基于红外热像的瓷绝缘子污秽等级检测方法.pdf

第32卷第15期
农业工程学报
Vol32 No15
2016年8月
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Aug.2016175
基于红外热像的瓷绝缘子污秽等级检測方法
房俊龙,王金霞,杨柳,王冠男,韩佳宁,郭士昌
(东北农业大学电气与信息学院,哈尔滨150030)
摘要:为解决目前绝缘子污秽等级检测方法操作繁琐、漏判率高的问题,提出了一种基于红外热像处理的瓷绝缘子污秽
等级检测方法。首先,将现场拍摄的绝缘子红外热像图进行二步法去噪;然后,针对绝缘子红外热像的颜色特征,采用
RGB图像中的R分量图以及改进的OTSU分割算法获取二值图像,再对二值图像进行两次数学形态学修正,得到绝缘子积
污区域。利用统计学方法提取积污区域R通道的5个特征分量,并对BP神经网络进行训练,建立绝缘子污秽等级判别网
络。选取5个污秽等级的XP-70瓷绝缘子红外热像图共500组作为试验样本,对该系统进行反复測试,总识別精度达到
关键词:瓷:神经网絡;算法;绝缘子;污秽等级;红外热像
doi:10.195jisn.1002-6819.2016.15.024
中图分类号:TM855
文献标志码
文章编号:1002-6819(2016)-15-0175-07
房俊龙,王金霞,杨柳,王冠男,韩佳宁,郭士昌.基于红外热像的瓷绝子污秽等级检測方法叭.农业工程学报,
2016,32(15):175-181.doi:10.1975isa.1002-68192016.15024hup/wrw. Icse, org
Fang Junlong, Wang Jinxia, Yang Liu, Wang Guannan, Han Jianing, Guo Shichang. Detection method of porcelain insulator
contamination grade based on infrared-thermal-image J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
(Transactions of the CSAE), 2016, 32(15) 175-181(in Chinese with English absract)di: 10.11975/j is 1002-6819.2016.15.024
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0·引言
同的温升变化。李佐胜等提出了应用绝缘子红外热像处
理的现场污秽等级检测方法,利用不同湿度条件下,不同污
随着高压和超高压输电的日益推广以及线路电压等秽等级的绝缘子红外热像图所对应的灰度直方图也会发生
级的不断提高,绝缘子污秽闪络的危害也越来越大。近年规律性改变,进而建立灰度直方图车,米用与最近邻湿度样
来,输电线路绝缘子污秽检测应用比较普遍的方法主要包本的灰色综合关联度最大相似准则来评定现场污秽等级。
括:等值盐密法泄漏电流法、频谱法、绝缘子污闪电压梯以上研究都取得了良好的效果,然而基本都是针对单片绝
度法等。各类方法均得到了充分的发展,然而仍存在缺缘子进行处理,忽略了整串污秽绝子的发热特点以及发
陷,因此,在实际工程应用中并未得到广泛应用
热区域外观特征的变化。因此,本文提出了将绝缘子红外
红外热像测温技术具有不接触、不停运、实时观测精热像图彩色信息与外观特征相结合来作为绝缘子污秽等级
度高等优点,是电力设备故障诊断的关键技术之ー。绝缘的判別的依据,进而来实现对该样品的污秽等级判别,并对
子的红外诊断是指在其工作状态下通过红外检测仪来检测七台河地区某供电公司运行状态的绝缘子进行了试验研
绝缘子的温度状态。近些年,随着人们对红外热像技术的究。试验结果表明该方法可以雅确地提取出试验现场的绝
研究不断深入,红外热像技术在绝缘子诊断领域的应用也缘子污秽区域,并进行分级,有较高的实用价值。
更加广泛。张意等们提出了 WEBGIS:红外热像零值绝缘子
在线检测系统,通过 WEBGIS技术和BP神经网络算法来实
试验设计与研究方案
现零值绝缘子地图定位和智能识别。李堂兵等四提出了1.1试验设计
种改进的劣化盘形悬式瓷绝缘子红外热像诊断方法,通
为了进一步研究红外热像污秽绝缘子表面颇色特征,
过将待检测绝缘子串的温度特征与本现场的基准温度特征本文通过拍摄现场运行状态的绝缘子,从而获取试验样本
比较来实现劣化绝缘子的判断来降低劣化绝缘子位置和连图像。本文主要研究对象是户外110kV输电线路上的
接金具热传导等环境条件对红外热像法劣化绝缘子缺陷诊XP-70型瓷绝缘子,拍摄工具选用 FLRRT330红外热像仪,
断的影响。Redy等提出了人工污秽绝缘子温度分布的操作按照DL/T664-2008要求进行,拍摄地点为七台河供
研究,通过红外热像仪来测量污秽绝缘子的帽部、盘面以及电公司。通过反复试验发现,当外界环境相对湿度超过
栓部等一些点的温度,得出不同污秽时运行绝缘子出现不74%时,泄漏电流将会产生比较显著的波动,此外,
FLRT330红外热像仪的操作要求是外界环境相对湿度不
收稿日期:2016-02-28修订日期:2016-05-31
得高于95%,因此在拍摄过程中选择相对湿度为78%
基金项目;教育部春晖计划资助项目(Z2012074)
91%进行试验,由于试验环境温度对本次试验影响较小,
事图像处理与机器视觉方面的。哈尔滨"东北农业大学电气与信因此,试验在常温条件下进行。在每一次红外热像图像拍
息学院209室,150030。Email:jifang(@neau,edu.cno
摄完毕后,按照规定GB/T5582-4993记录每个绝缘子的
万方数