CN112782044A - 一种复合绝缘子憎水性能等级判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合绝缘子憎水性能等级判定方法，包括以下步骤：S1、将被测复合绝缘子悬挂在复合绝缘子憎水试验专用装置的悬挂结构上；S2、设定所述复合绝缘子憎水试验专用装置相应的运行参数；S3、通过被测复合绝缘子憎水试验专用装置中的激光发射接收装置运行测得相应的数据后，控制系统对相应机构进行相应参数的适应性调整；再经过喷水、拍照、图像处理、分析的处理过程后，获得判断参数，并将该参数与控制系统的标准参数进行比对，从而对复合绝缘子的憎水性能进行有效的等级划分；本发明具有分析准确性高、分析效率高的优点。

Description

一种复合绝缘子憎水性能等级判定方法

技术领域

本发明属于绝缘子憎水性能试验判定技术领域，具体涉及一种复合绝缘子憎水性能等级判定方法。

背景技术

随着我国工农业的快速发展，大气污染尤为严重，以陶瓷或玻璃为绝缘材料的传统绝缘子抗污性能较差，在运行过程中容易发生污闪事故，严重影响了店里系统的安全运行；相比较而言，复合绝缘子具有良好的耐污性能，这源于其良好的憎水性和独特的憎水迁移性。憎水性使得复合绝缘子表面受潮后，吸附的水分以不连续的鼓励小水珠的形式存在，不形成连续水膜，从而限制了表面泄漏电流，提高了闪络电压。

由于绝缘子长期暴露于大气中，随着使用时间的正常，绝缘子的憎水性能有所下降，为了避免由于绝缘子憎水性能下降而发生安全事故，需要定期对绝缘子的憎水性能进行监测，并根据中华人民共和国电力行业标准DL/T810-2012的规定，根据检测结果判断剧院自憎水性能的等级，从而判断是否需要对绝缘子进行更换。

现有的对绝缘子憎水性能判定的试验方法分析准确性不高，分析效率低，不便于对绝缘子进行有效的快速的憎水性能等级判断。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种分析准确性高、分析效率高的复合绝缘子憎水性能等级判定方法。

本发明的技术方案如下：

一种复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将被测复合绝缘子悬挂在复合绝缘子憎水试验专用装置的悬挂结构上；

S2、设定所述复合绝缘子憎水试验专用装置中喷嘴与被测复合绝缘子表面之间的有效距离为15-25cm、喷嘴的喷流角度为50-70°、喷嘴的喷水次数不少于25次、喷嘴的单次喷水量为0.8-1.0mL；

S3、所述被测复合绝缘子憎水试验专用装置中的激光发射接收装置运行测得喷嘴与被测复合绝缘子表面的监测距离以及所述被测复合绝缘子的伞裙数目，并将该监测距离反馈至所述复合绝缘子憎水试验专用装置的控制系统，所述控制系统将该监测距离与所述有效距离进行比对，判定喷嘴与复合绝缘子之间的监测距离是否需要调整，并根据监测距离与有效距离上下限阈值之间的差值对通过控制系统控制升降机构驱动喷嘴进行纵向移动，以调整喷嘴与被测复合绝缘子之间的距离在适当数值；

S4、当喷嘴与被测复合绝缘子之间的距离调整到位后，控制系统开启喷水装置，喷水装置对被测复合绝缘子表面进行喷水，并使得每个伞裙均喷射上水；

S5、喷水结束后，控制系统控制拍照装置对被测绝缘子表面图像进行拍摄，并反馈至控制系统；

S6、所述控制系统对拍摄到的被测绝缘子表面图像依次进行剪裁获得一完整伞裙的图像，并获得该完整伞裙的图像的图像面积，然后对该完整伞裙的图像中的最大水珠或最大水迹区域进行提取，并获得该最大水珠或最大水迹区域的面积以及该最大水珠或最大水迹的周长，同时获得该完整伞裙的图像中亮点数和连通区域数；

S7、根据步骤S6所获得的该完整伞裙的图像面积、该完整伞裙图像中最大水珠或最大水迹区域的面积、该最大水珠或最大水迹的周长、该完整伞裙的图像中亮点数和连通区域数计算面积特征、形状特征以及亮点特征；

