[發明專利]基于圖像分析的氣體繼電器積氣體積辨識方法

在審

• 申請號: 202211035553.1
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115359110A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 周威振;雷鳴東;王興;張世洪;陳健哲;趙銀山
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司大理局
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/62;G06T5/30;G06T5/00;G01F22/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發明涉及氣體繼電器監測技術領域，具體涉及基于圖像分析的氣體繼電器積氣體積辨識方法，包括以下步驟：S1、獲取氣體繼電器內注入氣體的體積數據及液位高度并進行分析，得到氣體繼電器內液位高度與氣體體積的轉換關系式；S2、獲取氣體繼電器的觀察窗的背景參考圖像；S3、獲取氣體繼電器的觀察窗的待檢測圖像，并結合背景參考圖像，通過圖像差分的方式進行圖像處理，識別當前氣體繼電器的觀察窗內的液位高度；S4、使用液位與氣體體積的轉換關系式，將當前的液位高度轉換為氣體體積。本方法能夠長期、準確的智能化檢測氣體繼電器的積氣情況。

技術領域

本發明涉及氣體繼電器監測技術領域，具體涉及基于圖像分析的氣體繼電器積氣體積辨識方法。

背景技術

現有的氣體繼電器功能發揮依賴內部機械結構動作，包括輕瓦斯告警和重瓦斯保護。要動態掌握氣體繼電器的積氣情況，需要人工現場巡檢，若需進一步對繼電器中氣體成分進行分析則需要人工帶電操作，存在嚴重的安全隱患，迫切需要研制氣體繼電器的在線監測裝置，實時分析積氣情況。

當變壓器油已經分解了大量氣體時或者變壓器發生短路故障時，不僅變壓器系統面臨嚴重故障威脅，變壓器與氣體繼電器附近區域也都處于危險中，因此希望通過在線監測氣體繼電器中變壓器油位的高度來計算積氣體積，既實現對變壓器運行狀態在線監測，同時還能避免工作人員到到現場遭受人生安全風險。

液位高度測量分為接觸式和非接觸式兩種方法。接觸式檢測對不同液體適應性較弱，易受液體腐蝕，而且安裝較為復雜，不適用于氣體繼電器的液位測量。因此，目前工業上廣泛采用非接觸式測量，其優點是實現了計量測量遠端檢測，使用壽命較長，安裝相對簡單。然而，主流非接觸式測量中，超聲波檢測隨著精度的提升價格將呈指數增長，難以普遍應用。雷達檢測雖然不受介質密度和溫度的變化，噪音、蒸汽、粉塵、真空等工況影響，不易腐蝕性，能在高低壓等極限環境正常工作，但價格高昂，抗電磁干擾能力弱。并且，對氣體繼電器而言，由于其具有金屬外殼，對非接觸式測量而言存在嚴重的干擾甚至會出現信號隔斷，大部分的非接觸式測量方法都無法實現。

因此，怎樣才能實現長期、準確的智能化檢測氣體繼電器的積氣情況，成為目前亟待解決的問題。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于圖像分析的氣體繼電器積氣體積辨識方法，能夠長期、準確的智能化檢測氣體繼電器的積氣情況。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

基于圖像分析的氣體繼電器積氣體積辨識方法，包括以下步驟：

S1、獲取氣體繼電器內注入氣體的體積數據及液位高度并進行分析，得到氣體繼電器內液位高度與氣體體積的轉換關系式；

S2、獲取氣體繼電器的觀察窗的背景參考圖像；

S3、獲取氣體繼電器的觀察窗的待檢測圖像，并結合背景參考圖像，通過圖像差分的方式進行圖像處理，識別當前氣體繼電器的觀察窗內的液位高度；

S4、使用液位與氣體體積的轉換關系式，將當前的液位高度轉換為氣體體積。

優選地，S1包括：

S11、打開內部無液體的氣體繼電器的排氣孔；

S12、從氣體繼電器的放氣塞向內送入液體n次，且每次送入液體的體積均相等；每次送入液體后，記錄已送入的液體的總體積V_li，并記錄對應的液位高度H_i；

S13、將氣體繼電器的總容量記錄為V，得到每次注入液體后剩余氣體體積V_i＝V-V_li；