CN104267063A - 一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，该方法包括以下步骤：获取待检测瓷质绝缘子串红外热像图，经过图像处理后，提取各绝缘子片钢帽部位的灰度图像区域，形成灰度特征曲线。通过检测钢帽灰度曲线是否含有上升畸变点，可实现绝缘子低值缺陷的快速检测及缺陷绝缘子的快速定位。本发明提供的低值劣化绝缘子检测方法，实现简单，易于操作，弥补了目前常用检测方法劳动强度大、主观性强、易受作业人员技能影响等缺陷，为低值劣化绝缘子状态检测提供一种客观、便捷的技术方案。

Description

一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法

 

技术领域    

本发明属于电力设备运行状态检修领域，涉及绝缘子运行状态检测，特别是涉及一种基于红外热像的劣化瓷质绝缘子在线检测方法。

背景技术    

线路绝缘子是交流输电系统的重要组成部分，目前交流输电系统中使用的绝缘子仍以瓷质绝缘子为主。瓷质绝缘子在长期电场及机械力作用下，容易造成绝缘性能下降成为低值绝缘子，进而进一步劣化甚至丧失绝缘性能成为零值绝缘子，低值绝缘子、零值绝缘子均属于劣化绝缘子。低值绝缘子的出现将造成位于同串的其他绝缘子上分布电压升高，工作环境恶化，在过电压、湿污等不利环境下易引起闪络等绝缘击穿现象，严重威胁电力系统的安全运行。

目前，瓷质绝缘子的检测方法主要有电压分布检测法、电场测量法、敏感绝缘子法、声波及超声波法、红外热像测温法等检测方法，但都存在一定的缺陷或不足。其中电压分布检测法、电场测量法、敏感绝缘子法需要检测人员登塔进行大量数据测量，劳动强度大，易受检测人员的业务水平影响，声波及超声波法、红外热像测温法则易受环境背景噪声干扰，而且以上检测方法均以检测零值绝缘子为主，不能有效检测劣化的低值绝缘子。

发明内容    

为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，可以快速、便捷而准确的检测绝缘子是否存在低值劣化情况，为绝缘子的早期检修提供基础，从而减少由于绝缘子绝缘性能劣化而引起的绝缘子闪络停电事故。

本发明所采用的技术方案是：本发明通过获取交流瓷质绝缘子串红外热像图，并对图片进行技术处理；获得绝缘子串各绝缘子片的钢帽部分图像区域，并形成钢帽灰度特征曲线；检测钢帽特征灰度曲线是否含有极大值畸变点。

