CN111799697A - 一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法和系统，包括：获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；对模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；将杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线分别安装到模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；按照用户需求，将输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；基于无人机或卫星对玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；对玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。本申请可以快速获取绝缘子自爆影像。

Description

一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法和系统

技术领域

本申请涉及输电线路运维技术领域，尤其涉及一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法和系统。

背景技术

当今社会中，电力是人们不可或缺的一种可靠能源，输电线路作为运输电力的载体，保障其正常运行至关重要。绝缘子凭借其优异的电气绝缘性能和稳定的机械性能，被广泛应用于输电线路中。在实际应用过程中，使用最多的为玻璃绝缘子，玻璃绝缘子具有零值自爆的特点，因此方便线路运维人员简单、快速的确定绝缘子缺陷位置，从而便于日常线路运维。

绝缘子在外部会产生自爆，从而导致输电线路故障，会给人民生活和企业生产带来巨大的不便与损失。因此，对绝缘子进行自爆检测，及时发现绝缘子的自爆是电力系统运维的重要环节。传统方式上，绝缘子自爆检测常采用人工检测方法，但随着科技的发展，现在广泛使用无人机对绝缘子进行巡检。通过无人机拍摄现场的绝缘子图像，再利用图像处理方法对绝缘子图像进行识别，实现绝缘子自爆的检测。

本申请的发明人发现，研究人员可以通过对绝缘子自爆图像进行分析，进而可以对输电线路体系进行改良，从而保证输电线路的安全。但是这种研究往往需要大量的绝缘子自爆影像作为基础，而对现场进行检测时往往无法快速地获取绝缘子自爆影像进行后续研究。因此现有技术存在无法快速获取绝缘子自爆影像的缺点。

发明内容

本申请提供了一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法和系统，以解决现有技术无法快速获取绝缘子自爆影像的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法，该方法包括：

获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；

对所述模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；

将所述杆塔连接金具、所述玻璃绝缘子和所述输电导线分别安装到所述模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；

按照用户需求，将所述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；

基于无人机或卫星对所述玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；

对所述玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。

可选的，对所述模拟输电杆塔进行组建，包括：

根据输电杆塔基建施工的标准，模拟实际输电杆塔的信息，将所述模拟输电杆塔进行搭建，得到模拟输电杆塔架构。

可选的，所述将所述杆塔连接金具、所述玻璃绝缘子和所述输电导线分别安装到所述模拟输电杆塔架构中，包括：

将所述玻璃绝缘子和所述模拟输电杆塔架构进行可拆卸连接；

将所述杆塔连接金具和所述玻璃绝缘子进行可拆卸连接；

将所述输电导线安装到所述杆塔连接金具上，得到输电线路模拟体系。

可选的，所述输电线路模拟体系包括三串绝缘子串，所述三串绝缘子串对应的电压等级分别为110kV、220kV和500kV。

可选的，所述三串绝缘子串的长度和电力系统绝缘子串的长度相同；

所述三串绝缘子串中的玻璃绝缘子个数设置为：

110kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n1，且7≤n1≤10；

220kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n2，13≤n2≤18；

500kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n3，25≤n3≤32。

可选的，所述预设数量的玻璃绝缘子，包括：

110kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n1；

220kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n2；

500kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n3。

可选的，所述按照用户需求，将所述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，包括：

根据成像需求，分别将不同数量的玻璃绝缘子引爆，以获取用户需要的绝缘子自爆图像；

玻璃绝缘子的引爆方法包括：

将预设数量的玻璃绝缘子在预设的位置上敲爆。

第二方面，本申请实施例提供了一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟系统，所述系统包括：

准备模块，用于获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；

输电杆塔架构构建模块，用于对所述模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；

输电线路模拟体系构建模块，用于将所述杆塔连接金具、所述玻璃绝缘子和所述输电导线分别安装到所述模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；

绝缘子引爆模块，用于按照用户需求，将所述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；

影像获取模块，用于基于无人机或卫星对所述玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；

影像筛选模块，用于对所述玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法和系统。包括：获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；对模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；将杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线分别安装到模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；按照用户需求，将输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；基于无人机或卫星对玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；对玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。本申请构建了绝缘子自爆场景，从而模拟绝缘子的自爆现场，通过将绝缘子引爆以模拟绝缘子自爆，可以快速获取到不同需求下的绝缘子自爆影像。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本申请实施例提供的输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法的流程示意图。

该方法包括以下步骤：

S1、获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；

S2、对上述模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；

S3、将上述杆塔连接金具、上述玻璃绝缘子和上述输电导线分别安装到上述模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；

