[發明專利]一種牽引變電所戶外絕緣子異常檢測方法

有效

• 申請號: 202010324733.6
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111507975B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 彭宇晨;權偉;盧學民;趙海全;周寧;鄒棟;張衛華;林國松;葉樺;向夢;辜國鑫;馮寬;張君
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T7/73;G06N3/04
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發明提供一種牽引變電所戶外絕緣子異常檢測方法。涉及計算機視覺、模式識別與智能系統技術領域。分別構建絕緣子定位網絡與絕緣子圖像生成網絡的數據集；構建了一個絕緣子定位網絡，通過訓練使網絡獲得對圖像中絕緣子定位能力；構建了一個絕緣子圖像生成網絡，通過訓練使其獲得對絕緣子圖像重建能力；將牽引變電所圖像輸入網絡模型；通過絕緣子定位網絡對絕緣子進行定位，提取絕緣子圖像；對絕緣子進行異常檢測，絕緣子圖像生成網絡對每張圖片給予一個異常分數。設置一個異常判斷閾值，若異常分數超過設置的閾值，則判斷為異常樣本，若低于閾值，則判斷為正常樣本。最后對判定的異常圖像及其生成圖像進行特征提取，對比兩者差異定位出異常區域。

技術領域

本發明涉及計算機視覺、模式識別與智能系統技術領域。

背景技術

絕緣子是輸電線路中重要的裝置,對維護輸電線路穩定,保障輸電網絡正常運行有重要意義。絕緣子一旦發生故障,將會造成嚴重的輸電故障和經濟損失。因此,在輸電線路巡檢的過程中,檢查絕緣子是否正常工作是重要任務。根據變電電站例行巡視、檢查項目及要求(一)例行巡視檢查日常巡視檢查內容項目及要求：1)瓷裙表面污穢程度無放電現象。2)瓷裙、法蘭無裂紋、破損現象。3)高壓瓷柱絕緣支柱無受力(引線)，支柱無傾斜，底座螺栓緊固。4)設備法蘭及鐵件等部位無裂紋、裂縫現象。對各種值班方式下的巡視時間、次數、內容，各單位應做出明確規定。例行檢查巡視分為正常巡視、全面巡視、熄燈巡視。正常巡視：1)有人值班變電所的支柱絕緣子設備，每天至少一次：每周至少進行一次夜間巡視：2)無人值班變電站內的支柱瓷絕緣子設備每周二次巡視檢查。全面巡視內容主要是對設備進行全面的外部檢查。每周應進行熄燈巡視一次，內容是檢查設備有無電暈、放電、接頭有無過熱現象。為了提高支柱瓷絕緣子的耐污水平，根據設備運行情況，可在污穢較嚴重地區運行的支柱瓷絕緣子可采用表面涂刷盯V涂料等技術措施。檢查中發現缺陷時應在設備異常與缺陷記錄中詳細記錄，同時向上級匯報。因此，傳統的電力巡檢方法主要靠人工巡檢，該方式耗費時力、效率低下、巡檢周期長。尋找一種可減少人力資源，方便高效率，解決數據不足問題的絕緣子異常檢測方法具有重大的意義。無人機與高清攝像頭的出現，使得拍攝絕緣子圖像代替原始的目視檢查成為可能。通過智能設備進行巡檢的方式相較于傳統的方式具有安全性高、便于實施、效率高等優點，使用設備拍攝絕緣子的圖像，進行分析和處理，提高了數據的利用效率，為整個智能化系統的實現提供了依據。隨著深度學習的發展，其也成為一種重要的檢測手段。但在深度神經網絡模型的訓練過程中，異常絕緣子圖像數量不足是一個很大的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種牽引變電所戶外絕緣子異常檢測方法，它能有效地解決判斷牽引變電所戶外絕緣子的工作狀態是否正常的技術問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種牽引變電所戶外絕緣子異常檢測方法，包括如下步驟：

步驟一、絕緣子定位網絡數據集構建

采用牽引變電所內桿塔搭載監控攝像頭拍攝的圖像構成圖像庫，對圖像庫中每張圖像進行中值濾波處理以抑制噪聲，具體為：用3×3像素滑窗算法遍歷圖像，對滑窗內9個像素點按像素值大小進行排序，取中值作為該滑窗中心點像素值；通過人工標注的方式，使用能夠包圍完整絕緣子的包圍框標注出圖像中的絕緣子區域，所有圖像及其標注結果共同構成絕緣子定位網絡數據集；

步驟二、絕緣子圖像生成網絡數據集構建

對圖像庫中的圖像進行裁剪，提取出單獨的絕緣子圖像，考慮到實際中存在異常的絕緣子圖像較少，對每一張正常絕緣子圖像，通過人工制作其對應的裂紋、掉磁、閃絡的異常絕緣子圖像，使每張正常絕緣子圖像都有一張異常絕緣子圖像所對應；所有的兩種圖像共同構成絕緣子圖像生成網絡數據集；

步驟三、絕緣子定位網絡的構建與訓練