S8、将补步骤S7中获得的面积特征、形状特征以及亮点特征分别作为三个特征分类器与控制系统中设定的与憎水性分级HC指标进行比对，得到该完整伞裙图像所对应的伞裙的憎水性等级。

进一步，在所述步骤S6中，当该完整伞裙较脏或水珠粘连较多而无法看出水珠的边缘时，该完整伞裙图像进行边缘滤镜处理后，进行边缘查找，以确定水珠的边缘。

进一步，还包括模型构建和自适应学习的过程，每个完整伞裙图像对应的面积特征、形状特征以及亮点特征作为独立单元存储至控制系统的存储单元中，控制系统从存储单元中调取相应完整图像重复步骤S6-S8利用BP神经网络模型进行训练。

进一步，所述复合绝缘子憎水试验专用装置包括用于悬挂所述被测复合绝缘子的悬挂结构、拍照装置、激光发射接收装置、喷水装置、以及用于驱动所述拍照装置、激光发射接收装置、喷水装置上下移动的升降机构、控制台，所述悬挂结构安装在支架内部的上部，所述悬挂结构的夹持间距可调，所述升降机构包括安装在支架顶部的驱动电机、连接在驱动电机输出轴上的减速机、连接在所述减速机上伸入支架内的螺杆，所述螺杆上螺纹连接有滑块，所述支架内设置有穿设过所述滑块并与滑块滑动连接的滑动杆，所述拍照装置、激光发射接收装置、喷水装置均安装在所述滑块上，所述控制台上设置有与拍照装置、激光发射接收装置、喷水装置、升降机构电性连接的控制系统。

进一步，所述悬挂结构包括通过连接圆柱吊装在所述支架内部顶端的连接板、设置于所述连接板两端的固定板、滑动连接在所述连接板下端面上的两个对称设置的L型紧固板，所述固定板的中部螺纹连接有能够旋入与旋出的紧固调节螺栓，所述紧固调节螺栓的端部与L型紧固板相抵触。

进一步，所述L型紧固板的横向短板的端部设置有凹槽，所述L型紧固板的纵向长板背向固定板的侧面开设有沉槽。

进一步，所述固定板为弧形板，所述固定板的内弧面朝向所述L型紧固板。

进一步，所述连接板的下端开设有T型滑槽，所述L型紧固板的顶端设置有嵌接在所述T型滑槽内的T型块。

进一步，所述喷水装置包括固定在所述滑块上的水壶、设置于所述水壶内的微型水泵，所述微型水泵的进水端通过水管连接有位于水壶底部的过滤网，所述微型水泵的出水端连接有伸出所述水壶外侧的竹节万向水管，所述竹节万向水管的端部安装有喷嘴。

进一步，所述微型水泵与竹节万向水管的连接管上安装有与控制系统电性连接的流量传感器以及微型电控阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过拍照装置、激光发射接收装置与控制系统的相结合，能够对被测复合绝缘子与喷嘴之间的距离进行测量，并通过控制系统驱动升降机构以调整被测复合绝缘子与喷嘴之间的距离，以使得喷嘴向被测复合绝缘子进行有效喷水，以保证对被测复合绝缘子的准确分析；

2、本发明通过激光发射接收装置监测被测复合绝缘子的伞裙数量、喷嘴与伞裙之间的举例以及各伞裙之间的距离，并与拍照装置相结合对被测复合绝缘子中的最佳伞裙进行选取，从而提高复合绝缘子的憎水性分析相应参数的采集效率；

3、本发明的复合绝缘子憎水试验专用装置的悬挂结构的夹持间距可调，从而便于对不同尺寸的复合绝缘子进行夹持，在对不同尺寸的复合绝缘子进行憎水性监测时，无需更换悬挂结构，有效提高复合绝缘子憎水试验专用装置的使用效率；

总之，本发明具有分析准确性高、分析效率高的优点。

附图说明

图1为本发明中复合绝缘子憎水试验专用装置结构示意图；

图2为本发明中悬挂结构示意图；

图3为图2中连接板局部剖面示意图；

图4为本发明中喷水装置结构示意图。

图中，3、悬挂结构；4、拍照装置；5、激光发射接收装置；6、喷水装置；7、升降机构；10、控制台；11、连接圆柱；12、连接板；13、固定板；14、L形紧固板；15、紧固调节螺栓；16、凹槽；17、水壶；18、喷水壶盖；19、竹节万向水管；21、滑动杆；23、微型水泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