S4、按照用户需求，将上述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；

S5、基于无人机或卫星对上述玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；

S6、对上述玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。

需要说明的是，本申请实施例以实验模拟的方式进行，首先构建了输电线路模拟体系用于模拟输电线路现场，然后将玻璃绝缘子引爆以模拟现场的绝缘子自爆，进而对绝缘子爆炸的过程进行拍摄，以模拟现场绝缘子自爆影像。因此本申请实施例用实验模拟了现场的真实场景，可以得到绝缘子自爆影像。

下面对各个步骤进行详细说明。

在步骤S1中：获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线。

具体的，本申请实施例中构建的输电线路模拟体系为模拟现场实际的输电线路架构，因此需要以下部件：两座模拟输电杆塔。具体的，模拟输电杆塔是为了模拟实际环境并进行搭建的，因此具体的结构和参数可参照当地实际的输电杆塔进行选择。

杆塔连接金具若干个。

若干个玻璃绝缘子，需要说明的是，在本申请实施例中，若干个玻璃绝缘子共组成三种电压等级的绝缘子串。

以及输电导线若干。

在步骤S2中：对上述模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构。

具体的，根据输电杆塔基建施工的标准，模拟实际输电杆塔的信息，将上述模拟输电杆塔进行搭建，得到模拟输电杆塔架构。

在本申请实施例中，根据实际输电杆塔的构建标准对模拟输电杆塔进行搭建，具体的，可参照“110kV～750kV架空输电线路设计规范”等标准。

在步骤S3中：将上述杆塔连接金具、上述玻璃绝缘子和上述输电导线分别安装到上述模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系。

具体的，安装方法包括：

将上述玻璃绝缘子和上述模拟输电杆塔架构进行可拆卸连接；

将上述杆塔连接金具和上述玻璃绝缘子进行可拆卸连接；

将上述输电导线安装到上述杆塔连接金具上，得到输电线路模拟体系。

需要说明的是，本申请实施例中的玻璃绝缘子在输电线路模拟体系中为可拆卸连接，因此可以根据需要更换不同数量的绝缘子，以满足客户的需求。

本申请实施例得到的输电线路模拟体系中，绝缘子用于模拟现场的自爆，共包括三串绝缘子串，三串绝缘子串对应的电压等级分别为110kV、220kV和500kV。

其中，三串绝缘子串的长度均设定与电力系统绝缘子串的长度相同。

三串绝缘子串中的玻璃绝缘子的个数分别设置为：

110kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n₁，且7≤n₁≤10；

220kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n₂，13≤n₂≤18；

500kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n₃，25≤n₃≤32。

即110kV绝缘子串的玻璃绝缘子个数为7-10片、220kV绝缘子串的玻璃绝缘子个数为13-18片、500kV绝缘子串的玻璃绝缘子个数为25-32片。

在步骤S4中：按照用户需求，将上述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景。

具体的，根据成像需求，分别将不同数量的玻璃绝缘子引爆，以获取用户需要的绝缘子自爆图像。

玻璃绝缘子的引爆方法包括：将预设数量的玻璃绝缘子在预设的位置上敲爆。

具体的，对于玻璃绝缘子，可提前设定爆炸的数量，并且可以设定爆炸的位置，以满足客户的不同需求。对于预设数量的玻璃绝缘子，分别在预设的位置上进行引爆，即人工敲爆的方式以模拟绝缘子自爆。

本申请实施例中可以引爆的预设数量的玻璃绝缘子，其数量范围如下：

110kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n₁；

220kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n₂；

500kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n₃。

需要说明的是，本申请实施例会根据用户的需求设置玻璃绝缘子引爆的数量，比如用户可能需要110kV等级绝缘子自爆数量为a，220kV等级绝缘子自爆数量为b，500kV等级绝缘子自爆数量为c的自爆影像，对于诸如此类的用户需求本申请实施例均可满足，但需注意用户需求要在上述数量范围内，若超出上述数量范围，则需要根据用户需求重新搭建玻璃绝缘子自爆模拟场景。

在步骤S5中：基于无人机或卫星对上述玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像。

具体的，本申请实施例采用无人机拍摄成像或高分辨率卫星拍摄成像，可以快速清晰地得到模拟场景中玻璃绝缘子模拟自爆时的影像。

上述预设周期指：对于搭建好的玻璃绝缘子自爆模拟场景，在引爆绝缘子前的N分钟，将无人机拍摄成像或高分辨率卫星启动并对准玻璃绝缘子自爆模拟场景。将玻璃绝缘子引爆后，持续拍摄M分钟，得到若干绝缘子自爆影像。

