[发明专利]一种输变电设备故障监测方法及系统

权利要求书

1.一种输变电设备故障监测方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：获取待监测的输变电设备的红外图像，并对采集得到的红外图像进行灰度化，获得灰度图，结合风速修正计算出各像素点的温度，将各像素点的温度值向灰度值进行映射，得到映射图；

步骤2：确定所述映射图聚类分割的分类数、初始中心点，根据聚类分割的分类数和初始中心点对所述映射图进行分割，得到分割图像；

步骤3：根据所述的分割图像、映射图各像素点的灰度值和各像素点的温度值，绘制等温线，并对所述的映射图的背景像素和相邻的灰度线区域进行填充，得到所述待监测输变电设备的红外图像等温线图；

步骤4：根据所述等温线图，将温度值高于预先设置的正常温度值的区间判定为故障区域，根据所述的故障区域得到输变电设备的故障中心位置以及故障处的温度。

2.如权利要求1所述的一种输变电设备故障监测方法，其特征是，所述步骤1中具体步骤为：

将零级风的温升标准化：Δθ₀＝Δθexp(f/w)；

其中，Δθ₀指在风速为0时的标准化温度值；Δθ是风速f时监测到的温度值；w指风速衰减系数；

结合风速修正确定各像素点的温度，并确定最高温度T_max和最低温度T_min。

3.如权利要求1所述的一种输变电设备故障监测方法，其特征是，所述将各像素点的温度值向灰度值进行映射，得到映射图具体为：

根据映射规则将各像素点的温度值t向灰度值gray进行映射，得到映射图；其中T_max为风速修正后的最高温度，T_min为风速修正后的最低温度。

4.如权利要求1所述的一种输变电设备故障监测方法，其特征是，所述映射图聚类分割的分类数的确定具体为：

利用中值差分算法计算映射图的梯度最大值max grad；按照式(1)确定聚类分割的分类数c。

max grad≤90 c＝2

90＜max grad≤180 c＝3

max grad＞180 c＝4 (1)

获得映射图的灰度直方图，对所述的灰度直方图进行滤波，计算每个灰度值对应的像素点的个数，获得平滑后的灰度分布矩阵H；

计算灰度直方图的所有波峰、波谷，结合波峰、波谷以及分类数确定聚类分割的初始中心V＝[v₁,……,v_c]；

根据分类数和初始中心，采用基于模糊贴近度改进的FCM算法对灰度图像进行分割，得到分割图像。

5.如权利要求1所述的一种输变电设备故障监测方法，其特征是，所述步骤3包括以下步骤：

根据公式n＝2^c计算得到等温线数量n，其中，c为聚类分割的分类数；

根据公式计算得到温度间隔，T_max为风速修正后的最高温度，T_min为风速修正后的最低温度；

根据公式得到等灰度间隔；其中maxgray为灰度图像中最大的灰度值，mingray为灰度图像中最小的灰度值，2^c为等温线的数量；

将图像的最低灰度值mingray作为最低温度T_min，找到所有灰度范围在mingray～(mingray+Δgray)之间的像素点，使用最近邻插补规则将灰度为mingray～mingray+Δgray(m-1)的像素点平滑连接，绘制出n条等温线，n＝1、2……、2^c。

6.如权利要求1所述的一种输变电设备故障监测方法，其特征是，所述的步骤3还包括：

将所有的背景填充为白色，以渐进灰度对相邻等灰度线间的区域进行填充，温度由低到高的填充颜色为其中[255 0 0]表示正红色，[0 0 0]表示黑色。