一种复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将被测复合绝缘子悬挂在复合绝缘子憎水试验专用装置的悬挂结构上；

S2、设定所述复合绝缘子憎水试验专用装置中喷嘴与被测复合绝缘子表面之间的有效距离为15-25cm、喷嘴的喷流角度为50-70°、喷嘴的喷水次数不少于25次、喷嘴的单次喷水量为0.8-1.0mL；

S3、所述被测复合绝缘子憎水试验专用装置中的激光发射接收装置运行测得喷嘴与被测复合绝缘子表面的监测距离以及所述被测复合绝缘子的伞裙数目，并将该监测距离反馈至所述复合绝缘子憎水试验专用装置的控制系统，所述控制系统将该监测距离与所述有效距离进行比对，判定喷嘴与复合绝缘子之间的监测距离是否需要调整，并根据监测距离与有效距离上下限阈值之间的差值对通过控制系统控制升降机构驱动喷嘴进行纵向移动，以调整喷嘴与被测复合绝缘子之间的距离在适当数值；

S4、当喷嘴与被测复合绝缘子之间的距离调整到位后，控制系统开启喷水装置，喷水装置对被测复合绝缘子表面进行喷水，并使得每个伞裙均喷射上水；

S5、喷水结束后，控制系统控制拍照装置对被测绝缘子表面图像进行拍摄，并反馈至控制系统；

S6、所述控制系统对拍摄到的被测绝缘子表面图像依次进行剪裁获得一完整伞裙的图像，并获得该完整伞裙的图像的图像面积，然后对该完整伞裙的图像中的最大水珠或最大水迹区域进行提取，并获得该最大水珠或最大水迹区域的面积以及该最大水珠或最大水迹的周长，同时获得该完整伞裙的图像中亮点数和连通区域数；

S7、根据步骤S6所获得的该完整伞裙的图像面积、该完整伞裙图像中最大水珠或最大水迹区域的面积、该最大水珠或最大水迹的周长、该完整伞裙的图像中亮点数和连通区域数计算面积特征、形状特征以及亮点特征；

S8、将补步骤S7中获得的面积特征、形状特征以及亮点特征分别作为三个特征分类器与控制系统中设定的与憎水性分级HC指标进行比对，得到该完整伞裙图像所对应的伞裙的憎水性等级。

本实施例中，在所述步骤S6中，当该完整伞裙较脏或水珠粘连较多而无法看出水珠的边缘时，该完整伞裙图像进行边缘滤镜处理后，进行边缘查找，以确定水珠的边缘。

本实施例中，还包括模型构建和自适应学习的过程，每个完整伞裙图像对应的面积特征、形状特征以及亮点特征作为独立单元存储至控制系统的存储单元中，控制系统从存储单元中调取相应完整图像重复步骤S6-S8利用BP神经网络模型进行训练。

如图1-4所示，所述复合绝缘子憎水试验专用装置包括用于悬挂所述待测复合绝缘子的悬挂结构3、拍照装置4、激光发射接收装置5、喷水装置6、以及用于驱动所述拍照装置4、激光发射接收装置5、喷水装置6上下移动的升降机构7、控制台10，所述悬挂结构3安装在支架内部的上部，所述悬挂结构3的夹持间距可调，所述升降机构7包括安装在支架顶部的驱动电机、连接在驱动电机输出轴上的减速机、连接在所述减速机上伸入支架内的螺杆，所述螺杆上螺纹连接有滑块，所述支架内设置有穿设过所述滑块并与滑块滑动连接的滑动杆21，所述拍照装置4、激光发射接收装置5、喷水装置6均安装在所述滑块上，所述控制台10上设置有与拍照装置4、激光发射接收装置5、喷水装置6、升降机构7电性连接的控制系统。

本实施例中，所述控制系统包括安装在控制台10上的电脑主机或者工控机，控制系统能够接受拍照装置4以及激光发射接收装置5获取的被测复合绝缘子的图像信息和伞裙信息；所述拍照装置4为高清摄像头，并且控制系统能够像喷水装置6及升降机构7发送控制信号，以使得喷水装置6与升降机构7运行。

