[发明专利]一种基于可见光图像的绝缘子检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于可见光图像的绝缘子检测方法及装置。

背景技术

电力系统使用最多的电力设备是线路绝缘子，输电线路中绝缘子因长期暴露于外界环境中，表面容易积累灰尘、盐碱等污秽，当它吸收了潮湿空气中的水分后，就会影响其绝缘性能，严重时甚至引起闪络。绝缘子的污秽闪络是对供电可靠性危害非常大的区域性事故，被列为电力系统头号安全大敌，虽然污秽引起的绝缘闪络事故在电网总事故中占第二位，仅次于雷害事故，但污闪事故造成的损失却是雷害事故的10倍。因此，及时发现并清理绝缘子表面污秽，防止污闪事故的发生对保证电网安全运行极为重要。

绝缘子的污闪是一个复杂的过程，通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展四个阶段。采取措施抑制或阻止其中任一阶段的发展和完成，都能防止污闪事故的发生。

为了防止绝缘子的污闪，目前采取的措施主要有以下几种：

1、正确划分各地区的污秽区，确定线路的污秽期和污秽等级，由于依据盐密值来划分污秽等级，本措施的局限性在于每个地区的盐密值很难准确的得到。

2、定期清扫绝缘子，在污秽季节到来之前，逐个登杆清扫绝缘子，除去绝缘子表面的污秽物，但这种方法工作量和劳动强度都很大，且有可能污秽程度还很轻，却已经到了该清扫的时间，白白浪费了人力物力，或者是污秽已经很严重了，由于还没到清扫时间，造成污闪事故的发生。

3、更换不良和零值绝缘子，增加爬电距离，以及在绝缘子表面涂憎水涂料和采用有机合成绝缘子等，这些措施都起到过积极作用，但从根本上说都是被动的预防，不能掌握主动权，原因之一是缺少对绝缘子表面污秽程度全面真实的信息，对减少污闪事故的效果都不是很理想。

因此，寻求使电力系统绝缘子由计划检修向状态检修转变的方法具有重要意义。

绝缘子表面状态在线监测是电力系统高电压领域的一个热门课题。通过检测运行中绝缘子污秽状态来预测污闪的发生，从而能够在发生污闪之前及时实施绝缘子表面污秽的清扫或带电水冲洗工作，这样既可以减少清扫或带电水冲洗的盲目性，减少不必要劳动，提高工作效率，而且能够降低污闪发生的几率。 

目前，国内外现场使用和实验室研究可能用于绝缘子污秽在线检测的方法有很多，主要有：泄漏电流法，它是当前研究的热点，是运行电压、污秽程度、气候条件三要素综合作用的结果，是动态参数，适宜在线监测，但泄漏电流幅值分散性也很大，确定合适的泄漏电流报警值仍是一个需要深入研究的课题。 

近年来红外成像和紫外成像的方法也逐渐引入，由于在红外温度图像和紫外电晕图像中，绝缘子状态只有在放电过程中才会表现出异常特征，而平常时无明显特征，所以采用上述检测方法存在着相当大的局限性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于可见光图像的绝缘子检测方法及装置，可以快速而准确的检测绝缘子的表面污秽状态，为及时清理绝缘子污秽提供基础，可以减少绝缘子污闪停电事故。

本发明提供的基于可见光图像的绝缘子检测方法，包括以下步骤：

获取待检测绝缘子的可见光彩色图像；

提取所述绝缘子的可见光彩色图像的特征值；

将所述特征值与绝缘子的种类及使用年限相结合，使用多值分类器进行绝缘子的表面污秽等级分类；

输出绝缘子污秽等级分类结果。

其中，所述提取所述绝缘子的可见光彩色图像的特征值之前，包括：

采用均值滤波方法对待检测绝缘子可见光彩色图像进行滤波处理；

将经过滤波后的待检测绝缘子可见光彩色图像在HSV颜色空间中分解获得绝缘子彩色图像的H、S、V三个颜色分量，保存为三个单通道灰度图像；

利用图像分割技术分别对所述三个单通道灰度图像进行图像分割。

其中，所述利用图像分割技术分别对所述三个单通道灰度图像进行图像分割，包括：

分别对所述三个单通道灰度图像使用最大类间方差法进行图像分割；

将所述三个单通道灰度图像中高于阈值的点的灰度值设置为零，低于或等于阈值的点的灰度值保持不变，以去除所述灰度图像的背景区域和反光部分，获得各颜色分量图像中的绝缘子灰度图像区域。

其中，所述提取所述绝缘子的可见光彩色图像的特征值，包括：

对所述各颜色分量图像中的绝缘子灰度图像区域进行处理，提取各颜色分量的灰度平均值、梯度作为特征值。 

其中，所述多分值分类器为采用“一对一”策略的支持向量机多值分类器。

相应的，本发明还提供一种基于可见光图像的绝缘子检测装置，包括：