[发明专利]输电线路复合绝缘子憎水性在线检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于复合绝缘子图像在线检测技术领域，尤其涉及一种基于可见光检测技术的输电线路复合绝缘子憎水性在线检测装置及方法。

背景技术

绝缘子是输电线路中用量庞大、种类繁多的零部件，其安全运行问题直接决定了整个输电线路系统的安全水平和可靠性。特别是复合绝缘子，在运行不同年限后，会暴露出憎水性减弱的问题。

为了降低运行中复合绝缘子的故障率，需要对输电线路复合绝缘子进行检测和试验。传统的检测主要通过人工巡视，登杆检查完成，工作强度大，而且受人为因素影响大，容易出现故障误判或漏判，可靠性较差。因此，亟需寻找高效、准确的复合绝缘子憎水性检测方法，从而确保输电线路的安全运行。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种高效且检测结果更准确的、基于可见光图像检测技术的输电线路复合绝缘子憎水性在线检测系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种输电线路复合绝缘子憎水性在线检测系统，包括可见光图像采集模块、信息传输模块、供电模块和控制中心，控制中心包括憎水性检测模块；信息传输模块与可见光图像采集模块、供电模块和控制中心均相连，供电模块为可见光图像采集模块和信息传输模块提供电源。

上述输电线路复合绝缘子憎水性在线检测系统还包括湿度传感模块，湿度传感模块通过信息传输模块与控制中心相连。

上述供电模块包括充放电控制器、太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器依次相连，充放电控制器通过信息传输模块与控制中心相连。

上述信息传输模块包括有线信息传输模块和无线信息传输模块，可见光图像采集模块采集的复合绝缘子图像数据和湿度传感模块采集到的湿度数据均通过有线信息传输模块传输至憎水性检测模块；控制中心通过无线通信模块远程控制供电模块的充放电控制器，从而实现供电模块的开启。

一种输电线路复合绝缘子憎水性在线检测方法，包括步骤：

步骤1，采用可见光图像采集模块采集复合绝缘子图像数据，并将采集到的复合绝缘子图像数据通过信息传输模块传输至控制中心的憎水性检测模块；

步骤2，憎水性检测模块从复合绝缘子图像数据中获取水珠和/或水迹的形状和尺寸信息，并根据水珠和/水迹的形状和尺寸信息获得复合绝缘子的憎水性等级。

步骤2依次包括以下子步骤：

2-1从复合绝缘子图像数据中截取水珠水迹图像，并预处理水珠水迹图像以提高图像的对比度、去除图像噪声；

2-2对预处理后的水珠水迹图像进行直方图均衡化；

2-3对直方图均衡化后的水珠水迹图像进行均值滤波；

2-4对均值滤波后的水珠水迹图像进行灰度拉伸；

2-5对灰度拉伸后的水珠水迹图像进行图像分割；

2-6采用二值形态学重构法重构图像分割后的水珠水迹图像得到水珠图像；

2-7基于重构的水珠图像获取其中水珠的形状和尺寸信息，从而获得复合绝缘子的憎水等级。

若步骤2-7获取的复合绝缘子的憎水等级HC大于HC4，则依次执行以下步骤：

2-8对步骤2-2获取的水珠水迹图像进行高斯滤波；

2-9对高斯滤波后的水珠水迹图像进行灰度拉伸；

2-10对灰度拉伸后的水珠水迹图像进行图像分割；

2-11采用二值形态学重构法重构图像分割后的水珠水迹图像得到水迹图像；

2-12基于重构的水迹图像获取其中水迹的形状和尺寸信息，从而获得复合绝缘子的憎水等级。

上述图像分割采用基于灰度阈值的分割法。

步骤2-7和2-12均采用改进的形状因子法来表示水珠和水迹的形状和尺寸信息，从而获得复合绝缘子的憎水等级，具体为：

以最大水珠或最大水迹的面积比K₁为主要判据、以最大水珠或最大水迹的形状因子f_c为辅助判据，来获得复合绝缘子的憎水等级，所述的最大水珠或最大水迹的面积比K₁为最大水珠或最大水迹的面积和图像总面积之比；所述的最大水珠或最大水迹的形状因子s是最大水珠或最大水迹的面积；l是最大水珠或最大水迹的周长。

本发明系统的工作过程如下：