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    重庆时时彩怎么玩必中: 基于复合信息的绝缘子温升故障综合诊断方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201310276226.X

    申请日:

    2013.07.03

    公开号:

    CN103336224A

    公开日:

    2013.10.02

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01R 31/08申请公布日:20131002|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/08申请日:20130703|||公开
    IPC分类号: G01R31/08 主分类号: G01R31/08
    申请人: 同济大学
    发明人: 张文豪; 闫书佳; 金立军; 段绍辉
    地址: 200092 上海市杨浦区四平路1239号
    优先权:
    专利代理机构: 上海东亚专利商标代理有限公司 31208 代理人: 陈树德;刘莹
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310276226.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.01.06|||2013.11.06|||2013.10.02

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开一种基于复合信息的绝缘子温升故障综合诊断方法,通过红外热像仪拍摄绝缘子的红外图像,采用图像处理技术精确提取绝缘子图像所在区域,再结合该区域温度信息,实现绝缘子温升故障的诊断。本发明的优点是可以在不停电的状况下对绝缘子的污秽程度进行检测,也不需在杆塔上安装任何设备,运行和维护成本低,操作简单,使用安全可靠,检测精度高。

    权利要求书

    权利要求书
    1.   一种基于复合信息的绝缘子温升故障综合诊断方法,其特征在于:包括以下步骤:
    ⑴图像的获取与预处理;
    a. 获取待检测绝缘子的红外图像;
    b. 采用改进的中值滤波方法进行滤波去噪;
    ⑵绝缘子的边缘提取与图像分割:
    a. 利用改进的Prewitt算子对绝缘子的红外图像进行边缘提??;
    b. 利用其形态学特征对图像中的绝缘子进行图像分割;
    c. 根据边缘提取与图像分割的结果,获取仅包含绝缘子的图像;
    ⑶图像与温度复合信息综合诊断:
    a. 将图像分割后的绝缘子图像特征与红外图像的温度信息结合,获取绝缘子区域的温度信息;
    b. 设定温度阈值,对绝缘子是否存在温升故障进行综合诊断,实现故障诊断的目的。