如图2及图3所示，所述悬挂结构3包括通过连接圆柱11吊装在所述支架内部顶端的连接板12、设置于所述连接板12两端的固定板13、滑动连接在所述连接板12下端面上的两个对称设置的L型紧固板14，所述固定板13的中部螺纹连接有能够旋入与旋出的紧固调节螺栓15，所述紧固调节螺栓15的端部与L型紧固板14相抵触，在旋入紧固调节螺栓15时，能够推动L型紧固板14向着连接板12的纵向中心线的位置处移动，从而调节两个L型紧固板14之间的距离，当旋出紧固调节螺栓15时，可同步推动L型紧固板14，是的两个L型紧固板14之间的间距增加，从而适应不同尺寸的复合绝缘子，能够对不同尺寸的复合绝缘子进行夹持。

如图2所示，所述L型紧固板4的横向短板的端部设置有凹槽16，所述凹槽16优选为弧形凹槽，以适应复合绝缘子圆柱段的形状，能够提高L型紧固板4余复合绝缘子之间的接触面积；所述L型紧固板4的纵向长板背向固定板13的侧面开设有沉槽，该沉槽的设置，能够适应L型紧固板4的顶端的结构，提高悬挂结构3与复合绝缘子之间的贴合度。

如图1所示，所述固定板13为弧形板，所述固定板13的内弧面朝向所述L型紧固板14从而使得固定板13的中部适中与L型紧固板14有一点那个的距离，当L型紧固板14移动到连接板12的端部时，不会出现紧固调节螺栓15脱离固定板13的情况发生。

如图3所示，所述连接板12的下端开设有T型滑槽，所述L型紧固板14的顶端设置有嵌接在所述T型滑槽内的T型块，采用T型滑槽与T型块配合的方式，一方面使得连接板12余L型紧固板14之间进行纵向限位，另一方面能够保证。

如图4所示，所述喷水装置6包括固定在所述滑块上的水壶17、设置于所述水壶17内的微型水泵23，所述微型水泵23的进水端通过水管连接有位于水壶17底部的过滤网，所述微型水泵23的出水端连接有伸出所述水壶17外侧的竹节万向水管19，所述竹节万向水管19的端部安装有喷嘴，其中微型水泵23与控制系统电性连接，微型水泵23能够接收控制系统的控制信号而运行，微型水泵23运行后将水壶17内的水通过过滤网过滤后通过竹节万向水管19输送至喷嘴，最终通过喷嘴喷在复合绝缘子上，其中喷嘴通过竹节万向水管19连接在微型水泵23上，能够人为的手动调整喷嘴的位置，以便于喷嘴适应不同类型的复合绝缘子。

本实施例中，所述微型水泵23与竹节万向水管19的连接管上安装有与控制系统电性连接的流量传感器以及微型电控阀，流量传感器检测喷喷嘴喷水流量，并反馈至控制系统，控制系统判断喷嘴的当前流量与设定的流量是否一致，如果两者流量不一致，则控制系统向微型电控阀发送指令，以调整微型控制阀的开启情况，进行调节喷嘴的喷水流量。

本发明中的复合绝缘子憎水试验专用装置在使用时，通过悬挂结构对被测复合绝缘子进行夹持固定，并通过控制台10上与控制系统相连的键盘或触摸显示屏输入喷嘴与被测复合绝缘子表面之间的有效距离为15-25cm、喷嘴的喷流角度为50-70°、喷嘴的喷水次数不少于25次、喷嘴的单次喷水量为0.8-1.0mL，整个复合绝缘子憎水试验专用装置运行后，激光发射接收装置5与拍照装置4将相应的检测结果反馈至控制系统，控制系统能够控制驱动电机、微型水泵、微型电控阀的运行状态。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将被测复合绝缘子悬挂在复合绝缘子憎水试验专用装置的悬挂结构上；

S2、设定所述复合绝缘子憎水试验专用装置中喷嘴与被测复合绝缘子表面之间的有效距离为15-25cm、喷嘴的喷流角度为50-70°、喷嘴的喷水次数不少于25次、喷嘴的单次喷水量为0.8-1.0mL；

S3、所述被测复合绝缘子憎水试验专用装置中的激光发射接收装置运行测得喷嘴与被测复合绝缘子表面的监测距离以及所述被测复合绝缘子的伞裙数目，并将该监测距离反馈至所述复合绝缘子憎水试验专用装置的控制系统，所述控制系统将该监测距离与所述有效距离进行比对，判定喷嘴与复合绝缘子之间的监测距离是否需要调整，并根据监测距离与有效距离上下限阈值之间的差值对通过控制系统控制升降机构驱动喷嘴进行纵向移动，以调整喷嘴与被测复合绝缘子之间的距离在适当数值；

