[發明專利]輸電線路絕緣子等值灰密在線監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201410503367.5
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104266634B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 黃新波;陳小雄;張燁;張斌;張菲;唐書霞
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于輸變電設備監測技術領域，涉及一種輸電線路絕緣子等值灰密在線監測系統，本發明還涉及輸電線路絕緣子等值灰密在線監測系統的監測方法。

背景技術

近年來，我國經濟的飛速發展，工業污染物不斷增多，大氣環境污染日趨嚴重。輸變電設備絕緣子表面很容易受安裝地區環境污染物的影響，以致絕緣子表面積累的污染物受潮時引起絕緣擊穿閃絡，絕緣閃絡則可能造成事故，影響輸變電設備運行的可靠性。在總結多年運行經驗和技術認識的基礎上，國家電網公司要求對輸變電設備的污穢狀況評估和污區分布圖的繪制需要綜合考慮等值附鹽密度(ESDD)和等值灰密(NSDD)。

目前常見的輸變電設備絕緣子污穢度在線監測方法有泄露電流法、等值附鹽密度法、污層電導率法、閃絡場強法、紅外測溫法，但這些方法都具有各自的缺點。泄露電流法具有預警不及時、報警閾值不易設定等缺點；等值附鹽密度法具有工程量大、操作復雜、容易產生誤差等缺點；污層電導率法受電壓等級影響，分散性大、準確性欠佳；閃絡場強法具有設備造價高、維護不方便、測量所需時間長等缺點；紅外測溫法依賴于泄露電流發熱原理，由于溫度差很小，對于瓷質絕緣子只有1℃左右，因而靈敏度較低，并且測量結果易受陽光、大風、潮氣和環境溫度等因素影響。除了上述原因外，上述方法均只能檢測到絕緣子污穢中的鹽密成分(即等值鹽密，ESDD)，而對于對絕緣有重要影響的等值灰密(NSDD)則根本無法測量。

本發明通過圖像處理方式，結合人工神經網絡模型進行輸電線路絕緣子等值灰密在線監測。監測的實時灰密值，可以使電力部門隨時、方便地了解監測點運行設備的積污情況，從而指導電力部門對輸變電設備進行清掃，由此可見，灰密值的測量對電力部門的生產及安全，具有極其重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種輸電線路絕緣子等值灰密在線監測系統，解決了現有技術中無法測量到輸電線路絕緣子的實時等值灰密值的問題。

本發明的另一目的在于提供輸電線路絕緣子等值灰密在線監測系統的監測方法。

本發明所采用的第一種技術方案是，輸電線路絕緣子等值灰密在線監測系統，包括控制主板，控制主板上分別連接有模擬攝像機、電源控制電路、GPRS模塊、485接口、調試串口、濕度傳感器、光照強度傳感器，GPRS模塊通過無線方式與監控中心連接。

本發明第一種技術方案的特點還在于：

控制主板包括微控制器，微控制器上連接有視頻解碼芯片、Flash存儲器、DDR內存，微控制器與濕度傳感器、光照強度傳感器連接，視頻解碼芯片與模擬攝像機連接。

微控制器采用TI公司的雙核芯片TMS320DM6446。

視頻解碼芯片采用TI公司的TVP5147。

電源控制電路分別連接有蓄電池、太陽能電池板。

控制主板上連接有USB接口。

控制主板上連接有網口。

本發明所采用的第二種技術方案是，輸電線路絕緣子等值灰密在線監測系統的監測方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、模擬攝像機對被測試污穢絕緣子片進行現場拍攝，得到被測試污穢絕緣子片的圖片，將得到的圖片傳遞給視頻解碼芯片進行解碼，將解碼后的圖片傳遞到微控制器；

步驟2、微控制器對步驟1中解碼后的被測試污穢絕緣子片的圖片進行圖像分析處理，識別出被測試污穢絕緣子片表面的污穢區域數量，利用微控制器中的圖像處理程序計算得到被測試污穢絕緣子片背景圖像灰度值、每塊污穢區的圖像灰度值、每塊污穢區的面積；

同時，微控制器結合濕度傳感器、光照強度傳感器分別測得環境濕度、光照強度；

步驟3、根據步驟2中得到的被測試污穢絕緣子片背景圖像灰度值、被測試污穢絕緣子片圖像灰度值以及得到的環境濕度、光照強度，再利用人工神經網絡模型計算得出被測試污穢絕緣子片表面污穢的厚度h；

步驟4、根據步驟2中得到的被測試污穢絕緣子片表面的污穢區域數量、每塊污穢區的面積、被測試污穢絕緣子片的總的面積以及步驟3中得到的被測試污穢絕緣子片的厚度h再結合被測試污穢絕緣子片表面污穢的密度ρ，計算得出NSDD，計算公式為：

其中，m_i為絕緣子片表面第i塊污穢的質量，V_i為絕緣子片表面第i塊污穢的體積，S_i為絕緣子片表面第i塊污穢的面積，S_總為絕緣子片測量區域的面積，n為絕緣子片測量區域污穢塊的總數，ρ為絕緣子片表面污穢的密度；