    说明书

    说明书基于复合信息的绝缘子温升故障综合诊断方法
    技术领域
    本发明涉及绝缘子的故障检测方法,属于输变电设备运行状态检修领域,尤其涉及一种基于复合信息的绝缘子温升故障检测方法。
    背景技术
    近年来,由于超高压、特高压交直流输电系统的大力发展,大量绝缘子被应用于电力系统当中。绝缘子的安全运行问题直接影响了整个输电系统的安全可靠性。劣化绝缘子的存在将给电力系统运行的安全可靠性带来极大的威胁。为适应我国电力发展的要求,利用先进的技术手段,系统地研究输电线路绝缘子劣化的带电检测方法,对保证输电线路的安全运行以及运行中线路绝缘子绝缘状态的监测具有重要的工程价值,对推进和完善绝缘子劣化检测方法的研究也具有重要的学术意义。
    红外热成像技术是一种非接触、被动式的测量技术,它可以检测和诊断电力设备大量的内部、外部缺陷,尤其还可以诊断许多常规试验方法不便于或无法检测的故障。绝缘子的诸多故障都以温度异常表现出来,而红外检测与诊断的基本原理就是通过探测设备的红外辐射,获得其温度特征,并根据其运行特性给出相应的诊断措施。制造工艺控制不当、内部缺陷使材料变脆、运行环境变化的影响等,会引起绝缘子劣化。在绝缘子发生绝缘劣化后,会造成运行中绝缘子串的分布电压改变、泄漏电流异常,出现发热迹象。利用红外成像检测技术可得到绝缘子串的热场分布,根据绝缘子的热像特征可判定绝缘子的运行状态。
    利用红外热像仪测温,其测温精度与被测物体表面的特性(如表面的真实温度、表面发射率、反射率等),背景环境的特性,大气特性及红外热像仪探测系统和信号处理性能等因素有关,实现绝缘子的红外故障诊断必须首先实现绝缘子与背景分割。由于单一的方法很难满足所有的故障状况,本文拟结合红外热像图的图像和温度信息,在获取清晰的绝缘子边缘特征之后,结合温度信息,排除背景中的影响,实现绝缘子的温升故障诊断。
    发明内容
     本发明所要解决的技术问题是要提供一种基于复合信息的绝缘子温升故障综合诊断方法,能快速有效地对绝缘子当前运行状况做出准确可靠的分析和判断。
     为了解决以上的技术问题,本发明结合红外热像图的图像和温度信息,在获取清晰的绝缘子边缘特征之后,结合温度信息,排除背景中的影响,实现绝缘子的温升故障诊断。
    本发明根据绝缘子的图像和温度两方面特征,提出了一种基于复合信息的绝缘子温升故障综合诊断方法,包括以下步骤:
    ⑴图像的获取与预处理;
    a. 获取待检测绝缘子的红外图像;
    b. 采用改进的中值滤波方法进行滤波去噪;
    ⑵绝缘子的边缘提取与图像分割:
    a. 利用改进的Prewitt算子对绝缘子的红外图像进行边缘提??;
    b. 利用其形态学特征对图像中的绝缘子进行图像分割;
    c. 根据边缘提取与图像分割的结果,获取仅包含绝缘子的图像;
    ⑶图像与温度复合信息综合诊断:
    a. 将图像分割后的绝缘子图像特征与红外图像的温度信息结合,获取绝缘子区域的温度信息;
    b. 设定温度阈值,对绝缘子是否存在温升故障进行综合诊断,实现故障诊断的目的。
    本发明方法采用的信息包含可见光图像、红外图像以及温度信息。在利用改进的中值滤波方法对可见光图像和红外图像去除噪声后,首先通过阈值分割及数学形态学相结合的方法在可见光图像当中检测出了绝缘子的边缘,消除了除绝缘子外的所有背景信息的影响,确定出红外热图中绝缘子的准确位置,获取其边缘所在的位置矩阵。同时利用红外图像的温度信息,结合绝缘子边缘位置矩阵,对绝缘子温度过热区域进行精确定位,为其状态检修提供技术支持。
    本发明的原理是:当绝缘子存在故障时,局部放电泄漏电流流过绝缘物质时的介电损耗或电阻损耗都可引起绝缘子局部温度升高,所以通过红外热像仪拍摄绝缘子热场图像和可见光的图像,同时利用绝缘子的图像信息与温度信息,实现绝缘子的故障定位。
    本发明的优越功效在于:
    1)对拍摄的绝缘子红外图像进行去噪,提高图像质量和信噪比;
    2)根据绝缘子的图像特征进行分割,利用形态学算法更准确的获得目标绝缘子区域,使得温升故障诊断结果更精确有效;
    3)可以在不停电、不取样、不解体的状况下对绝缘子的温升故障进行检测,也不需在杆塔上安装任何设备,运行和维护成本低,操作简单,使用安全可靠,检测精度高。
    附图说明
    图1为本发明的流程图。
    具体实施方式
    请参阅附图所示,对本发明作进一步的说明。
    如图1所示,本发明根据绝缘子的图像和温度两方面特征,提出了一种基于复合信息的绝缘子温升故障综合诊断方法,具体步骤为:
    ⑴图像的获取与预处理;
    a. 利用红外热像仪在输配电线路或变电站实拍获取待检测绝缘子的红外图像,该红外图像包含两方面的信息,即以色温形式展示的反映绝缘子形状特征的图像信息和图像背后的具体的温度信息;
    b. 采用改进的中值滤波方法进行滤波去噪,原有的中值滤波方法采用的是将灰度值从小到大排序成一列后再取中值,破坏了结构和空间的领域信息,而改进后的方法则通过转置直接将各列元素排成一行,保留了原图相对完整的结构和空间的领域信息,采用3*3改进中值滤波相对于普通的中值滤波将信噪比SNR从343.3309提高到344.0807,而5*5的改进中值滤波可提高至345.1077,改善了其滤波效果。
    ⑵绝缘子的边缘提取与图像分割;
    a. 利用改进的Prewitt算子对绝缘子的红外图像进行边缘提取。为克服经典Prewitt算子只在2个方向检测边缘的缺点,满足图像边缘多方向性的要求,构造了一个0°,45°,90°,135°4方向模板,对图像进行邻域卷积,从而能够检测出4个方向的边缘。
    b. 利用其形态学特征对图像中的绝缘子进行图像分割。本发明中利用简单高效的大津法(OSTU)对含有绝缘子的图像进行二值化分割,但分割后的仍会受到背景的影响。因此通过对该图像进行3次圆形腐蚀,得到的图像已经失去了绝缘子的边缘特征,再对其进行5次线性膨胀和3次圆形膨胀,可以准确得到包含绝缘子区域的位置。
    c. 根据边缘提取与图像分割的结果,两者结合,可以准确的获得仅包含绝缘子的图像。
    ⑶图像与温度复合信息综合诊断:
    a. 将图像分割后的绝缘子图像特征与红外图像的温度信息结合,获取绝缘子区域的温度信息;
    b. 设定温度阈值TF,考虑到拍摄时的环境温度TE以及光照的影响,根据统计结果,设定TF=30+TE,即测量点比环境温度高30C°时,利用绝缘子边缘包含区域的温度信息,对绝缘子是否存在温升故障进行综合诊断,实现故障诊断的目的。

    关 键 词:
    基于 复合 信息 绝缘子 故障 综合 诊断 方法
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    本文标题:基于复合信息的绝缘子温升故障综合诊断方法.pdf
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