S4、当喷嘴与被测复合绝缘子之间的距离调整到位后，控制系统开启喷水装置，喷水装置对被测复合绝缘子表面进行喷水，并使得每个伞裙均喷射上水；

S5、喷水结束后，控制系统控制拍照装置对被测绝缘子表面图像进行拍摄，并反馈至控制系统；

S6、所述控制系统对拍摄到的被测绝缘子表面图像依次进行剪裁获得一完整伞裙的图像，并获得该完整伞裙的图像的图像面积，然后对该完整伞裙的图像中的最大水珠或最大水迹区域进行提取，并获得该最大水珠或最大水迹区域的面积以及该最大水珠或最大水迹的周长，同时获得该完整伞裙的图像中亮点数和连通区域数；

S7、根据步骤S6所获得的该完整伞裙的图像面积、该完整伞裙图像中最大水珠或最大水迹区域的面积、该最大水珠或最大水迹的周长、该完整伞裙的图像中亮点数和连通区域数计算面积特征、形状特征以及亮点特征；

S8、将补步骤S7中获得的面积特征、形状特征以及亮点特征分别作为三个特征分类器与控制系统中设定的与憎水性分级HC指标进行比对，得到该完整伞裙图像所对应的伞裙的憎水性等级。

2.根据权利要求1所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：在所述步骤S6中，当该完整伞裙较脏或水珠粘连较多而无法看出水珠的边缘时，该完整伞裙图像进行边缘滤镜处理后，进行边缘查找，以确定水珠的边缘。

3.根据权利要求1所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：还包括模型构建和自适应学习的过程，每个完整伞裙图像对应的面积特征、形状特征以及亮点特征作为独立单元存储至控制系统的存储单元中，控制系统从存储单元中调取相应完整图像重复步骤S6-S8利用BP神经网络模型进行训练。

4.根据权利要求1所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：所述复合绝缘子憎水试验专用装置包括用于悬挂所述被测复合绝缘子的悬挂结构、拍照装置、激光发射接收装置、喷水装置、以及用于驱动所述拍照装置、激光发射接收装置、喷水装置上下移动的升降机构、控制台，所述悬挂结构安装在支架内部的上部，所述悬挂结构的夹持间距可调，所述升降机构包括安装在支架顶部的驱动电机、连接在驱动电机输出轴上的减速机、连接在所述减速机上伸入支架内的螺杆，所述螺杆上螺纹连接有滑块，所述支架内设置有穿设过所述滑块并与滑块滑动连接的滑动杆，所述拍照装置、激光发射接收装置、喷水装置均安装在所述滑块上，所述控制台上设置有与拍照装置、激光发射接收装置、喷水装置、升降机构电性连接的控制系统。

5.根据权利要求4所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：所述悬挂结构包括通过连接圆柱吊装在所述支架内部顶端的连接板、设置于所述连接板两端的固定板、滑动连接在所述连接板下端面上的两个对称设置的L型紧固板，所述固定板的中部螺纹连接有能够旋入与旋出的紧固调节螺栓，所述紧固调节螺栓的端部与L型紧固板相抵触。

6.根据权利要求5所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：所述L型紧固板的横向短板的端部设置有凹槽，所述L型紧固板的纵向长板背向固定板的侧面开设有沉槽。

7.根据权利要求5所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：所述固定板为弧形板，所述固定板的内弧面朝向所述L型紧固板。

8.根据权利要求5所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：所述连接板的下端开设有T型滑槽，所述L型紧固板的顶端设置有嵌接在所述T型滑槽内的T型块。

9.根据权利要求4所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：所述喷水装置包括固定在所述滑块上的水壶、设置于所述水壶内的微型水泵，所述微型水泵的进水端通过水管连接有位于水壶底部的过滤网，所述微型水泵的出水端连接有伸出所述水壶外侧的竹节万向水管，所述竹节万向水管的端部安装有喷嘴。

10.根据权利要求1所述的复合绝缘子憎水性能等级判定方法，其特征在于：所述微型水泵与竹节万向水管的连接管上安装有与控制系统电性连接的流量传感器以及微型电控阀。

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