[发明专利]绝缘子状态分析的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种绝缘子状态分析的方法及装置。

背景技术

传统的输电线路人工巡检的工作方式一般只能发现一些地面、杆塔底部的缺陷以及玻璃绝缘子自爆等一些比较简单易见的缺陷。随着技术的进步，飞行器巡检正逐步取代长期以来输电线路巡线工作中主要靠人工目测观察的工作方式。

社会经济飞速发展使高电压、大功率、长距离的输电线路成为电力系统的动脉，其运行状态直接决定电力系统的安全及国家经济的运行，面对输电线路穿越的地理环境日趋复杂，给人工巡检带来的众多困难，飞行器等自动巡检输电线路已经成为当前电力领域的必然趋势，尤其是无人机的使用更能进一步压缩人工成本，提升自动化水平。

飞行巡检记录的红外、可见光视频等，从空中进行观察，有范围和视宽较大，效率较高，可以不受地域影响等优势。但受目前图像处理和智能识别技术的限制，对各种电力线缺陷的处理确认结果依然不太理想，缺乏对关键部位的智能评价。

电力线路的绝缘子可以为传输电流的导线提供机械支撑并防止电流对地形成通道发生放电。但这一重要部件由于长期在室外环境下运行，存在巨大的张力、温度变化、闪电、飞行物撞击和老化、锈蚀等影响，出现绝缘子破坏等情况，如不能及时发现和处理，极有可能造成输电线路的破坏，引发停电和经济损失。

目前绝缘子缺陷检测的方法很多：王雪在“国内高压绝缘子在线检测方法综述”(电瓷避震器，2002年第6期)中详细讲述了各种方法的检测原理、检测设备及其优缺点等，根据绝缘子缺陷漏电的物理特性进行了分析，主要包括接触式方法中的电压分布法、漏泄电流检测法、脉冲电流检测法及红外测温法。这些方法普遍劳动强度大、安全性差、效率较低。

另一类绝缘子诊断方法是基于图像识别的方法，根据图像视觉特征识别图像并判定缺陷。视觉特征包括颜色、纹理、形状特征，依据这些信息或者这些信息的融合，判定存在的缺陷特征。下面对几个基于图像识别的方法进行分析。

举例一，基于彩色图像的玻璃绝缘子缺陷诊断(林聚财等，电网技术)。基于颜色特征检测绝缘子是否有自爆缺陷，对图像做平滑和色阶运算使颜色特征更加明显且易于分割，然后在HIS颜色空间中采用图像分块的联通域判决方法和动窗口直方图统计技术，对滑动窗口产生的各分块直方图相互之间做直方图匹配。该方法对背景干扰鲁棒性较好，但是当光照变化时不适用。

举例二，基于计算机视觉的绝缘子状态检测(葛玉敏，硕士学位论文)。基于颜色特征检测绝缘子是否存在污秽，根据图像的RGB值，进行模糊判断，检测绝缘子是否有污秽。该方法只能应用于实验室，当RGB颜色受光照影响，在背景影响下根据RGB难以判定绝缘子是否存在污秽。

举例三，图像处理技术在架空线路绝缘子破损检测系统中的应用研究(朱珠，硕士学位论文)。其基于形状特征检测绝缘子是否破损，将圆形度、细长度、占空比、长短径比和hebichef不变矩作为特征向量，判定纵向切线灰度值变化率，判断瓷瓶是否破损。该方法使用的神经网络分类法时间复杂度较高，无法做到高效能智能巡检。

举例四，航拍绝缘子图像的提取和识别(刘建友等，传感器世界)，是一种基于形状特征是被绝缘子、根据绝缘子与背景的灰度级的差异二值化，运用Hough变化是被椭圆绝缘子。这种方法当背景不是很复杂且采集到绝缘子是椭圆时才能识别。

举例五，基于边缘检测的绝缘子裂纹诊断研究(孙晋，硕士学位论文)，介绍了一种基于形状特征识别绝缘子的方法，应用改建的Canny算子提取边缘，用斜坡函数来表征绝缘子的边缘，判断边缘图像中绝缘子的位置，在定位的基础上根据是否出现异常窄链来判断有无裂纹产生。由于采集的绝缘子角度的影响，绝缘子串轮廓之间有重合，这种检测方法在绝缘子定位时不准确，在裂纹检测时也不准确。

综上所述，相关技术中无法实现对绝缘子的状态进行缺陷识别和综合评价。

发明内容

针对相关技术中无法实现对绝缘子的状态进行缺陷识别和综合评价的问题，本发明提供了一种绝缘子状态分析的方法及装置，以至少解决上述问题。