一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法

2023-06-22 15:14:01 3

一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法
【專利摘要】一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法，該方法包括以下步驟：獲取待檢測瓷質絕緣子串紅外熱像圖，經過圖像處理後，提取各絕緣子片鋼帽部位的灰度圖像區域，形成灰度特徵曲線。通過檢測鋼帽灰度曲線是否含有上升畸變點，可實現絕緣子低值缺陷的快速檢測及缺陷絕緣子的快速定位。本發明提供的低值劣化絕緣子檢測方法，實現簡單，易於操作，彌補了目前常用檢測方法勞動強度大、主觀性強、易受作業人員技能影響等缺陷，為低值劣化絕緣子狀態檢測提供一種客觀、便捷的技術方案。
【專利說明】一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法
[0001]

【技術領域】 本發明屬於電力設備運行狀態檢修領域，涉及絕緣子運行狀態檢測，特別是涉及一種 基於紅外熱像的劣化瓷質絕緣子在線檢測方法。
[0002]

【背景技術】 線路絕緣子是交流輸電系統的重要組成部分，目前交流輸電系統中使用的絕緣子仍以 瓷質絕緣子為主。瓷質絕緣子在長期電場及機械力作用下，容易造成絕緣性能下降成為低 值絕緣子，進而進一步劣化甚至喪失絕緣性能成為零值絕緣子，低值絕緣子、零值絕緣子均 屬於劣化絕緣子。低值絕緣子的出現將造成位於同串的其他絕緣子上分布電壓升高，工作 環境惡化，在過電壓、溼汙等不利環境下易引起閃絡等絕緣擊穿現象，嚴重威脅電力系統的 安全運行。
[0003] 目前，瓷質絕緣子的檢測方法主要有電壓分布檢測法、電場測量法、敏感絕緣子 法、聲波及超聲波法、紅外熱像測溫法等檢測方法，但都存在一定的缺陷或不足。其中電壓 分布檢測法、電場測量法、敏感絕緣子法需要檢測人員登塔進行大量數據測量，勞動強度 大，易受檢測人員的業務水平影響，聲波及超聲波法、紅外熱像測溫法則易受環境背景噪聲 幹擾，而且以上檢測方法均以檢測零值絕緣子為主，不能有效檢測劣化的低值絕緣子。
[0004]


【發明內容】
為解決上述現有技術的不足，本發明提供了一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方 法，可以快速、便捷而準確的檢測絕緣子是否存在低值劣化情況，為絕緣子的早期檢修提供 基礎，從而減少由於絕緣子絕緣性能劣化而引起的絕緣子閃絡停電事故。
[0005] 本發明所採用的技術方案是：本發明通過獲取交流瓷質絕緣子串紅外熱像圖，並 對圖片進行技術處理；獲得絕緣子串各絕緣子片的鋼帽部分圖像區域，並形成鋼帽灰度特 徵曲線；檢測鋼帽特徵灰度曲線是否含有極大值畸變點。
[0006] 本發明提供的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法包括以下步驟： (1)獲取交流瓷質絕緣子串紅外熱像圖。
[0007] (2)將上述圖片經過圖像技術處理後，獲得絕緣子串各絕緣子片的鋼帽部分圖像 區域。
[0008] (3)求取上述各圖像區域的灰度值平均值，按照各圖像區域對應的絕緣子位置，形 成鋼帽灰度特徵曲線。
[0009] (4)檢測鋼帽特徵灰度曲線是否含有極大值畸變點，判斷該串絕緣子是否含有低 值缺陷絕緣子，並對低值絕緣子進行定位。
[0010] 本發明方法中，獲取的紅外熱像圖應由溫度分布率不小於〇. 04°c的專業紅外攝像 儀拍攝，且拍攝的對象為已經帶電運行不小於2小時的交流瓷質絕緣子。
[0011] 本發明方法中，圖像處理技術應包括對原圖像的降噪、灰度化處理；並通過形態二 值化等圖像處理技術準確提取出絕緣子的鋼帽圖像區域。
[0012] 本發明在對於所述鋼帽圖像區域的灰度值求取平均值之前，應對灰度值進行數據 篩選，剔除掉異常極大值與異常極小值。
[0013] 本發明要求所形成的絕緣子鋼帽灰度特徵曲線與絕緣子串中絕緣子片溫度分布 相對應。
[0014] 本發明在檢測鋼帽特徵灰度曲線時，若所述鋼帽灰度特徵曲線含有極大值畸變 點，則可判定為含有低值絕緣子，並確定其位置；否則，判定為不含低值絕緣子。
[0015] 本發明工作原理是，當瓷質絕緣串中含有劣化絕緣子時，電壓分布將嚴重不均勻， 其中低值的劣化絕緣子片發熱量明顯增大，表現為相對溫升顯著，鋼帽溫度明顯高於正常 絕緣子鋼帽溫度，其對應的紅外熱像圖灰度值大幅度大於正常絕緣子對應的紅外熱像圖的 灰度值，從而通過對灰度值的檢測實現絕緣子串中是否含有低值劣化絕緣子的檢測。
[0016] 本發明的有益效果是，本發明提供的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法， 能夠對低值劣化瓷質絕緣子進行在線檢測，彌補了現有技術只能檢測零值瓷質絕緣子、不 能檢測低值瓷質絕緣子的不足。本發明採用客觀的評價標準對低值劣化絕緣子進行判定， 能夠客觀、準確的鑑別絕緣子的絕緣性能是否劣化為低值，解決了低值絕緣子難以檢測的 問題。由於本發明採用了基於紅外熱像圖識別的遠距離不接觸檢測技術，可以在保障作業 人員完全、大幅度減少作業勞動強度的前提下，準確檢測低值劣化絕緣子，能夠有效提高劣 化絕緣子檢測作業效率，保障電力系統安全運行。
[0017]

