[發明專利]基于圖像智能識別的復合絕緣子龜裂檢測方法

有效

• 申請號: 201110419583.8
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102519974A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 邵瑰瑋;付晶;王文龍;閔絢
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;周瑾

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技術領域

本發明涉及一種復合絕緣子龜裂檢測方法，屬于輸變電設備運行狀態檢修領域，尤其涉及一種基于圖像智能識別的復合絕緣子龜裂檢測方法，可用于現場帶電檢測復合絕緣子的龜裂狀態。

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背景技術

復合絕緣子有優良的防污閃性能，不容易被擊穿，且不會出現瓷絕緣子的零值、低值和玻璃絕緣子的傘群自爆等問題。20世紀80年代，我國專家學者在吸取國外經驗的基礎上展開了對復合絕緣子的研發，中期樣品于80年代末期投入試運行。90年代初，各地相繼出現污閃事故，由于耐污性能好，復合絕緣子被投入掛網使用。到1994?年底，掛網運行的復合絕緣子達5?萬支。自此，復合絕緣子入網數量迅猛增加：1995年為10萬支，1998?年為46?萬支，2001年為160?萬支，2005年掛網運行已達300萬支。截止2010年12月，國家電網公司管轄的66kV及以上電壓等級線路在運復合絕緣子支數占同種電壓等級線路所有類型在運絕緣子支數的37.02%。

從目前的運行情況來看，復合絕緣子的運行可靠性比瓷絕緣子和玻璃絕緣子好。但是，隨著運行年限的增加，傘套材料脆化、硬化、粉化、開裂，芯棒暴露，絕緣表面出現局部放電現象，憎水性能減弱等問題逐漸凸顯。絕緣子對電氣設備或導體不僅要起絕緣作用，還要起固定懸掛作用，劣化的絕緣子將威脅電網的安全運行。

國內外專家學者對絕緣子的檢測方法展開了大量研究，現有的復合絕緣子檢測方法有接觸式、非接觸式，其中接觸式檢測法包括電壓分布法、短路叉法、火花間隙法、光電式檢測桿法、聲脈沖檢測法、泄露電流測量法，非接觸式檢測法包括超聲波檢測法、激光多普勒振動法、紅外測溫法、電暈攝像機法、聲波檢測及無線電波檢測法。接觸式檢測法需要人工登塔操作，不適合現場檢測。非接觸式檢測法中多數方法只對某一種或某幾種的故障檢測效果明顯，但是對其他類型的故障難以檢測，而且所需設備昂貴，檢測效果不是很理想。

復合絕緣子材質龜裂會導致芯棒暴露，暴露在空氣中的芯棒容易被腐蝕，機械強度降低甚至發生脆斷。由于復合絕緣子為棒型結構，一旦失效，對輸電線路的影響將大于由多個絕緣子組成的絕緣子串。現有的復合絕緣子龜裂檢測方法大多只適合在實驗室進行，成本高，工作量大，不適合現場帶電檢測，復合絕緣子缺乏合適的現場檢測方法及裝置。

有關這方面的文獻報道例如申請號為200520006400.X的名為液晶圖形顯示高壓輸電線路復合絕緣子帶電檢測儀的實用新型專利，公開了一種帶電檢測高壓輸電線路復合絕緣子缺陷的裝置，能夠識別帶電復合絕緣子的導通性缺陷、內部脫空和復合絕緣子串中的低零值絕緣。然而，上述專利并沒有涉及現場帶電檢測復合絕緣子的龜裂情況的檢測方法。

有鑒于此，有必要提供一種基于圖像識別的復合絕緣子龜裂檢測方法，可以現場帶電檢測復合絕緣子的運行狀態，并對復合絕緣子的龜裂狀況進行檢測分析。

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發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種復合絕緣子龜裂的檢測方法，不必登塔，不用拆卸復合絕緣子，能在現場檢測復合絕緣子的龜裂情況。

本發明所采用的技術方案是：一種基于圖像智能識別的復合絕緣子龜裂檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）用高空間分辨率相機對復合絕緣子成像，獲取復合絕緣子的高空間分辨率影像；

2）影像預處理：對復合絕緣子的影像進行預處理，包括幾何校正、輻射校正、去噪，以獲得較為精確的光譜信息；

3）邊緣檢測：采用高斯濾波器平滑影像，用一階偏導有限差分計算梯度幅值和方向，對梯度幅值進行非極大值抑制，用雙閾值算法檢測和連接邊緣；

4）提取裂痕：首先，根據邊緣檢測的結果確定復合絕緣子的范圍，將邊緣檢測的結果跟復合絕緣子的原始影像套合，確定復合絕緣子傘群的像素范圍，并將影像上不同的傘群用不同的灰度值標記；然后，對每個傘群，標記其像素范圍內的邊緣，并判斷邊緣是否為裂痕，其中，判斷裂痕的方法為：若邊緣點像素連續的數目超過閾值則將該邊緣判定為裂痕，若沒有，則不是裂痕；最后，即可得到所有傘群的裂痕；