本发明属于高压电器保护技术领域，具体涉及一种高压绝缘子在线监测系统及方法。
背景技术
随着电网规模的快速增长、电网结构日趋复杂，用户对电网的稳定运行和输电的稳定性有了更严格的要求。在冬天电力系统覆冰的情况下，绝缘子很容易出现裂纹甚至破裂；在潮湿的天气或者绝缘子附着大量灰尘，有时会导致湿闪污闪事故发生。这些事故会给电网带来巨大的损失。
污闪是指电力设备的电瓷表面，收到固体、液体或者气体等导电物质污染，在遇到雾或者细雨时，泄漏电流变大，产生局部放电。在运行电压下瓷件表面的局部放电可能发展成为电弧闪络。绝缘子出现裂纹甚至破裂，会直接导致绝缘子的绝缘能力下降，严重影响电力系统的安全运行。传统的绝缘子检修方式以定期检修和清扫为主，不能在绝缘子出现安全隐患的前及时发出报警信息。因此，防止绝缘子污闪及监测绝缘子是否出现裂纹在电力系统中具有重要意义。
技术实现要素：
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种高压绝缘子在线监测系统，包括：监测装置和远程数据中心；
所述监测装置有若干个，分别安装在电力线路的各个绝缘子上，监测装置包括数据采集模块、gps定位模块、控制模块和gsm通讯模块；
所述数据采集模块用于采集绝缘子状态信息，其中包括图像信息；
数据采集模块连接至控制模块，并将绝缘子状态信息实时发送到控制模块；
gps定位模块连接至控制模块，用于获取电力线路上各个绝缘子的位置信息并发送到控制模块；
控制模块采用dsp控制技术，与gsm通讯模块连接；所述控制模块用于对数据采集模块采集到的图像信息进行初步分析，并通过gsm通讯模块将分析结果和绝缘子的状态信息和位置信息实时无线传送到远程数据中心的数据接收单元；
所述远程数据中心包括数据接收单元和控制台；
所述数据接收单元用于接收各个绝缘子的状态信息和位置信息，并传送至控制台的控制器；
所述控制台包括控制器、存储器和显示器，并装载并行计算系统；
所述控制器分别与数据接收单元、存储器和显示器连接；控制器用于将各个绝缘子的状态信息和位置信息传送并保存至存储器，并通过显示器将绝缘子的状态信息和位置信息进行显示；
所述控制器用于通过并行计算系统将各个绝缘子表面的图像信息进行实时分析整理，得出各个绝缘子表面的污秽程度信息和裂痕程度信息作为计算结果，若各个绝缘子的计算结果超出设定的阈值，则通过显示器实时显示报警通知，报警通知中包括超出设定的阈值的绝缘子的位置信息。
所述绝缘子状态信息包括大气温度、大气湿度、绝缘子的泄漏电流和绝缘子表面的图像信息；所述数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、泄漏电流传感器和图像传感器；
其中，温度传感器用于采集大气温度；湿度传感器用于采集大气湿度；泄漏电流传感器用于采集绝缘子的泄漏电流；图像传感器用于采集绝缘子表面的图像信息。
所述阈值为1个，或从低到高的多个；当阈值多个时，控制器根据被该绝缘子超出的阈值的个数，得出该绝缘子的故障程度，并在通过报警通知进行显示。
一种高压绝缘子在线监测系统的控制方法，采用上述的高压绝缘子在线监测系统，包括以下步骤：
步骤1，各个所述监测装置将各个绝缘子的状态信息和位置信息传送至所述远程数据中心；
步骤2，所述远程数据中心储存并展示各个绝缘子的状态信息和位置信息，具体为：
所述远程数据中心的控制器将各个绝缘子的状态信息和位置信息传送并保存至存储器，并通过显示器将绝缘子的状态信息和位置信息进行显示；
步骤3，所述远程数据中心的控制器通过并行计算系统将各个绝缘子表面的图像信息进行实时分析整理，得出各个绝缘子表面的污秽程度信息和裂痕程度信息作为计算结果，若各个绝缘子的计算结果超出设定的阈值，则通过显示器实时显示报警通知，报警通知中包括超出设定的阈值的绝缘子的位置信息。
所述步骤1具体包括以下步骤：
