[发明专利]基于高光谱的复合绝缘子老化运行状态检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合绝缘子老化运行状态检测方法，属于输变电设备运行状态检修领域，尤其涉及一种基于高光谱的复合绝缘子老化运行状态检测，可用于现场带电检测复合绝缘子的老化运行状态。

背景技术

复合绝缘子有优良的防污闪性能，不容易被击穿，且不会出现瓷绝缘子的零值、低值和玻璃绝缘子的伞群自爆等问题。20世纪80年代，我国专家学者在吸取国外经验的基础上展开了对复合绝缘子的研发，中期样品于80年代末期投入试运行。90年代初，各地相继出现污闪事故，由于耐污性能好，复合绝缘子被投入挂网使用。到1994年底，挂网运行的复合绝缘子达5万支。自此，复合绝缘子入网数量迅猛增加：1995年为10万支，1998年为46万支，2001年为160万支，2005年挂网运行已达300万支。截止2010年12月，国家电网公司管辖的66kV及以上电压等级线路在运复合绝缘子支数占同种电压等级线路所有类型在运绝缘子支数的37.02％。

从目前的运行情况来看，复合绝缘子的运行可靠性比瓷绝缘子和玻璃绝缘子好。但是，随着运行年限的增加，伞套材料脆化、硬化、粉化、开裂，芯棒暴露，绝缘表面出现局部放电现象，憎水性能减弱等问题逐渐凸显。绝缘子对电气设备或导体不仅要起绝缘作用，还要起固定悬挂作用，劣化的绝缘子将威胁电网的安全运行。

国内外专家学者对绝缘子的检测方法展开了大量研究，现有的复合绝缘子检测方法有接触式、非接触式，其中接触式检测法包括电压分布法、短路叉法、火花间隙法、光电式检测杆法、声脉冲检测法、泄露电流测量法，非接触式检测法包括超声波检测法、激光多普勒振动法、红外测温法、电晕摄像机法、声波检测及无线电波检测法。接触式检测法需要人工登塔操作，不适合现场检测。非接触式检测法中多数方法只对某一种或某几种的故障检测效果明显，但是对其他类型的故障难以检测，而且所需设备昂贵，检测效果不是很理想。

复合绝缘子有优良的防污闪性能，不容易被击穿，但随着使用年限的增加，复合绝缘子有机材料的老化问题逐渐突显。现有的复合绝缘子检测方法大多只适合在实验室进行，成本高，工作量大，不适合现场带电检测，复合绝缘子缺乏合适的现场检测方法及装置。而且，国内外鲜有专门针对复合绝缘子老化问题的分析，通常情况是根据材质的颜色定性的判断复合绝缘子的老化，没有定量描述复合绝缘子老化的方法。

有关这方面的文献报道例如申请号为200520006400.X的名为液晶图形显示高压输电线路复合绝缘子带电检测仪的实用新型专利，公开了一种带电检测高压输电线路复合绝缘子缺陷的装置，能够识别带电复合绝缘子的导通性缺陷、内部脱空和复合绝缘子串中的低零值绝缘。然而，上述专利并没有涉及现场带电检测复合绝缘子的老化运行状态的检测方法。

有鉴于此，有必要提供一种基于高光谱的复合绝缘子老化运行状态检测方法，可以现场带电检测复合绝缘子的老化运行状态，并定量的描述复合绝缘子的老化程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种复合绝缘子老化程度的检测方法，用高光谱遥感技术对复合绝缘子的老化程度进行定量分析，可用于检测劣化的复合绝缘子。

本发明所采用的技术方案是：一种基于高光谱的复合绝缘子老化运行状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)用高光谱成像仪对复合绝缘子成像，获取复合绝缘子的高光谱影像；

2)影像预处理：对复合绝缘子的影像进行预处理，包括几何校正、滤波去噪、辐射校正，以获得较为精确的光谱信息；

3)选取训练样本：其步骤包括确定状态数、选取每种状态的样区、取均值，得到每种状态的均值样本；

4)建立复合绝缘子老化模型：首先量化老化程度，接着提取光谱特征，然后建立复合绝缘子老化模型；

5)解算老化模型参数：采用最小二乘法解算老化模型的参数；

6)用老化模型判断复合绝缘子的老化程度：从高光谱影像上提取一串复合绝缘子的全部区域，确定复合绝缘子的像素区域，然后用老化模型逐个判断区域内像素的老化系数，对区域内所有像素的老化程度取均值，即可得到复合绝缘子的老化程度。

如上所述的基于高光谱的复合绝缘子老化运行状态检测方法，其特征在于，步骤4)中将全新、良好、潜在粉化、粉化、完全老化五种状态复合绝缘子的老化指数分别量化为0，0.2，0.5，0.8，1。

如上所述的基于高光谱的复合绝缘子老化运行状态检测方法，其特征在于，步骤4)中假设复合绝缘子老化与各波段值的变化呈线性关系，建立的老化模型如下式：