一种高压绝缘子串绝缘污秽故障的监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种高压绝缘子串绝缘污秽故障的监测方法，解决了现有技术在对高压绝缘子串进行污秽故障判断时存在的计算复杂，准确力低的问题。抓取高压绝缘子串的红外图像，将获取的红外图像，在计算机中进行灰度转换，对红外图像进行编码，即对图像中的每一个像数点的亮度进行以下加权平均转换，得到该点的灰度；对高压绝缘子串的红外图像进行膨胀、腐蚀处理，得到高压绝缘子串红外图像的清晰轮廓，计算机处理生成高压绝缘子串红外图像清晰轮廓中线路径；绘制出高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线；若高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线上的温度波峰值大于0.5K，判断高压绝缘子串该伞裙出现污秽故障；该方法简单，无需人工参与或复杂运算。
【专利说明】
一种高压绝缘子串绝缘污秽故障的监测方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力设备红外在线监测技术领域，特别是涉及一种高压绝缘子串绝缘故障的精确化监测方法。
【背景技术】
[0002]高压绝缘子串是输电线路的重要绝缘设备，对输电线路起到对地绝缘及承力、支撑的作用，故障状态下的绝缘子串，可能会引起闪络、短路等故障，对电力系统的安全运行构成极大威胁。现有技术对高压绝缘子串故障的检测是通过红外成像后进行判断的，绝缘子串在运行过程中会由于低值、零值、污移等绝缘故障而出现发热现象，通过红外成像设备对其拍摄，抓取绝缘子表面发热图像。但由于绝缘子串的电流很小，绝缘子故障时温度与正常时温度差仅约0.5K-2K，造成故障绝缘子串红外图像与非故障绝缘子串红外图像差别不大，只能依靠人工对采集到的图像进行仔细排查，才能对绝缘子串故障进行判断，因此难以实现对大量绝缘子串进行即时分析诊断，无法满足在线监测装置的需要。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种高压绝缘子串绝缘污秽故障的监测方法，解决了现有技术在对高压绝缘子串进行污秽故障判断时存在的计算复杂，准确力低的问题。
[0004]本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的:
一种高压绝缘子串绝缘污秽故障的监测方法，包括以下步骤:
第一步:抓取高压绝缘子串的红外图像，获取图像时，将红外成像仪的辐射率设置为:0.8—0.9；
第二步:将获取的红外图像，在计算机中进行灰度转换，对红外图像进行编码，即对图像中的每一个像数点的亮度进行以下加权平均转换，得到该点的灰度Gray:
Gray=0.299R+0.587G+0.114B；
其中R表示像素点的红色亮度值，G表示像素点的绿色亮度值，B表示像素点的蓝色亮度值；
第三步:对高压绝缘子串的红外图像进行膨胀、腐蚀处理，得到高压绝缘子串红外图像的清晰轮廓，计算机处理生成高压绝缘子串红外图像清晰轮廓中线路径；
第四步:随机确定高压绝缘子串某一伞裙上的温度采集点，然后，采集这些温度采集点上的温度值，以温度采集点到高压绝缘子串红外图像清晰轮廓中线路径的距离为横坐标(L)，以该点的温度值为纵坐标(T)，绘制出高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线；
第五步:若高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线上的温度波峰值大于0.5K，则判断该高压绝缘子串该伞裙出现污秽故障;若高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线上的温度波峰值小于或等于0.5K，则判断该高压绝缘子串该伞裙正常；
第六步:重复第四步和第五步，得到高压绝缘子串其他伞裙的状态情况。
[0005]该方法简单，无需人工参与或复杂运算;与人工分析相比，本方法不仅大大提高了绝缘子串红外诊断的效率，也方便用于绝缘子在线红外自动精确监测。
【附图说明】
[0006]图1是本发明的绝缘子边缘到中线的示意图；
图2是本发明的绝缘子的中线温度曲线。
【具体实施方式】
[0007]下面结合附图对本发明进行详细说明:
一种高压绝缘子串绝缘污秽故障的监测方法，包括以下步骤:
第一步:抓取高压绝缘子串的红外图像，获取图像时，将红外成像仪的辐射率设置为:0.8—0.9；
第二步:将获取的红外图像，在计算机中进行灰度转换，对红外图像进行编码，即对图像中的每一个像数点的亮度进行以下加权平均转换，得到该点的灰度Gray:
Gray=0.299R+0.587G+0.114B；
其中R表示像素点的红色亮度值，G表示像素点的绿色亮度值，B表示像素点的蓝色亮度值；
第三步:对高压绝缘子串的红外图像进行膨胀、腐蚀处理，得到高压绝缘子串红外图像的清晰轮廓，计算机处理生成高压绝缘子串红外图像清晰轮廓中线路径;用D表示高压绝缘子串径向距离，L表示高压绝缘子串轴向距离，在建立坐标上，可找出高压绝缘子串某点的距中线的距离d;
第四步:随机确定高压绝缘子串某一伞裙上的温度采集点，然后，采集这些温度采集点上的温度值，以温度采集点到高压绝缘子串红外图像清晰轮廓中线路径的距离为横坐标(L)，以该点的温度值为纵坐标(T)，绘制出高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线；
第五步:若高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线上的温度波峰值大于0.5K，则判断该高压绝缘子串该伞裙出现污秽故障;若高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线上的温度波峰值小于或等于0.5K，则判断该高压绝缘子串该伞裙正常；
第六步:重复第四步和第五步，得到高压绝缘子串其他伞裙的状态情况。
[0008]绝缘子边缘到中线的距离曲线通过以下方式计算，先计算通过中线上某一点并与中线垂直的直线，然后找到该直线与绝缘子轮廓的交点，并计算该交点到中线的距离d如附图1所示。对于中线上的每一个点都能找到这样的距离，从而可以形成一条距离曲线，如附图2所示。如附图2中所示为比较理想的轮廓;实际的绝缘子轮廓并不理想，但通常能提取到含多个波头的曲线。
[0009]绝缘子的识别。绝缘子的识别基于绝缘子中线温度曲线和边缘到中线的距离曲线的特征，提出了绝缘子轮廓的傅立叶变换(FFT)识别法。通常情况下，绝缘子存在发热的情况，由于绝缘子具有伞裙，伞裙处散热面积大，温度较低；而中心位置散热面积小其散热要比伞裙处差，绝缘子串上的温度曲线则会出现波纹特征。由于绝缘子串的形状特征，边缘到中线的距离曲线也具有明显的多个波头。因此若对中线上的温度曲线和边缘到中线的距离曲线进行FFT变换，则可通过谐波含量判断是否存在波纹特征，从而可区别绝缘子串与其它物体。
[0010]以上对本发明所提供的一种高压绝缘子串绝缘污秽故障的监测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体流程图对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种高压绝缘子串绝缘污秽故障的监测方法，包括以下步骤: 第一步:抓取高压绝缘子串的红外图像，获取图像时，将红外成像仪的辐射率设置为:.0.8—0.9； 第二步:将获取的红外图像，在计算机中进行灰度转换，对红外图像进行编码，即对图像中的每一个像数点的亮度进行以下加权平均转换，得到该点的灰度Gray: Gray=0.299R+0.587G+0.I14B; 其中R表示像素点的红色亮度值，G表示像素点的绿色亮度值，B表示像素点的蓝色亮度值； 第三步:对高压绝缘子串的红外图像进行膨胀、腐蚀处理，得到高压绝缘子串红外图像的清晰轮廓，计算机处理生成高压绝缘子串红外图像清晰轮廓中线路径； 第四步:随机确定高压绝缘子串某一伞裙上的温度采集点，然后，采集这些温度采集点上的温度值，以温度采集点到高压绝缘子串红外图像清晰轮廓中线路径的距离为横坐标(L)，以该点的温度值为纵坐标(T)，绘制出高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线； 第五步:若高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线上的温度波峰值大于0.5K，则判断该高压绝缘子串该伞裙出现污秽故障;若高压绝缘子串该伞裙的温度距离曲线上的温度波峰值小于或等于0.5K，则判断该高压绝缘子串该伞裙正常； 第六步:重复第四步和第五步，得到高压绝缘子串其他伞裙的状态情况。
【文档编号】G01N21/95GK106093069SQ201610662835
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月15日 公开号201610662835.2, CN 106093069 A, CN 106093069A, CN 201610662835, CN-A-106093069, CN106093069 A, CN106093069A, CN201610662835, CN201610662835.2
【发明人】李 杰, 赵亚宁, 胡帆, 安瑞峰, 刘建月
【申请人】国网山西省电力公司电力科学研究院