步骤1.1，所述数据采集模块采集绝缘子状态信息，包括大气温度、大气湿度、绝缘子的泄漏电流和绝缘子表面的图像信息；具体为：
所述温度传感器采集大气温度；湿度传感器采集大气湿度；泄漏电流传感器采集绝缘子的泄漏电流；图像传感器采集绝缘子表面的图像信息；
步骤1.2，所述数据采集模块将绝缘子状态信息实时发送到控制模块；
步骤1.4，所述gps定位模块获取电力线路上各个绝缘子的位置信息并发送到控制模块；
步骤1.5，所述控制模块对数据采集模块接收到的图像信息进行初步分析，并将分析结果和绝缘子的状态信息和位置信息实时无线传送到远程数据中心的数据接收单元。
所述步骤1.5中，所述控制模块对数据采集模块接收到的图像信息进行初步分析的过程，包括图像采集、图像预处理、目标分割、降维和特征提取；
所述图像预处理，即控制模块对采集到的图像信息进行图像预处理，以减少因绝缘子自身和周边环境的影响而出现的目标不明显、光照不均匀和混入干扰的情况，提高图像质量；
为了对图像信息中的缺陷进行标记，简化计算复杂度，对经过图像预处理后的图像信息进行目标分割、降维和特征提取，得到所述分析结果；
所述降维，即把经过图像预处理和目标分割后的图像信息中的高维数据集映射到低维子空间，以提取到可区分性高、可靠性好、独立性强、数量少并能全面反映目标特点的特征，以提高绝缘子裂痕的识别的准确率。
所述步骤3中，所述阈值为1个，或从低到高的多个；当阈值多个时，控制器根据被该绝缘子超出的阈值的个数，得出该绝缘子的故障程度，并在通过报警通知进行显示。
本发明的有益效果：
本发明的目的在于提供一种准确度高，带有报警功能，能实时监测绝缘子表面污秽以及裂痕的监测系统；
本发明提出一种高压绝缘子在线监测系统，通过图像采集模块对绝缘子进行实时监测，其中图像传感器模块能够利用图像处理技术实现检测出绝缘子的污秽情况和裂痕情况。并带有gps定位功能，便于系统对每个绝缘子的信息数据进行分类整理标记。在绝缘子存在故障风险时发出及时的报警通知，能够精准的定位发生故障或存在故障风险的绝缘子位置，及时准确的消除故障隐患，保证电力系统的安全稳定运行。
本发明的控制模块采用dsp控制技术，提高了数据实时处理能力，解决了检测速度与检测精度的矛盾。
本发明设计合理，易于实现，具有很好的实用价值。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中所述高压绝缘子在线监测系统的结构示意图。
图中：1、数据采集模块；1-1、温度传感器；1-2、湿度传感器；1-3、泄漏电流传感器；1-4、图像传感器；2、gps定位模块；3、控制模块；4、gsm通讯模块；5、数据接收单元；6、控制台；6-1、控制器；6-2、存储器；6-3、显示器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明做出进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种高压绝缘子在线监测系统，如图1所示，包括监测装置和远程数据中心；
所述监测装置有若干个，分别安装在电力线路的各个绝缘子上，监测装置包括数据采集模块1、gps定位模块2、控制模块3和gsm通讯模块4；
数据采集模块1包括温度传感器1-1、湿度传感器1-2、泄漏电流传感器1-3和图像传感器1-4；数据采集模块1用于采集绝缘子状态信息，包括大气温度、大气湿度、绝缘子的泄漏电流和绝缘子表面的图像信息；
其中，温度传感器1-1用于采集大气温度；湿度传感器1-2用于采集大气湿度；泄漏电流传感器1-3用于采集绝缘子的泄漏电流；图像传感器1-4用于采集绝缘子表面的图像信息；
数据采集模块1连接至控制模块3，并将绝缘子状态信息实时发送到控制模块3；
gps定位模块2连接至控制模块3，用于获取电力线路上各个绝缘子的位置信息并发送到控制模块3；
