CN105716541A - 一种绝缘子防污参数测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘子防污参数测量方法，包括以下步骤：（1）建立测量系统；（2）获取影像；（3）模型重建；（4）结构参数测量；（5）防污参数计算；（6）建立数据库。采用本方法测量得到的结果误差小，能满足不同型号的绝缘子防污参数的测量要求，解决了绝缘子测量工作量大，测量困难，测量精度难以控制的问题，同时可以建立变电站设备外绝缘子的数据库。

Description

一种绝缘子防污参数测量方法

技术领域

本发明涉及电力领域，特别是指一种绝缘子防污参数测量方法。

背景技术

输变电设备外绝缘子的大面积污闪是我国电力系统安全运行的主要威胁之一，输变电设备外绝缘子参数是预防输变电设备污闪事故的关键指标。定期开展输变电设备外绝缘子污秽度测量、外绝缘配置参数校核等是电力系统输变电设备防污闪工作的重要内容，以上工作中经常需要计算校核输变电设备外绝缘子的结构参数，如外绝缘造型（伞型）、结构尺寸、电弧距离、爬电距离、全部或者局部区域的上下表面积、伞间距、伞伸出、伞倾角、绝缘子直径，以及与这些结构尺寸参数有关的盐密和灰密测量、爬电比距、爬电系数、爬电距离有效系数、剖面形状系数计算校核等。

生产厂家一般只提供结构尺寸、电弧距离和爬电距离等主要结构尺寸，没有提供表面积、伞间距、伞伸出、伞倾角、绝缘子直径以及与这些结构尺寸参数有关其他参数。由于输变电设备外绝缘子种类繁多，不同厂家外形千差万别，还经常遇到设备带电无法测量输变电设备外绝缘子结构参数，或者找不到厂家资料的情况，给计算校核输变电设备外绝缘子的结构参数是否满足防污闪要求，及确定输变电设备外绝缘子选型是否满足运行要求带来困难。迫于生产急需，很多时候都由现场技术人员找类似输变电设备手工测量，或者利用停电时间测量，由于外绝缘子形状复杂，测量工作量很大，测量困难，测量精度也难以控制，基层供电局还没有建立变电站设备外绝缘的数据库。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种绝缘子防污参数测量方法，具体步骤为：

（1）建立测量系统，测量系统由立体影像传感器、激光发射器、运动控制云台和计算机控制台组成，立体影像传感器和激光发射器安装在运动控制云台上；上述各组成通过电缆连接；

（2）获取影像，通过立体影像传感器从远近不同摄站对室内或室外输变电设备外绝缘子获取不同方向的多幅影像；

（3）模型重建，利用物体在立体影像传感器上的成像轮廓，结合物体的制造工艺，采用类似断面扫描的积分方法，在多幅影像上精确提取的轮廓位置作为约束，最小二乘迭代解算物体上一系列横断面的三维尺寸，实现输变电设备外绝缘子数字三维重建；

（4）结构参数测量，根据重建的三维模型，精确量测与防污闪相关的结构参数；

（5）防污参数计算，根据步骤（4）中量测得到的绝缘子的结构参数，计算出绝缘子的防污参数；

（6）建立数据库，保存测量和计算数据并建立索引。

进一步的，步骤（2）中获取绝缘子影像时，由激光器将平面结构光投射到绝缘子的表面，在绝缘子表面形成三维光条，然后由立体影像传感器拍摄光条图像。

进一步的，步骤（4）中与防污闪相关的结构参数包括伞径、伞间距、伞伸出、伞倾角、爬电距离和上下表面积。

进一步的，步骤（5）中的绝缘子防污参数包括电弧距离、爬电距离、全部或者局部区域的盐密和灰密、爬电比距、爬电系数、爬电距离有效系数、剖面形状系数计算校核。

进一步的，步骤（6）中的数据库设有历史数据查询功能，历史数据备份、导入功能，数据库压缩功能。

进一步的，步骤（6）中的数据库采用Orcal数据库设计。

该方法将可以建立即拍即得的输变电设备外绝缘子数字摄影获取防污参数的工作方式，将数字摄影测量、图像分析重构与输变电设备外绝缘子特定参数定制输出结合起来，根据电力系统需要输出输变电设备外绝缘子图片、结构参数和与结构尺寸相关的防污参数，积累建立实物图片、运行环境、以及外绝缘子结构参数和特定防污参数相结合的输变电设备外绝缘子数据库，结合供电局需求开发针对供电局变电站输变电设备摄影测量数据和设备卡片数据相结合的数据库软件和摄影测量软件，满足电力系统防污工作精细化管理的急切需求，将给电力系统输变电设备防污闪工作带来极大的便利，经济效益和社会效益显著。

附图说明

图1为本发明的测量系统示意图。

具体实施方式

一种绝缘子防污参数测量方法，具体步骤为：

（1）建立测量系统，测量系统由立体影像传感器、激光发射器、运动控制云台和计算机控制台组成，立体影像传感器和激光发射器安装在运动控制云台上；上述各组成通过电缆连接；