具体的，N和M为自行设定的时间周期。由于拍摄周期为自行设定，因此本申请实施例可以完整获取玻璃绝缘子完整的爆炸过程中产生的所有影像，更加有利于后续对绝缘子自爆影像的研究。

在步骤S6中：对上述玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。

具体的，对无人机或卫星拍摄到的所有的影像进行筛选，可以由用户自行确认，将适合用于特征提取的玻璃绝缘子自爆影像全部提取出来，至此得到了用户需求的绝缘子自爆影像。用户可根据这些适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像进行下一步研究。

需要说明的是，当自爆绝缘子的数量和位置不满足成像需求时，可重新更换玻璃绝缘子构建玻璃绝缘子自爆模拟场景，并重新按需求引爆，以获取符合需求的绝缘子自爆影像。

本申请实施例还提供了一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟系统，具体的，上述系统包括：

准备模块，用于获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；

输电杆塔架构构建模块，用于对上述模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；

输电线路模拟体系构建模块，用于将上述杆塔连接金具、上述玻璃绝缘子和上述输电导线分别安装到上述模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；

绝缘子引爆模块，用于按照用户需求，将上述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；

影像获取模块，用于基于无人机或卫星对上述玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；

影像筛选模块，用于对上述玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：

本申请实施例提供了一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法和系统。包括：获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；基于输电杆塔基建施工标准对模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；将杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线分别安装到模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；按照用户需求，将输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；基于无人机或卫星对玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；对玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。本申请实施例构建了绝缘子自爆场景，从而模拟绝缘子的自爆现场，通过将绝缘子引爆以模拟绝缘子自爆，可以快速获取到不同需求下的绝缘子自爆影像。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；

对所述模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；

将所述杆塔连接金具、所述玻璃绝缘子和所述输电导线分别安装到所述模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；

按照用户需求，将所述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；

基于无人机或卫星对所述玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；

对所述玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。

2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，对所述模拟输电杆塔进行组建，包括：

根据输电杆塔基建施工的标准，模拟实际输电杆塔的信息，将所述模拟输电杆塔进行搭建，得到模拟输电杆塔架构。

3.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述将所述杆塔连接金具、所述玻璃绝缘子和所述输电导线分别安装到所述模拟输电杆塔架构中，包括：

将所述玻璃绝缘子和所述模拟输电杆塔架构进行可拆卸连接；

将所述杆塔连接金具和所述玻璃绝缘子进行可拆卸连接；

将所述输电导线安装到所述杆塔连接金具上，得到输电线路模拟体系。

4.根据权利要求3所述的模拟方法，其特征在于，所述输电线路模拟体系包括三串绝缘子串，所述三串绝缘子串对应的电压等级分别为110kV、220kV和500kV。

5.根据权利要求4所述的模拟方法，其特征在于，所述三串绝缘子串的长度和电力系统绝缘子串的长度相同；

所述三串绝缘子串中的玻璃绝缘子个数设置为：

110kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n₁，且7≤n₁≤10；

220kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n₂，13≤n₂≤18；

500kV等级绝缘子串中的玻璃绝缘子个数为n₃，25≤n₃≤32。

6.根据权利要求5所述的模拟方法，其特征在于，所述预设数量的玻璃绝缘子，包括：

110kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n₁；

220kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n₂；

500kV等级绝缘子串中引爆的玻璃绝缘子的数量范围为1至n₃。

7.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述按照用户需求，将所述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，包括：

根据成像需求，分别将不同数量的玻璃绝缘子引爆，以获取用户需要的绝缘子自爆图像；

玻璃绝缘子的引爆方法包括：

将预设数量的玻璃绝缘子在预设的位置上敲爆。

8.一种输电线路玻璃绝缘子自爆模拟系统，其特征在于，所述系统包括：

准备模块，用于获取模拟输电杆塔、杆塔连接金具、玻璃绝缘子和输电导线；

输电杆塔架构构建模块，用于对所述模拟输电杆塔进行组建，得到模拟输电杆塔架构；

输电线路模拟体系构建模块，用于将所述杆塔连接金具、所述玻璃绝缘子和所述输电导线分别安装到所述模拟输电杆塔架构中，得到输电线路模拟体系；

绝缘子引爆模块，用于按照用户需求，将所述输电线路模拟体系中预设数量的玻璃绝缘子引爆，构建玻璃绝缘子自爆模拟场景；

影像获取模块，用于基于无人机或卫星对所述玻璃绝缘子自爆模拟场景进行预设周期的拍摄，得到玻璃绝缘子自爆模拟场景影像；

影像筛选模块，用于对所述玻璃绝缘子自爆模拟场景影像进行筛选，得到适合特征提取的玻璃绝缘子自爆影像。

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