控制模块3采用dsp控制技术，与gsm通讯模块4连接；所述控制模块3用于对数据采集模块1接收到的图像信息进行初步分析，并通过gsm通讯模块4将分析结果和绝缘子的状态信息和位置信息实时无线传送到远程数据中心的数据接收单元5；
所述远程数据中心包括数据接收单元5和控制台6；
所述数据接收单元5用于接收各个绝缘子的状态信息和位置信息，并传送至控制台6的控制器6-1；
所述控制台6包括控制器6-1、存储器6-2和显示器6-3，并装载并行计算系统；
所述控制器6-1分别与数据接收单元5、存储器6-2和显示器6-3连接；控制器6-1用于将各个绝缘子的状态信息和位置信息传送并保存至存储器6-2，并通过显示器6-3将绝缘子的状态信息和位置信息进行显示；
所述控制器6-1用于通过并行计算系统将各个绝缘子表面的图像信息进行实时分析整理，得出各个绝缘子表面的污秽程度信息和裂痕程度信息作为计算结果，若各个绝缘子的计算结果超出设定的阈值，则通过显示器6-3实时显示报警通知，报警通知中包括超出设定的阈值的绝缘子的位置信息，以便于工作人员找到该绝缘子并排除故障；
所述阈值为1个，或从低到高的多个；当阈值多个时，控制器6-1根据被该绝缘子超出的阈值的个数，得出该绝缘子的故障程度，并在通过报警通知进行显示；
一种高压绝缘子在线监测系统的控制方法，采用上述高压绝缘子在线监测系统，包括以下步骤：
步骤1，各个所述监测装置将各个绝缘子的状态信息和位置信息传送至所述远程数据中心，具体为：
步骤1.1，所述数据采集模块1采集绝缘子状态信息，包括大气温度、大气湿度、绝缘子的泄漏电流和绝缘子表面的图像信息；具体为：
所述温度传感器1-1采集大气温度；湿度传感器1-2采集大气湿度；泄漏电流传感器1-3采集绝缘子的泄漏电流；图像传感器1-4采集绝缘子表面的图像信息；
步骤1.2，所述数据采集模块1将绝缘子状态信息实时发送到控制模块3；
步骤1.4，所述gps定位模块2获取电力线路上各个绝缘子的位置信息并发送到控制模块3；
步骤1.5，所述控制模块3对数据采集模块1接收到的图像信息进行初步分析，并通过gsm通讯模块4将分析结果和绝缘子的状态信息和位置信息实时无线传送到远程数据中心的数据接收单元5；
步骤2，所述远程数据中心储存并展示各个绝缘子的状态信息和位置信息，具体为：
所述远程数据中心的控制器6-1将各个绝缘子的状态信息和位置信息传送并保存至存储器6-2，并通过显示器6-3将绝缘子的状态信息和位置信息进行显示；
步骤3，所述远程数据中心的控制器6-1通过并行计算系统将各个绝缘子表面的图像信息进行实时分析整理，得出各个绝缘子表面的污秽程度信息和裂痕程度信息作为计算结果，若各个绝缘子的计算结果超出设定的阈值，则通过显示器6-3实时显示报警通知，报警通知中包括超出设定的阈值的绝缘子的位置信息，以便于工作人员找到该绝缘子并排除故障；
所述步骤1.5中，所述控制模块3对数据采集模块1接收到的图像信息进行初步分析的过程，包括图像采集、图像预处理、目标分割、降维和特征提取；
所述图像预处理，即控制模块3对采集到的图像信息进行图像预处理，以减少因绝缘子自身和周边环境的影响而出现的目标不明显、光照不均匀和混入干扰的情况，提高图像质量；
为了对图像信息中的缺陷进行标记，简化计算复杂度，对经过图像预处理后的图像信息进行目标分割、降维和特征提取，得到所述分析结果；
所述降维，即把经过图像预处理和目标分割后的图像信息中的高维数据集映射到低维子空间，以提取到可区分性高、可靠性好、独立性强、数量少并能全面反映目标特点的特征，以提高绝缘子裂痕的识别的准确率；
所述步骤3中，所述阈值为1个，或从低到高的多个；当阈值多个时，控制器6-1根据被该绝缘子超出的阈值的个数，得出该绝缘子的故障程度，并在通过报警通知进行显示，以便于工作人员参照绝缘子的故障程度来排除故障。