[發明專利]一種變電站管型母線撓度監測方法

有效

• 申請號: 201310381554.6
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103438819B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 唐貴基;何玉靈;彭濤;馬萬里;趙振兵;劉尚坤
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G06T7/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術領域

本發明涉及一種基于攝像機圖像關鍵點提取和三維空間坐標匹配計算的變電站管型母線撓度實時監測方法，屬于監測技術領域。

背景技術

變電站管型母線由于跨度較大，自重較重，加上強電場作用與風載振動的影響，運行一段時間后中部容易下沉，形成一定的撓度變形，當這種撓度變形超過規程規定值時，將會威脅電網的安全運行，因此有必要對管型母線的撓度進行實時監測。但由于變電站強電場、強干擾的工作環境，使得管型母線的監測實現面臨著諸多難題，到目前為止，針對管型母線的研究多集中于對管母結構抗振性能、試驗分析、安裝工藝改進等方面，現場缺少一種切實有效地對管型母線進行實時監測的方法，無法保證電網的安全運行。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種變電站管型母線撓度監測方法，以及時發現事故隱患，保證電網的安全運行。

本發明所述問題是以下述技術方案實現的：

一種變電站管型母線撓度監測方法，所述方法首先在被監測管型母線上選擇多個關鍵點作為監測點并用顏色進行標記，然后利用兩臺互成角度且經過標定的攝像機實時攝錄包括所有監測點的管型母線圖像；再由與兩攝像機相連的計算機對兩攝像機所采集的圖像進行處理，提取各監測點的坐標數據并根據這些數據計算管型母線的最大撓度；最后將計算結果與管型母線撓度的限定值進行比較，判斷管型母線的撓度是否超標。

上述變電站管型母線撓度監測方法，所述監測點的設置方法如下：

a.取擬監測管型母線的左半段或右半段，并將其等分為m（m≥5）段；

b.將等分點包括管型母線的中點、一個端部支撐點和所取半段管型母線內的所有焊接點作為監測點進行標記，標記的方法是在停電后用紅色油漆在監測點上噴涂直徑為60mm的實心圓點，這樣半段管型母線上便有(m+1+n)個監測點，其中n為半段管型母線上不與等分點重合的焊接點數。

上述變電站管型母線撓度監測方法，攝像機標定的方法如下：

a.調整攝像機位置，使得兩臺攝像機與管型母線的水平距離相等；調整焦距，使擬監測管型母線段超過3/5以上部分處于攝像機攝錄視野之內，其中，必須包含所有監測點和管型母線的一個支撐點；

b.固定攝像機位置，使之不再移動，同時保持攝像機焦距不變，并在外部裝設防暴保護罩，以防風雪等外部因素干擾使攝像機移動；

c.在兩臺攝像機攝錄視野的交叉范圍內放置標定板，所述標定板為一個長方形板，其表面噴涂黑白相間的正方形色素格；

d.?開啟作為上位機計算機

的攝像機標定程序模塊，鼠標點取攝像機所攝錄標定板圖像中黑白色格的交叉點；改變標定板的位置，再次用鼠標點取標定板圖像中黑白色格的交叉點，如此反復多次；

e.開啟作為上位機計算機的影像捕捉與定位識別程序模塊，檢驗經標定的攝像機能否在標定板處于任意位置時將標定板上的所有黑白色格交叉點自動提取出來，若不能，重復步驟d，直至符合要求；

f.撤除標定板，標定完成。

上述變電站管型母線撓度監測方法，其管型母線撓度的計算與超標判定方法如下：

a.根據管型母線上噴涂的監測點與母線之間色差情況設定灰度閾值；

b.兩臺攝像機同步抓取管型母線圖片，計算機根據灰度差異識別出所有監測點并提取出監測點的三維坐標；

所述坐標系按如下原則建立：坐標系原點位于所監測的半段管型母線所在的固定絕緣子1與地表相交處，豎直方向為Y軸方向，沿管型母線軸線的水平方向為X方向，與XY平面垂直方向為Z軸方向；

c.計算所有監測點與管型母線支撐點之間的距離l_i、所有監測點與管型母線支撐點之間x坐標的差值x_i、所有監測點與管型母線支撐點之間y坐標的差值y_i、所有監測點與管型母線支撐點之間與z坐標的差值z_i；

d.?取l_i與x_i的平方差開根號得到f_1i；

e.?取z_i與y_i的平方和開根號得到f_2i；