CN109120070A - 一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统 - Google Patents

一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统；所述系统由摄像头、图像采集处理系统、控制器、扩音器、超声波发生器、远程控制系统以及电源组成；所述摄像头监控绝缘子形貌；图像采集处理系统对异物进行识别，同时将预警传输至控制器；超声波发生器发射超声波以及扩音器发出鹰类叫声，驱逐绝缘子上的鸟类，当驱逐无效时将图像及预警信号传送到远程控制系统通知相关人员；当绝缘子损坏，图像采集处理系统对其进行识别，并将判断结论传送到远程控制系统，发出预警信号通知运维人员。本发明提出的系统集在线监控、缺陷识别、故障预警以及智能发声于一身，节约了电网绝缘子的维护成本，具有良好的经济效益和广泛的应用前景。

Description

一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统
技术领域
本发明属电网监控与安全运行领域，特别是涉及一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统。
背景技术
在电网系统中，电绝缘子是保障电网安全运行的核心部件之一。电绝缘子由于鸟粪以及其他吸潮性表面沉积盐等污染物的存在，使得电网面临发生闪污风险，增加大面积停电事故发生的概率。绝缘子上的污秽通常在干燥条件下不会发生闪络，但在潮湿的雨天有可能因污染物受潮吸水而增加发生闪污的概率；此外，野外风筝线，塑料等异物有时也会悬挂在电绝缘子上。虽然风筝线、塑料袋等本身不导电，但在雨天可能会显著减少爬电距离，引起闪络现象，对电网的安全运行造成严峻的挑战。因此，及时发现绝缘子上停留的鸟类、鸟巢，杜绝其粪便污染，并及时发现电绝缘子表面的其他异常状况，对于杜绝电绝缘子故障引起的电网安全运行事故具有重要的现实意义。
目前，针对这一问题，电力部门也采取了各种驱鸟及去除异物措施，如人工驱赶，定期爬上高压电塔清理鸟巢、树枝、杂草、风筝线、塑料等，但这样非常费时费力，同时检修人员爬上爬下也存在安全隐患。本发明提出的一种智能化电网绝缘子在线监控、预警与防护方法及系统，集在线监控、缺陷识别、预警与智能发声系统功能于一身，借助实时图像人工智能识别、超声以及音频驱鸟技术等可及时有效发现绝缘子污染故障，并对鸟类实现实时驱除，极大的改善了电网绝缘子维护的便利性，具有显著的经济效益和广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统；所述系统由摄像头、图像采集处理系统、控制器、扩音器、超声波发生器、远程控制系统以及电源组成；所述的摄像头用于实时拍摄绝缘子外部形貌；所述图像采集处理系统对绝缘子实时进行异物进入识别和缺陷识别，若有异物进入，则所述控制器发出防护信号；所述控制器收到防护信号后，向超声波发生器及音频扩音器发出启动工作指令；所述超声波发生器及音频扩音器向电绝缘子发射超声波以及模拟鹰类叫声驱赶驻留在绝缘子的鸟类；当驱逐无效时或者图像采集处理系统发现绝缘子出现损坏时，图像采集处理系统向所述远程控制系统发出预警信号，远程控制系统将图像采集处理系统的预警信号结论及向摄像头调取的实时图像传送到系统远程端通知进行人工干预；所述电源用于向所述摄像头、图像采集处理系统以及控制器供电。
作为对本发明所述的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统的进一步说明，优选地，所述摄像头为CCD或CMOS相机，具备夜视功能，用于实时监控电绝缘子外部形貌。
作为对本发明所述的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统的进一步说明，优选地，所述图像采集处理系统内置图像存储单元、图像分析计算单元以及预警和防护信号输出单元。电绝缘子正常工作状态图像存储在所述图像存储单元中，所述图像分析计算单元对电绝缘子的实时图像进行外形轮廓识别，并调用图像存储单元中的电绝缘子正常工作状态外形轮廓特征，将两者进行外形轮廓特征的比对分析，当发现两者相似率低于90％时，则通过预警和防护信号输出单元分别向所述控制器及远程控制系统发出故障或缺陷预警及防护信号。
作为对本发明所述的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统的进一步说明，优选地，所述控制器内置信号接收单元、音频驱动单元及超声驱动单元，信号接收单元用于接收所述图像采集处理系统预警及防护信号输出单元发出的预警及防护信号，音频驱动单元用于驱动音频扩音器的开闭，超声驱动单元用于控制所述超声波发生器的开闭。
作为对本发明所述的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统的进一步说明，优选地，所述远程控制系统包括通讯模块、显示控制终端模块和手机客户端模块；所述通讯模块与信号输出单元和手机客户端进行通讯传输；显示控制终端模块对通讯模块传来的通讯信号进行分析处理；手机客户端模块用于显示通讯信号；所述远程控制系统实现了信息共享和故障快速定位排除。
本发明的综合有益效果为：通过图像人工智能识别，当发现绝缘子异物进入或者损坏时启动预警及防护措施，不仅可以有效驱除鸟类，也可有效识别其他污染物沉积，以及线绳、塑料等悬挂物，显著提高电网绝缘子运行安全，节约电网绝缘子巡检和维护成本，具有巨大的经济社会效益和广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统结构示意图；
附图标记说明：1-摄像头，2-图像采集处理系统，3-控制器，4-扩音器，5-超声波发生器，6-远程控制系统，7-电源，21-图像存储单元，22-图像分析计算单元，23-预警和防护信号输出单元，31-信号接收单元，32-音频驱动单元，33-超声驱动单元，61-通讯模块，62-远程显示控制终端，63-手机客户端模块；
