[发明专利]一种垂直伸缩式刀闸合闸到位识别装置及合闸状态判断方法

说明书

本发明公开了一种垂直伸缩式刀闸合闸到位识别装置及合闸状态判断方法，用于识别变电站的垂直伸缩式刀闸是否准确合闸到位。该装置包括：摄像头、垂直伸缩式刀闸识别前端装置、垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置、数据及控制总线。本发明采用云边融合的架构，利用YOLO‑V5算法进行目标识别，再使用HED方法进行边缘提取，并在此基础上提出了一个检测合闸不到位的方法，从而实现了垂直伸缩式刀闸状态的精确识别，避免由于垂直伸缩式刀闸造成合闸不到位而引起发热乃至爆炸等严重事故，并且可以替代人工巡检，节约了人力，提高了安全性。本发明还可用于监视变电站的其他设备。

技术领域

本发明涉及电力刀闸状态检测技术，特别是涉及垂直伸缩式刀闸状态精确检测，具体涉及一种垂直伸缩式刀闸合闸到位识别装置及合闸状态判断方法。

背景技术

刀闸，又称高压隔离开关，是变电站的一种主要设备，本发明所述垂直伸缩式刀闸都是指单相垂直伸缩式刀闸，一座三相垂直伸缩式刀闸的每一相有一把垂直伸缩式刀闸，三把垂直伸缩式刀闸联动，本发明中，每个垂直伸缩式刀闸有两个垂直伸缩的臂。

在长期运行中，各种原因可能导致垂直伸缩式刀闸合闸不到位。现有的合闸到位判别主要依靠垂直伸缩式刀闸自带的辅助接点或位置传感器，由于垂直伸缩式刀闸基本都是放置在户外进行工作，不得不面临着日晒雨淋以及金属腐蚀损坏、磨损的问题，辅助接点或其传动部分异常会导致分合位置误判，上传错误信号，威胁设备安全与生命周期，甚至造成大的电力事故，带来重大的人员伤亡和财产损失。

传统采用巡检人员肉眼判别合闸不到位故障。通过派遣巡检人员到现场用肉眼观察，但由于变电站多分布于较为偏僻的地方，每个变电站垂直伸缩式刀闸的数目也较多，到现场观察不仅费时而且费力。再加之随着社会不断发展，变电站和所使用的垂直伸缩式刀闸的数量也在不断增加，为了较快地同时检测到众多垂直伸缩式刀闸的合闸情况，相比以往需要耗费更多的人力资源。这种人工双重检测方法耗用了大量的人力，实时性差，是变电站实现全自动化的短板，且存在一定的危险性，巡检人员要近距离观察，合闸不到位时高压隔离开关发热，有可能产生放电火花甚至爆炸。

开发自动识别合闸不到位故障的双重校验方法极为必要，国家电网和南方电网最近都下发了相关通知。目前的分合闸状态识别方法只是简单的二值逻辑判断，而合闸未到位的特征不明显，合闸未到位识别的难度远高于分合闸识别，需要精确识别装置和方法，目前已有的图像采集或视频监控法只能判断是否分合闸，不能精确判断是否合闸到位。其他各种方法也在研究中，如红外法、姿态传感器等，红外法要合闸之后通电一段时间，才能通过垂直伸缩式刀闸发热异常判断，此时如果断电将造成一定的经济损失，影响电网的正常运行，属于一种事后补救的方法。姿态传感器需要另外在垂直伸缩式刀闸上安装设备，要电网断电才能安装，其维护也要电网断电，影响电网运行。这些方法如今尚未达预期效果，亟需开发更好的双重校验方法。

目前我国变电站刀闸的型号和种类繁多，其工作的原理和外型相差甚大，双柱垂直伸缩式中心断口垂直伸缩式刀闸，以下简称垂直伸缩式刀闸，是目前变电站使用最为广泛的刀闸种类之一，本发明研究此种垂直伸缩式刀闸的合闸到位状态识别。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种垂直伸缩式刀闸合闸到位识别装置及合闸状态判断方法，以解决上述问题。

本发明提供如下的技术方案：

一种垂直伸缩式刀闸合闸到位识别装置，其包括：

摄像头、垂直伸缩式刀闸识别前端装置、垂直伸缩式刀闸识别后台学习训练装置、数据及控制总线；

所述摄像头用于拍摄垂直伸缩式刀闸的图像，图像通过数据及控制总线输出到垂直伸缩式刀闸识别前端装置，用3个摄像头拍摄一座三相垂直伸缩式刀闸，每个摄像头分别拍摄一个单相垂直伸缩式刀闸；