[发明专利]输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明属于输变电设备监测技术领域，涉及一种输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，本发明还涉及输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统的监测方法。

背景技术

近年来，我国经济的飞速发展，工业污染物不断增多，大气环境污染日趋严重。输变电设备绝缘子表面很容易受安装地区环境污染物的影响，以致绝缘子表面积累的污染物受潮时引起绝缘击穿闪络，绝缘闪络则可能造成事故，影响输变电设备运行的可靠性。在总结多年运行经验和技术认识的基础上，国家电网公司要求对输变电设备的污秽状况评估和污区分布图的绘制需要综合考虑等值附盐密度(ESDD)和等值灰密(NSDD)。

目前常见的输变电设备绝缘子污秽度在线监测方法有泄露电流法、等值附盐密度法、污层电导率法、闪络场强法、红外测温法，但这些方法都具有各自的缺点。泄露电流法具有预警不及时、报警阈值不易设定等缺点；等值附盐密度法具有工程量大、操作复杂、容易产生误差等缺点；污层电导率法受电压等级影响，分散性大、准确性欠佳；闪络场强法具有设备造价高、维护不方便、测量所需时间长等缺点；红外测温法依赖于泄露电流发热原理，由于温度差很小，对于瓷质绝缘子只有1℃左右，因而灵敏度较低，并且测量结果易受阳光、大风、潮气和环境温度等因素影响。除了上述原因外，上述方法均只能检测到绝缘子污秽中的盐密成分(即等值盐密，ESDD)，而对于对绝缘有重要影响的等值灰密(NSDD)则根本无法测量。

本发明通过图像处理方式，结合人工神经网络模型进行输电线路绝缘子等值灰密在线监测。监测的实时灰密值，可以使电力部门随时、方便地了解监测点运行设备的积污情况，从而指导电力部门对输变电设备进行清扫，由此可见，灰密值的测量对电力部门的生产及安全，具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，解决了现有技术中无法测量到输电线路绝缘子的实时等值灰密值的问题。

本发明的另一目的在于提供输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统的监测方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，包括控制主板，控制主板上分别连接有模拟摄像机、电源控制电路、GPRS模块、485接口、调试串口、湿度传感器、光照强度传感器，GPRS模块通过无线方式与监控中心连接。

本发明第一种技术方案的特点还在于：

控制主板包括微控制器，微控制器上连接有视频解码芯片、Flash存储器、DDR内存，微控制器与湿度传感器、光照强度传感器连接，视频解码芯片与模拟摄像机连接。

微控制器采用TI公司的双核芯片TMS320DM6446。

视频解码芯片采用TI公司的TVP5147。

电源控制电路分别连接有蓄电池、太阳能电池板。

控制主板上连接有USB接口。

控制主板上连接有网口。

本发明所采用的第二种技术方案是，输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统的监测方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、模拟摄像机对被测试污秽绝缘子片进行现场拍摄，得到被测试污秽绝缘子片的图片，将得到的图片传递给视频解码芯片进行解码，将解码后的图片传递到微控制器；

步骤2、微控制器对步骤1中解码后的被测试污秽绝缘子片的图片进行图像分析处理，识别出被测试污秽绝缘子片表面的污秽区域数量，利用微控制器中的图像处理程序计算得到被测试污秽绝缘子片背景图像灰度值、每块污秽区的图像灰度值、每块污秽区的面积；

同时，微控制器结合湿度传感器、光照强度传感器分别测得环境湿度、光照强度；

步骤3、根据步骤2中得到的被测试污秽绝缘子片背景图像灰度值、被测试污秽绝缘子片图像灰度值以及得到的环境湿度、光照强度，再利用人工神经网络模型计算得出被测试污秽绝缘子片表面污秽的厚度h；

步骤4、根据步骤2中得到的被测试污秽绝缘子片表面的污秽区域数量、每块污秽区的面积、被测试污秽绝缘子片的总的面积以及步骤3中得到的被测试污秽绝缘子片的厚度h再结合被测试污秽绝缘子片表面污秽的密度ρ，计算得出NSDD，计算公式为：

其中，m_i为绝缘子片表面第i块污秽的质量，V_i为绝缘子片表面第i块污秽的体积，S_i为绝缘子片表面第i块污秽的面积，S_总为绝缘子片测量区域的面积，n为绝缘子片测量区域污秽块的总数，ρ为绝缘子片表面污秽的密度；