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
首先，如图1所示，图1为本发明提供一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统结构图；所述系统由摄像头1、图像采集处理系统2、控制器3、扩音器4、超声波发生器5、远程控制系统6以及电源7等组成；所述摄像头1用于实时拍摄绝缘子外部形貌；所述图像采集处理系统2对绝缘子实时进行异物进入识别和缺陷识别，若有异物进入，则所述控制器3发出防护信号，该控制器收到防护信号后，向所述超声波发生器4及音频扩音器5发出启动工作指令，从而向绝缘子处发射超声波以及模拟鹰类叫声驱赶驻留在绝缘子的鸟类，当驱逐无效时或者图像采集处理系统2发现绝缘子出现损坏时，图像采集处理系统2向所述远程控制系统6发出预警信号，远程控制系统6将图像采集处理系统2的预警信号结论及向摄像头1调取的实时图像传送到系统远程端通知进行人工干预。所述电源7用于向所述摄像头1、图像采集处理系统2以及控制器3供电。
进一步地，所述摄像头1为CCD或CMOS相机，具备夜视功能，用于实时监控电绝缘子外部形貌。所述图像采集处理系统2内置图像存储单元21、图像分析计算单元22以及预警和防护信号输出单元23。
此外，所述电绝缘子正常工作状态图像存储在所述图像存储单元21中，所述图像分析计算单元22对电绝缘子的实时图像进行外形轮廓识别，并调用图像存储单元21中的电绝缘子正常工作状态外形轮廓特征，将两者进行外形轮廓特征的比对分析，当发现两者相似率低于90％时，则通过预警和防护信号输出单元23分别向所述控制器3及远程控制系统6发出故障或缺陷预警及防护信号。
另外，所述控制器3内置信号接收单元31、音频驱动单元32及超声驱动单元33，信号接收单元31用于接收所述图像采集处理系统预警及防护信号输出单元23发出的预警及防护信号，音频驱动单元32用于驱动音频扩音器5的开闭，超声驱动单元33用于控制所述超声波发生器4的开闭。
另外，远程控制系统6包括通讯模块61、显示控制终端模块62和手机客户端模块63；通讯模块61与信号输出单元23和手机客户端63进行通讯传输；显示控制终端62模块对通讯模块61传来的通讯信号进行分析处理；手机客户端模块63对通讯信号进行显示。
最后，本发明主要采用智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统，其具体的技术特点具体如下：通过图像人工智能识别，当发现绝缘子异物进入或者损坏时启动预警及防护措施，不仅可以有效驱除鸟类，也可有效识别其他污染物沉积，以及线绳、塑料等悬挂物，显著提高电网绝缘子运行安全，节约电网绝缘子巡检和维护成本，具有巨大的经济社会效益和广阔的应用前景。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定；本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进；本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统，其特征在于，所述智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统由摄像头(1)、图像采集处理系统(2)、控制器(3)、扩音器(4)、超声波发生器(5)、远程控制系统(6)以及电源(7)组成；其中，摄像头(1)实时拍摄绝缘子外部形貌；图像采集处理系统(2)对绝缘子进行实时监控和缺陷识别，若有异物进入则发出防护信号；控制器(3)收到防护信号后，向超声波发生器(4)及音频扩音器(5)发出启动工作指令，并向绝缘子发出超声波以及鹰类叫声驱赶绝缘子上的驻留鸟类；当驱逐鸟类无效或者绝缘子出现损坏时，图像采集处理系统(2)向远程控制系统(6)发出预警信号；远程控制系统(6)将预警信号以及从摄像头(1)调取的实时图像传送至系统远程终端，通知管理人员进行人工干预；电源(7)用于向摄像头(1)、图像采集处理系统(2)以及控制器(3)供电。
2.如权利要求1所述的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统，其特征在于，摄像头(1)为CCD或CMOS相机，具备夜视功能，用于实时监控绝缘子外部形貌。
3.如权利要求1所述的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统，其特征在于，图像采集处理系统(2)内置图像存储单元(21)、图像分析计算单元(22)以及预警和防护信号输出单元(23)；图像存储单元(21)用来存储电绝缘子正常工作状态图像；图像分析计算单元(22)将电绝缘子的实时图像与图像存储单元(21)中的电绝缘子正常工作状态图像进行比对分析；预警和防护信号输出单元(23)接收图像分析计算单元(22)的分析信号，并向所述控制器(3)及远程控制系统(6)发出故障或缺陷预警及防护信号。
4.如权利要求1所述的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统，其特征在于，控制器(3)内置信号接收单元(31)、音频驱动单元(32)及超声驱动单元(33)，信号接收单元(31)用于接收所述图像采集处理系统预警及防护信号输出单元(23)发出的预警及防护信号，音频驱动单元(32)用于驱动音频扩音器(5)的开闭，超声驱动单元(33)用于控制超声波发生器(4)的开闭。
5.如权利要求1所述的一种智能化电网绝缘子在线监控、缺陷识别、预警与发声系统，其特征在于，远程控制系统(6)包括通讯模块(61)、显示控制终端模块(62)和手机客户端模块(63)；通讯模块(61)与信号输出单元(23)和手机客户端(63)进行通讯传输；显示控制终端(62)模块对通讯模块(61)传来的通讯信号进行分析处理；手机客户端模块(63)对通讯信号进行显示。
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