本发明提供的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法包括以下步骤：

（1）获取交流瓷质绝缘子串红外热像图。

（2）将上述图片经过图像技术处理后，获得绝缘子串各绝缘子片的钢帽部分图像区域。

（3）求取上述各图像区域的灰度值平均值，按照各图像区域对应的绝缘子位置，形成钢帽灰度特征曲线。

（4）检测钢帽特征灰度曲线是否含有极大值畸变点，判断该串绝缘子是否含有低值缺陷绝缘子，并对低值绝缘子进行定位。

本发明方法中，获取的红外热像图应由温度分布率不小于0.04℃的专业红外摄像仪拍摄，且拍摄的对象为已经带电运行不小于2小时的交流瓷质绝缘子。

本发明方法中，图像处理技术应包括对原图像的降噪、灰度化处理；并通过形态二值化等图像处理技术准确提取出绝缘子的钢帽图像区域。

本发明在对于所述钢帽图像区域的灰度值求取平均值之前，应对灰度值进行数据筛选，剔除掉异常极大值与异常极小值。

本发明要求所形成的绝缘子钢帽灰度特征曲线与绝缘子串中绝缘子片温度分布相对应。

本发明在检测钢帽特征灰度曲线时，若所述钢帽灰度特征曲线含有极大值畸变点，则可判定为含有低值绝缘子，并确定其位置；否则，判定为不含低值绝缘子。

本发明工作原理是，当瓷质绝缘串中含有劣化绝缘子时，电压分布将严重不均匀，其中低值的劣化绝缘子片发热量明显增大，表现为相对温升显著，钢帽温度明显高于正常绝缘子钢帽温度，其对应的红外热像图灰度值大幅度大于正常绝缘子对应的红外热像图的灰度值，从而通过对灰度值的检测实现绝缘子串中是否含有低值劣化绝缘子的检测。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，能够对低值劣化瓷质绝缘子进行在线检测，弥补了现有技术只能检测零值瓷质绝缘子、不能检测低值瓷质绝缘子的不足。本发明采用客观的评价标准对低值劣化绝缘子进行判定，能够客观、准确的鉴别绝缘子的绝缘性能是否劣化为低值，解决了低值绝缘子难以检测的问题。由于本发明采用了基于红外热像图识别的远距离不接触检测技术，可以在保障作业人员完全、大幅度减少作业劳动强度的前提下，准确检测低值劣化绝缘子，能够有效提高劣化绝缘子检测作业效率，保障电力系统安全运行。

附图说明   

图1为本发明提供的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法的流程图；

图2为本发明提供的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法中根据提取到的待测绝缘子钢帽灰度特征曲线；

图3  绝缘子串示意图；

图中，1是1号绝缘子位置；7是7号绝缘子位置；13是13号绝缘子位置；14是14号绝缘子位置；20是导线。

具体实施方式

本发明具体实施方式如下：

本发明的实施需要一台高精度红外摄像仪，温度分辨率小于0.04℃。

结合附图，对本发明实施的具体步骤介绍如下：

（1）借助高精度红外摄像仪获得待测绝缘子串的红外热像图。

（2）将上述图片经过滤波、降噪及二值形态学图像处理后，获得瓷质绝缘子串中绝缘子钢帽部位的图像区域。

（3）利用上述图像区域的灰度值经过曲线拟合后，获得绝缘子串钢帽灰度特征曲线，如附图2所示。

（4）在考虑±5%允许波动范围的前提下，检测钢帽特征灰度曲线是否含有极大值畸变点。经过对待测绝缘子钢帽灰度特征曲线分析可知，13号位置处的绝缘子片灰度值大幅度畸变，可判断该串绝缘子是在13号位置处含有低值缺陷绝缘子，实现低值劣化绝缘子的检测与定位。

表1所示为本实施例待测绝缘子串钢帽灰度值。

Claims (6)

1.一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，其特征在于，所述方法通过获取交流瓷质绝缘子串红外热像图，并对图片进行技术处理；获得绝缘子串各绝缘子片的钢帽部分图像区域，并形成钢帽灰度特征曲线；检测钢帽特征灰度曲线是否含有极大值畸变点；所述方法的步骤为：

（1）获取交流瓷质绝缘子串红外热像图；

（2）将上述图片经过图像技术处理后，获得绝缘子串各绝缘子片的钢帽部分图像区域；

（3）求取上述各图像区域的灰度值平均值，按照各图像区域对应的绝缘子位置，形成钢帽灰度特征曲线；

（4）检测钢帽特征灰度曲线是否含有极大值畸变点，判断该串绝缘子是否含有低值缺陷绝缘子，并对低值绝缘子进行定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，其特征在于，所述方法步骤（1）获取的红外热像图应由温度分布率不小于0.04℃的专业红外摄像仪拍摄，且拍摄对象为已经带电运行不小于2小时的交流瓷质绝缘子。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，其特征在于，所述图像处理技术包括对原图像的降噪、灰度化处理，并通过形态二值化等图像处理技术准确提取出绝缘子的钢帽图像区域。

4.根据权利要求1所述的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，其特征在于，所述步骤（3）求取灰度值平均值之前，应对灰度值进行数据筛选，剔除掉异常极大值与异常极小值。

5.根据权利要求1所述的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，其特征在于，所述步骤（3）形成钢帽灰度特征曲线与绝缘子串中绝缘子片温度分布相对应。

6.根据权利要求1所述的一种基于红外热像的低值绝缘子检测方法，其特征在于，所述钢帽灰度特征曲线含有极大值畸变点，则可判定为含有低值绝缘子，并确定其位置；否则，判定为不含低值绝缘子。