[发明专利]一种隔离开关的全方位故障自动识别方法

说明书

技术领域

本发明属于变电站设备故障自动识别技术领域，具体涉及一种隔离开关的全方位故障自动识别方法。

背景技术

隔离开关的安全运行直接影响到变电站运行的安全可靠性，因此隔离开关的运行状态监控与故障的自动识别非常有必要。隔离开关有多种故障类型，包括其机械故障，即开关是否闭合、是否发生机械形变、断裂；热故障，隔离开关的很多故障都是通过温度异常表现出来，包括两端绝缘陶瓷的发热，以及开关上有无异物附着等。普通的红外热像仪可以检测其内部或者外部的缺陷，但只有通过可见光和红外图像的融合，加上自动识别算法，才能进行全方位的故障诊断。

长期以来，隔离开关的状态判断都是通过定期停电检修实现的。专利公开为CN101614591A的“一种用于高压隔离开关触头的温度监测装置”中提出了一种在线监测装置，该装置仅仅监测隔离开关触头温度，无法识别小电流缺陷处的发热及其他热故障。专利公开号为CN202275146U的“带载情况下的高压配电隔离开关运行状态在线监测系统”中提出了一种隔离开关的在线监测系统，但只是通过电流互感器、振动传感器和红外温度传感器组成监测系统，监测隔离开关触头温度随电流的变化而变化情况，且只能监测隔离开关触头的温度情况。专利公开号为CN1141525A的“电力系统自动化的视觉信息辨识的监控方法”中提出了一种由CCD摄像机和视频放大器和报警装置等构成辨识系统，但这套系统只能简单的通过图像判断隔离开关的闭合故障。专利公开号为CN202587229U的“隔离开关视频监控系统”提出了一种利用户外监控数字摄像机和3G无线以太网终端器组成的视频监控系统，该系统只能将隔离开关的当前视频图像传回控制中心，人为的进行监测隔离开关的闭合情况。专利公开号为CN203745083U的“基于zigbee网络的高压隔离开关触头温度监控系统”中，提出了一种基于zigbee网络技术组网，通过通过红外温度传感器仅仅是对隔离开关的触头温度进行监测。专利公开号为CN103022903A的“一种高压开关柜内隔离开关状态智能视频监测系统”中，提出了一种在隔离开关的触头处安装多个视频采集器，通过以太网将各方面的触头视频信息传回控制中心，人为的对各个方向的触头进行分析比对，仅仅判断隔离开关的分合状态。公开专利号为CN101614591A的“一种用于高压隔离开关触头的温度监测装置”中提出了一种由红外温度传感器和数据采集单元以及声光报警单元组成的温度监测装置，该装置只能对隔离开关的触头进行热故障中温度过高的现场报警。

由于SIFT(ScaleInvariantFeatureTransform,尺度不变特征变换)算法在目标发生平移、旋转、缩放、亮度变化、部分遮挡、视角变换时都能取得较好的识别效果，故本发明采用的是SIFT算法识别红外融合图像中的隔离开关，并由此为基础进行故障诊断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔离开关的全方位故障自动识别方法，解决现有技术中存在的隔离开关的故障识别停留在通过可见光图片对其闭合故障进行识别且不能满足实际情况中多种故障类型的诊断需求的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种隔离开关的全方位故障自动识别方法，包括以下步骤：

(1)对隔离开关的各个方位分别采集可见光图像信息和红外检测图像信息；

(2)分别对隔离开关的红外检测图像、可见光检测图像和模板图像进行预处理；

(3)将预处理过后的隔离开关的红外检测图像和可见光图像采用改进形态学算法进行算法融合；

(4)将隔离开关融合过后的各个方向的图像利用SIFT算法进行特征点提取和特征描述，生成描述向量；

(5)采用欧氏距离和最近邻距离比例的匹配策略，对隔离开关四个方向的融合图像所生成的描述向量进行特征匹配；并将匹配成功的特征点作为候选匹配特征点；

(6)采用随机抽样一致性算法消除步骤(5)中错误的匹配特征点；

(7)通过矩阵逆运算，得到相对于隔离开关的红外模板图像在隔离开关红外融合图像里的具体位置，进一步利用所在位置的边界在融合图像中得到隔离开关的识别区域；

(8)利用边缘检测的方法对隔离开关四个方向的红外融合图像中的隔离开关的边缘进行检测，从而得到边缘点的坐标；

(9)在隔离开关红外融合图像的隔离开关识别区域里面，把步骤(8)所得到的边缘点通过仿射变换，标示在隔离开关的红外融合图像中，从而完成隔离开关红外融合图像的自动识别；