自由选取变动(I)计算图像图像的灰度级为j的像素个数，得出各个灰度像素的出现概率P (j);设图像灰度为j的像素个数为nj，则图像的总像素N为H其中j为灰度等级，h为灰度级个数，其值为256，P (j)=nj/N (2)根据各个灰度出现的概率得到图像的总体灰度均值Kt ；JMI(3)计算目标类灰度均值Km和背景类灰度均值Kb及其出现的概率Wm和Wb
权利要求
1.复合绝缘子憎水性测试系统，包括喷水机构(I)、红外热像仪(2)、系统计算机(4)，系统计算机(4)中设置有图像和数据处理模块(10)，其特征在于所述的图像和数据处理模块(10)设置有多于一个的图像分割模块。
2.根据权利要求I所述的复合绝缘子憎水性测试系统，其特征在于所述的图像和数据处理模块(10)设置有多于一个的图像分割模块，根据复合绝缘子污秽程度不同选择使用，绝缘子污秽重时选择一号图像分割模块(5)，绝缘子污秽轻时选择二号图像分割模块(6)。
3.根据权利要求I所述的复合绝缘子憎水性测试系统，其特征在于所述的一号图像分割模块(5)中植有采用一维直方图阀值法进行图像分割的装置。
4.根据权利要求I所述的复合绝缘子憎水性测试系统，其特征在于所述的二号图像分割模块(6)中植有采用最大类间方差法进行图像分割的装置。
5.根据权利要求I所述的复合绝缘子憎水性测试系统，其特征在于所述的喷水机构(I)上设置有水容器，所述的水容器中的水为雨水或根据雨水成分配制的水溶液。
全文摘要
本发明公布了一种复合绝缘子憎水性测试系统，属于电力部件测试系统领域。该系统包括喷水机构、红外热像仪、系统计算机，系统计算机中设置有图像和数据处理模块，所述的图像和数据处理模块设置有多于一个的图像分割模块，本发明采用了两种不同的分割装置进行图像分割，能够在原系统的基础上提高测试的适应性，本系统构造简单，易于实现，使用转换方便。
文档编号G01N21/84GK102980891SQ20121048090
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者党洪亮, 高远, 王青松, 郑宪军, 张学彦 申请人:国家电网公司, 河南省电力公司安阳供电公司