一种电力设备故障视觉检测方法及系统与流程

本发明涉及电力设备故障检测，具体涉及一种电力设备故障视觉检测方法及系统。

背景技术：

1、开关柜是电网系统中的重要电力设备，是指在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等。开关柜的分类方法很多，如通过断路器安装方式可以分为移开式开关柜和固定式开关柜；按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜；根据电压等级不同又可分为高压开关柜，中压开关柜和低压开关柜等。

2、目前开关柜主要故障是短路，而短路的主要原因是随着开关柜的工作时长增加，外界灰尘越来越多的进入开关柜内部，进而造出柜内的颗粒浓度较高，灰尘容易吸附于绝缘子表面，造成绝缘性能降低，进而容易产生沿面闪络和短路故障，现有的针对开关柜的故障检测方式为人工巡检，并不能够及时快速的检测并预防开关柜出现短路故障。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种电力设备故障视觉检测方法及系统，旨在解决现有的针对开关柜的故障检测方式为人工巡检，并不能够及时快速的检测并预防开关柜出现短路故障的问题。

2、本发明提出的技术方案为：

3、一种电力设备故障视觉检测方法，应用于电力设备故障视觉检测系统；所述系统包括检测端组件、服务器和管理终端；检测端组件和管理终端均通信连接于服务器；检测端组件设置于开关柜内部；检测端组件包括控制器、摄像头和照明灯；所述方法，包括：

4、当开关柜安装完成准备启动，或清理完灰尘之时，管理终端生成初始化指令并发送至控制器；

5、控制器基于初始化指令控制照明灯启动，并控制摄像头拍摄开关柜内绝缘子的图像，并标记为初始图像发送至服务器；

6、服务器生成间隔时长，并发送至控制器；

7、控制器每隔间隔时长，控制照明灯启动，并控制摄像头拍摄开关柜内绝缘子的图像，并标记为实时检测图像发送至服务器；

8、服务器基于初始图像和实时检测图像进行图像分析以判断开关柜的短路风险等级是否达到预设等级，其中，短路风险等级包括低风险等级、中风险等级和高风险等级；

9、若是，服务器生成预警信息并发送至管理终端。

10、优选的，所述服务器基于初始图像和实时检测图像进行图像分析以判断开关柜的短路风险等级是否达到预设等级，包括：

11、服务器获取初始图像的rgb值，以及各实时检测图像的rgb值；

12、服务器基于实时检测图像的rgb值和初始图像的rgb值得到实时检测图像对应的图像差异值；

13、服务器基于图像差异值判断开关柜的短路风险等级是否达到预设等级。

14、优选的，所述服务器基于实时检测图像的rgb值和初始图像的rgb值得到实时检测图像对应的图像差异值的计算公式为：

15、，

16、式中，为图像差异值； n为实时检测图像的像素点的总数量，且实时检测图像的像素点的数量与初始图像的像素点的数量一致；为初始图像的第i个像素点的rgb值的r分量值；为实时检测图像的第i个像素点的rgb值的r分量值；为初始图像的第i个像素点的rgb值的g分量值；为实时检测图像的第i个像素点的rgb值的g分量值；为初始图像的第i个像素点的rgb值的b分量值；为实时检测图像的第i个像素点的rgb值的b分量值。