（2）获取影像，通过立体影像传感器从远近不同摄站对室内或室外输变电设备外绝缘子获取不同方向的多幅影像。

（3）模型重建，利用物体在立体影像传感器上的成像轮廓，结合物体的制造工艺，采用类似断面扫描的积分方法，在多幅影像上精确提取的轮廓位置作为约束，最小二乘迭代解算物体上一系列横断面的三维尺寸，实现输变电设备外绝缘子数字三维重建。

（4）结构参数测量，根据重建的三维模型，精确量测与防污闪相关的结构参数。

（5）防污参数计算，根据步骤（4）中量测得到的绝缘子的结构参数，计算出绝缘子的防污参数。

（6）建立数据库，保存测量和计算数据并建立索引。

本实施例的步骤（2）中获取绝缘子影像时，由激光器将平面结构光投射到绝缘子的表面，在绝缘子表面形成三维光条，然后由立体影像传感器拍摄光条图像，光条曲线取决于取决于激光器与照相机之间的相对位置和物体表面形廓。直观上，光条曲线的扭结表示了平面的变化，光条曲线的不连续显示了表面的物理间隙。当激光与立体影像传感器之间的相对位置一定时，由光条图像便可重现物体表面的三维形廓。与立体影像传感器结合，激光条无需对准绝缘子正中心亦可获得准确的绝缘子几何参数；步骤（4）中与防污闪相关的结构参数包括伞径、伞间距、伞伸出、伞倾角、爬电距离和上下表面积；步骤（5）中的绝缘子防污参数包括电弧距离、爬电距离、全部或者局部区域的盐密和灰密、爬电比距、爬电系数、爬电距离有效系数、剖面形状系数计算校核；步骤（6）中的数据库设有历史数据查询功能，历史数据备份、导入功能，数据库压缩功能；步骤（6）中的数据库采用Orcal数据库设计。

本方法是基于光学的三角法测量原理；激光器将平面结构光投射到绝缘子的表面，在绝缘子表面形成三维光条，然后由立体影像传感器拍摄光条图像，计算机控制台可以操控运动控制云台在水平向和俯仰向转动，以调整立体影像传感器和激光发射器的角度；光条曲线取决于激光器与照相机之间的相对位置和物体表面形廓。直观上，光条的扭结表示了平面的变化，不连续显示了表面的物理间隙。当立体影像传感器和激光发射器之间的相对位置一定时，由光条图像便可重现物体表面的三维形廓。与立体影像传感器结合，激光条无需对准绝缘子正中心亦可获得准确的绝缘子几何参数。根据本发明的方法对室内外绝缘子的防污参数进行检测，检测结果如下：

从表中可以看出，采用本方法测量得到的结果误差小，能满足不同型号的绝缘子防污参数的测量要求。

Claims (6)

1.一种绝缘子防污参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）建立测量系统，测量系统由立体影像传感器、激光发射器、运动控制云台和计算机控制台组成，立体影像传感器和激光发射器安装在运动控制云台上；上述各组成通过电缆连接；

（2）获取影像，通过立体影像传感器从远近不同摄站对室内或室外输变电设备外绝缘子获取不同方向的多幅影像；

（3）模型重建，利用物体在立体影像传感器上的成像轮廓，结合物体的制造工艺，采用类似断面扫描的积分方法，在多幅影像上精确提取的轮廓位置作为约束，最小二乘迭代解算物体上一系列横断面的三维尺寸，实现输变电设备外绝缘子数字三维重建；

（4）结构参数测量，根据重建的三维模型，精确量测与防污闪相关的结构参数；

（5）防污参数计算，根据步骤（4）中量测得到的绝缘子的结构参数，计算出绝缘子的防污参数；

（6）建立数据库，保存测量和计算数据并建立索引。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘子防污参数测量方法，其特征在于：步骤（2）中获取绝缘子影像时，由激光器将平面结构光投射到绝缘子的表面，在绝缘子表面形成三维光条，然后由立体影像传感器拍摄光条图像。

3.根据权利要求1所述的一种绝缘子防污参数测量方法，其特征在于：步骤（4）中与防污闪相关的结构参数包括伞径、伞间距、伞伸出、伞倾角、爬电距离和上下表面积。

4.根据权利要求1所述的一种绝缘子防污参数测量方法，其特征在于：步骤（5）中的绝缘子防污参数包括电弧距离、爬电距离、全部或者局部区域的盐密和灰密、爬电比距、爬电系数、爬电距离有效系数、剖面形状系数计算校核。

5.根据权利要求1所述的一种绝缘子防污参数测量方法，其特征在于：步骤（6）中的数据库设有历史数据查询功能，历史数据备份、导入功能，数据库压缩功能。

6.根据权利要求5所述的一种绝缘子防污参数测量方法，其特征在于：步骤（6）中的数据库采用Orcal数据库设计。