[發明專利]一種輸電線路覆冰檢測與預警裝置

有效

• 申請號: 201510084484.7
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104655030B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 郝杰;張翼翔;宮志堅;金發;江維
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力公司銅陵供電公司;國網安徽銅陵縣供電有限責任公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙)34124
• 代理人: 丁瑞瑞

技術領域

本發明涉及一種檢測和預警裝置，尤其涉及的是一種輸電線路覆冰檢測與預警裝置。

背景技術

輸電線路在冬季雨雪天氣特別容易結冰，一旦溫度較低，覆冰厚度較高，容易拉斷或拉損輸電線路，從而造成較大的損失。

中國實用新型專利CN201420490936中公開了一種輸電線路覆冰在線檢測裝置，它由包括傳感器單元、主控制器、通信單元和供電單元，供電單元分別連接傳感器單元、主控制器和通信單元，主控制器分別連接傳感器單元和通信單元；傳感器單元包括拉力傳感器、二維傾角傳感器、三維超聲波風速風向傳感器和溫濕度傳感器，拉力傳感器設于輸電線路鐵塔與絕緣子串之間，二維傾角傳感器固定在拉力傳感器上，三維超聲波風速風向傳感檢器及溫濕度傳感器分別固定在輸電線路的橫擔處。此裝置對輸電線路的覆冰進行在線檢測。但是現有技術中，對線路的覆冰厚度識別方法計算較為耗時，且設計的系統與裝置不能夠提供對覆冰厚度未來發展趨勢的預測和預警工作。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種輸電線路覆冰檢測與預警裝置，不僅能夠測出輸電線路的覆冰現有厚度，而且能夠對覆冰厚度的未來趨勢進行預測。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括攝像頭，用于采集輸電導線圖像信息；

數據采集模塊，用于采集輸電導線的微氣象參數；

檢測與預警分析模塊，包括覆冰檢測模塊和覆冰預警模塊，所述覆冰檢測模塊為：對通過網絡傳輸的攝像頭采集的圖像信息進行濾波邊緣檢測，并通過二值化處理和邊界跟蹤記錄下邊界輪廓點在圖像中的坐標，最后通過綜合比較輸電導線前后的邊界點坐標，并用輸電導線直徑進行標定得出當時輸電導線的覆冰厚度；

所述覆冰預警模塊為：根據數據采集模塊采集的微氣象參數進行數據分析，輔以設定時間段內的導線拉力變化趨勢圖和覆冰厚度變化趨勢圖，結合依據存儲的歷史覆冰厚度，根據易形成覆冰的氣象參數條件、線路設計冰厚和實測的覆冰厚度對覆冰情況對未來三至五天的覆冰厚度進行預測，并發出預警信號；

控制中心，接收檢測與預警分析模塊的分析和預警信號。

所述微氣象參數包括輸電導線上絕緣子串的拉力、角度、氣象條件、導線覆冰厚度。

所述數據采集模塊通過GPRS將數據傳輸至檢測與預警分析模塊。

所述覆冰檢測模塊的檢測過程包括以下步驟：

(11)對采集的輸電導線圖像信息進行邊緣提取；

(12)通過厚度檢測分析得出覆冰的厚度，采用自適應閾值法檢測覆冰厚度，設定閾值將模值圖像轉換成二值圖像，然后利用行掃描和列掃描找到起始邊界點，并在此基礎上進行跟蹤得出整個邊界輪廓進而得出覆冰厚度；

(13)根據覆冰比值的大小進行分級匯報，覆冰比值其中β₁為監控的第一根導線覆冰標準厚度，β_n為監控的第n根導線覆冰標準厚度，β_d為線路設計覆冰厚度，覆冰比值為0.4～0.5時做出三級匯報即為較為危險，覆冰比值為0.5～0.6時做出二級匯報即為危險，覆冰比值大于0.6時做出一級匯報即為非常危險。

所述步驟(11)中，采用多分辨率小波變化方法來提取邊緣。

所述步驟(12)中，將厚度分為四類，分別為10mm，15mm，20mm，30mm，首先將閾值取為最高值，然后逐漸降低閾值，在每一個閾值處將原模值圖像轉化為相應的二值圖像，同時檢測導線和絕緣子的初始部分的邊界輪廓，初始部分的大小由圖像大小及分辨率確定，直到找到滿足設定特征的初始部分邊界輪廓，所選的初始部分邊界輪廓是一段近似水平直線段。

所述覆冰預警模塊的預警過程包括以下步驟：

(21)收集氣象監測部門與實際區域的實時和預測的氣象數據，以及溫度閾值、濕度閾值；

(22)監測瞬時風速和十分鐘內的平均風速，當風速小于3m/s時，導線覆冰速度與風速成正比；導線覆冰最快時，風速為3～6m/s；當風速大于6m/s，導線覆冰速度與風速成反比；

(23)根據過往的歷史微氣象數據進行回歸分析預測的覆冰厚度；

(24)將未來三到五天的厚度趨勢上報。

所述步驟(23)中，回歸分析分為學習和預測兩個過程：

首先給定訓練數據集，內含歷史微氣象數據，