17、优选的，所述服务器基于图像差异值判断开关柜的短路风险等级是否达到预设等级，包括：

18、服务器获取第一差异阈值和第二差异阈值，其中，第一差异阈值小于第二差异阈值；

19、当图像差异值小于第一差异阈值时，服务器确定开关柜的短路风险等级为低风险等级；

20、当图像差异值大于或等于第一差异阈值，且小于或等于第二差异值时，服务器确定开关柜的短路风险等级为中风险等级；

21、当图像差异值大于第二差异阈值时，服务器确定开关柜的短路风险等级为高风险等级。

22、优选的，所述当图像差异值大于或等于第一差异阈值，且小于或等于第二差异值时，服务器确定开关柜的短路风险等级为中风险等级，之后还包括：

23、服务器将图像差异值大于或等于第一差异阈值，且小于或等于第二差异值的实时检测图像标记为第一目标图像；

24、服务器判断第一目标图像是否为拍摄初始图像后第一次拍摄的开关柜内绝缘子的图像；

25、若是，服务器将间隔时长减小，并再次发送至控制器。

26、优选的，所述当图像差异值小于第一差异阈值时，服务器确定开关柜的短路风险等级为低风险等级，之后还包括：

27、服务器将图像差异值小于第一差异阈值的实时检测图像标记为第二目标图像；

28、服务器判断第二目标图像是否为拍摄初始图像后第一次拍摄的开关柜内绝缘子的图像；

29、若是，服务器基于第二目标图像对应的图像差异值和间隔时长得到开关柜的灰尘积累速度值：

30、，

31、式中，为灰尘积累速度值，为间隔时长，单位为日；

32、服务器基于灰尘积累速度值计算得到预估时长，其中，预期时长为当前时刻起至开关柜的短路风险等级达到中风险等级所需的时长，预估时长的计算公式为：

33、，

34、式中，为预估时长，单位为日，为第二差异阈值；

35、当预估时长小于间隔时长时，服务器将间隔时长设置为与预估时长一致。

36、优选的，所述预设等级为中风险等级；开关柜的数量为多个，各开关柜均对应设置有检测端组件；所述方法，还包括：

37、若当前时刻短路风险等级达到预设等级的开关柜的数量为多个时，服务器将各短路风险等级达到预设等级的开关柜标记为目标开关柜；

38、服务器获取管理人员对各目标开关柜进行灰尘清理之前的准备时长；

39、服务器获取各目标开关柜对应的最近一次计算得到图像差异值，并标记为对应的临近图像差异值；

40、服务器获取各目标开关柜对应的灰尘积累速度值；

41、服务器基于各目标开关柜对应的行程时长、灰尘积累速度值和临近图像差异值计算得到各目标开关柜对应的最终图像差异值：

42、，

43、式中，，x为目标开关柜的数量；为第x个目标开关柜的最终图像差异值；为第x个目标开关柜所对应的准备时长，单位为日；为服务器拍摄得到第x个目标开关柜所对应的临近图像差异值的时间点与当前时刻的间隔时长，单位为日；为第x个目标开关柜所对应的灰尘积累速度值；为第x个目标开关柜所对应的临近图像差异值；

44、服务器生成各目标开关柜的灰尘清理顺序表，其中，灰尘清理顺序表按照各目标开关柜的最终图像差异值降序排列。

45、优选的，所述检测端组件还包括擦拭部件；所述擦拭部件用于擦拭绝缘子的局部表面；所述服务器基于初始图像和实时检测图像进行图像分析以判断开关柜的短路风险等级是否达到预设等级，之后还包括：

46、若是，服务器向控制器发送擦拭指令；

47、控制器基于擦拭指令控制擦拭组件对绝缘子进行擦拭，然后控制照明灯启动，并控制摄像头拍摄擦拭后的绝缘子的图像，并标记为实时对比图像发送至服务器；

48、服务器基于实时对比图像确定是否需要进行故障预警；

49、当需要进行故障预警时，服务器生成预警信息并发送至管理终端。

50、优选的，所述服务器基于实时对比图像确定是否需要进行故障预警，包括：

51、服务器通过图像识别获取实时对比图像中绝缘子的已擦拭部位局部图像；

52、服务器通过图像识别获取实时对比图像中绝缘子主体图像；

53、服务器获取已擦拭部位局部图像的平均rgb值，以及主体图像的平均rgb值，以计算擦拭部位差异值，其中，擦拭部位差异值的计算公式为：

54、，

55、，，，

56、，，

57、式中，为擦拭部位差异值；为已擦拭部位局部图像的平均rgb值的r分量值；为已擦拭部位局部图像的平均rgb值的g分量值；为已擦拭部位局部图像的平均rgb值的b分量值；为主体图像的平均rgb值的r分量值；为主体图像的平均rgb值的g分量值；为主体图像的平均rgb值的b分量值；m为已擦拭部位局部图像的像素点的总数量；为已擦拭部位局部图像中第j个像素点的rgb值的r分量值；为已擦拭部位局部图像中第j个像素点的rgb值的g分量值；为已擦拭部位局部图像中第j个像素点的rgb值的b分量值；k为主体图像的像素点的总数量；为主体图像中第k个像素点的rgb值的r分量值；为主体图像中第k个像素点的rgb值的g分量值；为主体图像中第k个像素点的rgb值的b分量值；

58、服务器获取第四差异阈值；

59、当擦拭部位差异值大于或等于第四差异阈值时，服务器确定需要进行故障预警；

60、当擦拭部位差异值小于第四差异阈值时，服务器确定不需要进行故障预警。

61、本发明还提出一种电力设备故障视觉检测系统，应用于如任一项所述的电力设备故障视觉检测方法；所述系统包括检测端组件、服务器和管理终端；检测端组件和管理终端均通信连接于服务器；检测端组件设置于开关柜内部；检测端组件包括控制器、摄像头照明灯。

62、通过上述技术方案，能实现以下有益效果：

63、本发明通过于开关柜内设置摄像头和照明灯，拍摄初始初始图像，然后每隔间隔时长拍摄实时检测图像，实时检测图像能够清楚的反应每隔间隔时长后，开关柜内绝缘子的灰尘积累情况；进而基于初始图像和实时检测图像进行图像分析以判断开关柜的短路风险等级是否达到预设等级，当达到预设等级时，说明开关柜内绝缘子的灰尘积累较多，造成绝缘性能降低，进而容易产生沿面闪络和短路故障，故服务器生成预警信息，以及时提醒管理人员，相比传统的人工巡检的故障检测方式，本发明提出的方案能够及时快速的检测并预防开关柜出现短路故障。