【專利附圖】

【附圖說明】 圖1為本發明提供的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法的流程圖； 圖2為本發明提供的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法中根據提取到的待測 絕緣子鋼帽灰度特徵曲線； 圖3絕緣子串示意圖； 圖中，1是1號絕緣子位置；7是7號絕緣子位置；13是13號絕緣子位置；14是14號 絕緣子位置；20是導線。

【具體實施方式】
[0018] 本發明【具體實施方式】如下： 本發明的實施需要一臺高精度紅外攝像儀，溫度解析度小於0. 04°c。
[0019] 結合附圖，對本發明實施的具體步驟介紹如下： (1)藉助高精度紅外攝像儀獲得待測絕緣子串的紅外熱像圖。
[0020] (2)將上述圖片經過濾波、降噪及二值形態學圖像處理後，獲得瓷質絕緣子串中絕 緣子鋼帽部位的圖像區域。
[0021] (3)利用上述圖像區域的灰度值經過曲線擬合後，獲得絕緣子串鋼帽灰度特徵曲 線，如附圖2所示。
[0022] (4)在考慮±5%允許波動範圍的前提下，檢測鋼帽特徵灰度曲線是否含有極大值 畸變點。經過對待測絕緣子鋼帽灰度特徵曲線分析可知，13號位置處的絕緣子片灰度值大 幅度畸變，可判斷該串絕緣子是在13號位置處含有低值缺陷絕緣子，實現低值劣化絕緣子 的檢測與定位。
[0023] 表1所示為本實施例待測絕緣子串鋼帽灰度值。

【權利要求】
1. 一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法，其特徵在於，所述方法通過獲取交流瓷 質絕緣子串紅外熱像圖，並對圖片進行技術處理；獲得絕緣子串各絕緣子片的鋼帽部分圖 像區域，並形成鋼帽灰度特徵曲線；檢測鋼帽特徵灰度曲線是否含有極大值畸變點；所述 方法的步驟為： (1) 獲取交流瓷質絕緣子串紅外熱像圖； (2) 將上述圖片經過圖像技術處理後，獲得絕緣子串各絕緣子片的鋼帽部分圖像區 域； (3) 求取上述各圖像區域的灰度值平均值，按照各圖像區域對應的絕緣子位置，形成鋼 帽灰度特徵曲線； (4) 檢測鋼帽特徵灰度曲線是否含有極大值畸變點，判斷該串絕緣子是否含有低值缺 陷絕緣子，並對低值絕緣子進行定位。
2. 根據權利要求1所述的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法，其特徵在於，所 述方法步驟（1)獲取的紅外熱像圖應由溫度分布率不小於〇. 〇4°C的專業紅外攝像儀拍攝， 且拍攝對象為已經帶電運行不小於2小時的交流瓷質絕緣子。
3. 根據權利要求1所述的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法，其特徵在於，所 述圖像處理技術包括對原圖像的降噪、灰度化處理，並通過形態二值化等圖像處理技術準 確提取出絕緣子的鋼帽圖像區域。
4. 根據權利要求1所述的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法，其特徵在於，所 述步驟（3 )求取灰度值平均值之前，應對灰度值進行數據篩選，剔除掉異常極大值與異常極 小值。
5. 根據權利要求1所述的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法，其特徵在於，所 述步驟（3)形成鋼帽灰度特徵曲線與絕緣子串中絕緣子片溫度分布相對應。
6. 根據權利要求1所述的一種基於紅外熱像的低值絕緣子檢測方法，其特徵在於，所 述鋼帽灰度特徵曲線含有極大值畸變點，則可判定為含有低值絕緣子，並確定其位置；否 貝1J，判定為不含低值絕緣子。
【文檔編號】G01N25/72GK104267063SQ201410528129
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月10日 優先權日:2014年10月10日
【發明者】朱向前, 李唐兵, 姚建剛, 況燕軍 申請人:國家電網公司, 國網江西省電力科學研究院, 湖南湖大華龍電氣與信息技術有限公司, 湖南大學