一种高压电缆预警系统及方法与流程

1.本发明属于高压电缆相关技术领域，尤其涉及高压电缆预警系统及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.高压电缆在运行过程中具有对周围环境影响小，且电缆的电容大等有点，因此被广泛的应用，高压电缆目前主要为交联聚乙烯电缆，其电缆绝缘的劣化可能引起电网突发故障，导致直接和间接的损失。
4.目前对于电缆的检测有震荡波试验法、局部放电检测法等等，但是由于电缆一般分布较长，进行全部检测的难度较大，对于高压电缆出现的绝缘劣化问题并不能进行有效的发现和定位，导致不能及时对出现问题的高压电缆进行相关的处理。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供一种高压电缆预警系统及方法，通过高压高频电流传感器对监测回路上的高压电缆进行高频电流信号的采集来判定高压电缆的是否发生异常，若发生异常，则采用图像采集的定位的方式对高压电缆进行进一步的判定和定位，从而能够对发生异常的高压电缆进行定位，使处理人员能够准确的对高压电缆异常部分进行处理。
6.为了实现上述目的，本发明的第一个方面提供，一种高压电缆预警方法，包括以下步骤：
7.获取设置在监测回路的高压电缆上高频电流传感器所检测到的流经高压电缆防护层的高频电流信号；
8.对高频电流信号进行预处理；
9.若预处理后的高频电流值超过预设值，则判定高压电缆出现异常；
10.同时发送命令给图像采集装置和定位装置，进行图像采集并图像处理，对发生异常情况位置进行定位，将异常信息和定位信息发送至预警单元进行报警。
11.进一步的，若预处理后的高频电流值没有超过预设值，则判定高压电缆正常，不进行报警。
12.进一步的，对所采集的高频电流进行预处理具体为：
13.将探头放置在目标引下线的周围空气中，进行背景噪声的检测，获取幅值特征，将背景噪声的幅值设置为阈值，对所获取的高频电流信号进行背景噪声的滤除。
14.进一步的，当高压电缆出现异常时，还可以发送命令给电场强度探测装置对监测回路上的高压电缆进行电场强度的探测。
15.进一步的，所述的图像处理过程为：
16.对图像进行二值化处理；
17.经过二值化处理后的图像，得到高压电缆的大致轮廓，利用投影法对二值化图像进行前景和背景分割的处理，采用水平投影的方式得到前景的上边界和下边界的坐标信息，采用垂直投影的方式得到二值化图像的左边界和有边界的坐标信息；
18.比较高压电缆中的颜色高亮的异常区域和强度色谱的分布初步确定出异常区域；
19.对于初步确定的异常区域进行合并处理，采用形态学处理方法中的腐蚀、膨胀和开闭运算对初步确定的异常区域进一步的处理，确定所采集的高压电缆图像中发生高压电缆的局部高温情况。
20.进一步的，所述的电场强度探测装置对监测回路上的高压电缆进行电场强度的采集，将所采集的电场强度数据和定位装置的定位信息相关联，基于所关联的电场强度和定位信息与电场强度数据库中信息进行比较，若所采集的电场强度和相关联的定位信息与电场强度数据库中的信息不匹配，则输出给预警单元进行报警。
21.进一步的，若电场强度异常区域所对应的定位信息与图像异常区域所对应的定位信息相同，则分别通过第一预警单元和第二预警单元进行报警的同时通过显示屏进行显示。
22.一个或多个实施例提供了一种高压电缆预警系统，包括：
23.高频电流传感器，用于获取流过高压电缆防护层的高频电流值；
24.图像采集装置，用于获取高压电缆的图像并将所采集的图像发送给监控终端；
25.定位装置，用于获取定位信息，并将定位信息发生给监控终端；
26.监控终端，用于对所采集的高压电缆防护层的高频电流值进行处理，还用于将所采集的高压电缆的图像进行处理，并将高压电缆的图像信息与定位信息相关联；
27.预警单元，用于接收监控终端的信息并发出预警信息。
28.一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法所述的步骤。
29.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法所述的步骤。
30.本发明的有益效果是：
31.1、本技术通过高压高频电流传感器对监测回路上的高压电缆进行高频电流信号的采集来判定高压电缆的是否发生异常，若发生异常，则采用图像采集的定位的方式对高压电缆进行进一步的判定和定位，从而能够对发生异常的高压电缆进行定位，使处理人员能够准确的对高压电缆异常部分进行处理。
32.2、电场强度探测器能够对高压电缆进行电场强度的探测，能够为高压电缆的异常情况进行双重的检测和判定，从而使预警信息更为准确。
附图说明
33.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
