CN106525918A - 一种电力线夹缺陷识别装置及方法 - Google Patents

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张兴森
边美华
梁庆国
刘桂婵
卢展强
梁世容
彭家宁
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Abstract

本发明公开了一种电力线夹缺陷识别装置，包括阻抗分析仪，还包括三维移动平台和上位机，所述上位机分别与阻抗分析仪和三维移动平台连接，所述阻抗分析仪的探头与三维移动平台的控制轴相连，所述控制轴用于控制探头的移动以测量三维移动平台上电力线夹缺陷的阻抗信号。识别方法包括采用PCA算法进行特征提取，再利用SVM对裂纹缺陷进行识别和分类。通过本发明可以量化检测和评价线夹的可靠性以及使用寿命，从而保证线夹应用的安全性。

Description

一种电力线夹缺陷识别装置及方法
技术领域
本发明涉及线夹技术领域，更具体的是一种电力线夹缺陷识别装置及方法。
背景技术
电力线夹作为架空输电线路中的一种重要金具，在架空输电线路中直接与导线接触，起着稳固、支托及悬挂输电线的作用。长期服役的线夹如悬垂线夹、耐张线夹、心形环和防晕型线夹会出现断裂和弯曲现象。线夹的断裂和变形失效会引发电网或者输电线路故障，造成重大经济损失。裂纹缺陷是电力线夹断裂失效的主要原因。为了预防此类事故的发生，减少经济损失，必须及早发现电力线夹中的裂纹缺陷。因此，电力线夹缺陷识别与量化检测以评价线夹的可靠性和使用寿命是亟待解决的问题，然而迄今尚未有相关研究报道涉及电力线夹缺陷识别专用检测仪器和识别方法。
发明内容
本发明提供了一种电力线夹缺陷识别装置及方法，通过电力线夹缺陷识别装置能自动获得电力线夹缺陷的阻抗信号，通过电力线夹缺陷识别方法能对电力线夹的缺陷进行识别和分类。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种电力线夹缺陷识别装置，包括阻抗分析仪，还包括三维移动平台和上位机，所述上位机分别与阻抗分析仪和三维移动平台连接，所述阻抗分析仪的探头与三维移动平台的控制轴相连，所述控制轴用于控制探头的移动以测量三维移动平台上电力线夹缺陷的阻抗信号。
进一步的，所述上位机包括显示模块、记录模块和控制模块，所述控制模块与控制轴连接，所述记录模块和显示模块与阻抗分析仪连接。所述显示模块用于显示阻抗分析仪测得的阻抗信号，所述记录模块用于记录阻抗分析仪测得的阻抗信号。
利用以上所述的电力线夹缺陷识别装置进行缺陷识别的方法，包括以下步骤：
（1）利用上位机控制三维移动平台的控制轴，使探头进行电力线夹缺陷检测；
（2）阻抗分析仪获取各电力线夹缺陷的阻抗信号；
（3）使用PCA算法对电力线夹缺陷的阻抗信号进行特性参数的提取；
（4）结合支持向量机，建立电力线夹缺陷的分类模型，对电力线夹缺陷进行识别。
进一步的，所述特性参数包括电阻和电抗。
通过上述技术方案，可以自动测量电力线夹缺陷的阻抗信号，然后通过PCA算法和支持向量机的结合，建立电力线夹缺陷的分类模型，从而实现对电力线夹缺陷的识别，通过电力线夹缺陷识别，可以量化检测和评价线夹的可靠性以及使用寿命，从而保证线夹应用的安全性。
附图说明
图1是电力线夹缺陷识别装置的结构示意图。
图2是实施例中阻抗分析仪获取的阻抗信号变化趋势图。
图3是实施例使用PCA算法对电力线夹缺陷的阻抗信号进行特征提取的结果图。
控制轴1，上位机2，阻抗分析仪3，电力线夹4，探头5，三维移动平台6。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
一种电力线夹缺陷识别装置，包括阻抗分析仪3、三维移动平台6和上位机2，上位机2分别与阻抗分析仪3和三维移动平台6连接，阻抗分析仪3的探头5与三维移动平台6的控制轴1相连，控制轴1用于控制探头5的移动，以测量三维移动平台6上电力线夹4缺陷的阻抗信号。
更具体的，上位机包括显示模块、记录模块和控制模块，控制模块与控制轴连接，用于控制三维移动平台6的控制轴1向X、Y、Z不同方向的运动路线，记录模块和显示模块与阻抗分析仪3连接，显示模块用于显示阻抗分析仪3测得的阻抗信号，记录模块用于记录阻抗分析仪3测得的阻抗信号。
利用以上所述的电力线夹缺陷识别装置进行缺陷识别的方法，包括以下步骤：
（1）利用上位机控制三维移动平台的控制轴，使探头进行电力线夹缺陷检测；
（2）阻抗分析仪获取各电力线夹缺陷的阻抗信号；
（3）使用PCA算法对电力线夹缺陷的阻抗信号进行特性参数的提取；
（4）结合支持向量机，建立电力线夹缺陷的分类模型，对电力线夹缺陷进行识别。
其中，步骤（3）所述的特性参数包括电阻和电抗。
本实施例模拟电力线夹中出现的不同长度和深度的裂纹缺陷，裂纹总共有6个，分别为：表1 裂纹几何参数表
对缺陷进行识别的方法包括以下步骤：
（1）利用上位机控制三维移动平台的控制轴，使探头进行电力线夹缺陷检测；
（2）阻抗分析仪获取各电力线夹缺陷的阻抗信号，获取的阻抗信号变化趋势图见图2，由此可见：当探头逐步靠近裂纹时，电阻值逐渐变大，到达峰值后开始变小，直至探头移动到裂纹中心位置时达到最小。当探头逐步靠近裂纹时，电抗值逐渐变大，直至探头移动到缺陷中心时达到峰值。不同深度或长度的裂纹缺陷信号具有不同的信号峰值，随着裂纹深度和长度的增加峰值也相应增加，且电抗信号灵敏度优于电阻信号；此外，长度变化和深度变化的裂纹信号变化非常相似；
（3）使用PCA算法对电力线夹缺陷的阻抗信号进行特性参数的提取，提取的结果见图3；
（4）结合支持向量机，根据裂纹的长度和深度的电阻和电抗信号特征，能够建立电力线夹缺陷的分类模型，对电力线夹缺陷进行识别。

Claims (4)

1.一种电力线夹缺陷识别装置，包括阻抗分析仪，其特征在于：
还包括三维移动平台和上位机，所述上位机分别与阻抗分析仪和三维移动平台连接，所述阻抗分析仪的探头与三维移动平台的控制轴相连，所述控制轴用于控制探头的移动以测量三维移动平台上电力线夹缺陷的阻抗信号。
2.根据权利要求1所述的电力线夹缺陷识别装置，包括阻抗分析仪，其特征在于：
所述上位机包括显示模块、记录模块和控制模块，所述控制模块与控制轴连接，所述记录模块和显示模块与阻抗分析仪连接。
3.利用如权利要求1或2所述的电力线夹缺陷识别装置进行缺陷识别的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）利用上位机控制三维移动平台的控制轴，使探头进行电力线夹缺陷检测；
（2）阻抗分析仪获取各电力线夹缺陷的阻抗信号；
（3）使用PCA算法对电力线夹缺陷的阻抗信号进行特性参数的提取；
（4）结合支持向量机，建立电力线夹缺陷的分类模型，对电力线夹缺陷进行识别。
4.根据权利要求3所述的缺陷识别的方法，其特征在于：
所述特性参数包括电阻和电抗。
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