34.图1是本发明的流程图；
具体实施方式
35.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
36.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
37.实施例一，如图1所示，本发明的一种高压电缆预警方法，包括以下步骤：
38.获取设置在监测回路的高压电缆上高频电流传感器所检测到的流经高压电缆防护层的高频电流信号；
39.对高频电流信号进行预处理；
40.若预处理后的高频电流值超过预设值，则判定高压电缆出现异常；
41.同时发送命令给图像采集装置和定位装置，进行图像采集并图像处理，对发生异常情况位置进行定位，将异常信息和定位信息发送至预警单元进行报警。
42.具体的，可以将高频电流传感器通过捆绑的方式设置在检测回路的高压电缆上，且检测端连接高压电缆防护层，高压电缆传感器用于采集流经高压电缆防护层的高频电流信号；
43.高压电缆的防护层接地线对应的信号中一般混有各种噪声信号，主要包括架空线的电晕噪声，载波噪声等。对所获取的高频电流信号进行噪声处理，采用脉冲阈值滤波方式，具体为：
44.初次滤波中应用脉冲阈值滤波方法，将探头放置在目标引下线的周围空气中，进行背景噪声的检测，分析其幅值特征，将背景噪声的幅值设置为阈值，对所获取的高频电流信号进行背景噪声的滤除。
45.对于经过噪声处理后的高频电流信号与预设值进行判断；若高频电流信号超过预设值，则代表检测回路发生局部放电的现象；若没有超过预设值，则判断检测回路的高压电缆上没有发生局部放电的情况。
46.具体的，预设值的确定：可通过历史高频电流传感器所采集的发生局部放电情况的高频电流信号，将发生局部放电情况下高频电流信号发送至存储单元进行储存，基于对所存储的发生局部放电的高频电流信号进行分析，确定发生局部放电的高频电流信号的预设值。
47.具体的，可通过高频电流的强度或发生频次确定预设值。
48.对于所检测回路上的高频电流传感器超过预设值时，则由监测终端发送预警信息，处理人员接收到预警信息后，启动机器人在高压电缆上的移动；
49.具体的，机器人对检测回路的高压电路进行图像的采集，并利用定位装置对所采集的高压电缆的图像进行定位标注，并将定位标记后的高压电缆的图像发送至监控终端，监控终端对高压电缆图像进行处理，判断所采集的高压电缆图像是否发生局部高温的情况。
50.由于高压电缆的局部放电是电缆的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间的未贯穿的放电，由电缆内部存在弱点或者生产过程中存在缺陷，在发生局部放电的情况下，会使高压电缆的局部温度升高，则基于对局部高温位置的确定，则可对发生局部放电的高压电缆进行定位。
51.对于机器人所采集的高压电缆图像进行处理，具体为：
52.对图像进行二值化处理，可采用灰度平均值法、自适应阈值法等对所采集的高压电缆的图像进行二值化处理；
53.经过二值化处理后的图像，得到高压电缆的大致轮廓，利用投影法对二值化图像进行前景和背景分割的处理，采用水平投影的方式得到前景的上边界和下边界的坐标信息，采用垂直投影的方式得到二值化图像的左边界和有边界的坐标信息；
54.比较高压电缆中的颜色高亮的异常区域和强度色谱的分布初步确定出异常区域；对于初步确定的异常区域进行合并处理，采用形态学处理方法中的腐蚀、膨胀和开闭运算对初步确定的发热点的区域进一步的确定，得到所采集的图像中发生局部高温的位置。
55.监控终端对于所采集的高压电缆的图像中具有局部高温的情况，然后结合定位装置所确定的位置信息，将信息输出给第一预警单元。第一预警单元根据所接收的信号发出预警，监控终端并将发生局部高温的高压电缆的位置信息通过显示屏进行展示，也可以通过短信的方式发送给处理人员。
56.此外，还可以在检测机器人上设置电场强度探测器，在进行图像采集的同时对高压电缆的电场强度进行探测，电场强度探测器采集高压电缆上的电场强度，并将所采集到的高压电缆的电场强度发送给监控终端，监控终端判断电场强度是为正常的电场强度，具体的：
57.监控终端内预存有电场强度数据库，电场强度数据库是根据地理位置和高压电缆正常状态的电场强度相关联的数据库，通过对所采集的电场强度和地理位置在电场强度数据库中进行查询，若查询到相同的地理位置和电场强度，则代表所采集到的高压电缆的电场强度为正常的电场强度值，若没有查询在相同地理位置处的与所采集的电场强度值，则表示所采集的电场强度值存在异常情况，将存在异常情况的电场强度值和定位装置所确定的位置信息发送给第二预警单元，第二预警单元发出预警，监控终端并将经预警信息通过短信的方式发送给处理人员，或者通过显示屏进行展示。
58.监控终端还可以将产生局部高温的图像所对应的定位信息和电场强度异常处所对应的定位信息进行比较，获得电场强度异常处报警与基于图像得到的局部高温报警处位置是否相同，若不相同，分别经过第一报警单元和第二报警单元进行报警，同时通过显示屏进行显示，以避免人员对高压电缆异常区域漏处理。通过上述方法对异常区域进行双重监测和报警，同时也能够对基于图像所不能确定的高压电缆局部高温情况，通过电场强度检测进行确定，以免造成高压电缆异常区域的漏检测。
59.实施例二
60.本实施例提供了一种高压电缆预警系统，其包括：
61.高频电流传感器，其用于获取流过高压电缆防护层的高频电流值；
62.图像采集装置，用于获取高压电缆的图像并将所采集的图像发送给监控终端；
63.定位装置，获取定位信息，并将定位信息发生给监控终端；
64.监控终端，用于对所采集的高压电缆防护层的高频电流值进行处理，还用于将所采集的高压电缆的图像进行处理，并将高压电缆的图像信息与定位信息相关联；
65.预警单元，用于接收监控终端的信息并发出预警信息。
66.具体的，高频电流传感器通过捆绑的方式设置在检测回路的高压电缆上，高压电
缆传感器用于采集流经高压电缆防护层的高频电流信号；
67.监控终端对所采集的高频电流信号采用脉冲阈值滤波方式，具体为：
68.初次滤波中应用脉冲阈值滤波方法，将探头放置在目标引下线的周围空气中，进行背景噪声的检测，分析其幅值特征，将背景噪声的幅值设置为阈值，对所获取的高频电流信号进行背景噪声的滤除。
69.对于经过噪声处理后的高频电流信号与预设值进行判断；若高频电流信号超过预设值，则代表检测回路发生局部放电的现象；若没有超过预设值，则判断检测回路的高压电缆上没有发生局部放电的情况。
70.同时监控终端判定算所处理后的高频电流信号是否超过预设值，当超过预设值时，监控终端发送命令给机器人上的控制器，机器人控制器启动图像采集装置和定位装置开始对高压电缆进行图像采集并定位。同时所采集的图像和定位信息通过机器人控制器发送给监控终端，监控终端对所采集的高压电缆图像进行处理，具体为：
71.对图像进行二值化处理，可采用灰度平均值法、自适应阈值法等对所采集的高压电缆的图像进行二值化处理；
72.经过二值化处理后的图像，得到高压电缆的大致轮廓，利用投影法对二值化图像进行前景和背景分割的处理，采用水平投影的方式得到前景的上边界和下边界的坐标信息，采用垂直投影的方式得到二值化图像的左边界和有边界的坐标信息；
73.比较高压电缆中的颜色高亮的异常区域和强度色谱的分布初步确定出异常区域；对于初步确定的异常区域进行合并处理，采用形态学处理方法中的腐蚀、膨胀和开闭运算对初步确定的发热点的区域进一步的确定，得到所采集的图像中发生局部高温的位置。
74.监控终端判定所采集的图像是否有局部高温的情况，若有局部高温的情况，则结合高压电缆所关联的定位信息确定局部高温的位置，将信息发送给第预警单元进行报警处理。
75.此外，若监控终端判定所采集的高频电流信号超过预设值，此时发送命令给机器人控制器，机器人控制器控制电场强度探测器对高压电缆进行电场强度采集。
76.电场强度探测器将所探测到的电场强度信息通过机器人控制器发送给监控终端，监控终端对所采集的电场强度进行判定，具体为：监控终端内预存有电场强度数据库，电场强度数据库是根据地理位置和高压电缆正常状态的电场强度相关联的数据库，通过对所采集的的电场强度和地理位置在电场强度数据库中进行查询，若查询到相同的地理位置和电场强度，则代表所采集到的高压电缆的电场强度为正常的电场强度值，若没有查询在相同地理位置处的与所采集的电场强度值，则表示所采集的电场强度值存在异常情况，将存在异常情况的电场强度值和定位装置所确定的位置信息发送给第二预警单元，第二预警单元发出预警，监控终端并将经预警信息通过短信的方式发送给处理人员，或者通过显示屏进行展示。
77.实施例三
78.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例一所述的高压电缆预警方法中的步骤。
79.实施例四
80.本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在
处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如实施例一所述的高压电缆预警方法的步骤。
81.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
82.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
83.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。