亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法技术

本发明专利技术公开了一种亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法，方法包括：从空间饱和图像序列中提取参考样本矩阵和跟踪样本矩阵，以及和参考样本矩阵等大的样本比对矩阵及与跟踪样本矩阵等大的跟踪比对矩阵；计算参考样本矩阵中的向量和比对矩阵中的向量间的多个距离信息，并根据多个距离信息得到离散位移曲线；使用高阶多项式对离散位移曲线进行拟合运算，生成可导位移曲线，进而确定高压断路器的动静触头真实速度；根据预设的评价测试结果和动静触头真实速度，确定高压断路器是否存在异常情况。从而解决现有接触式传感器测试过程繁琐，所得结果易受到震动影响，且在测量数据异常后难以分析数据异常原因等问题，并提升工作效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法


[0001]本专利技术涉及高压断路器技术技域，尤其涉及一种亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法。

技术介绍

[0002]高压断路器是一种瞬时高速运动的机械设备，其机械特性直接关乎设备能否正常安全运行，若其特性异常将可能造成设备损坏，导致电力事故。断路器的分合闸时间和分合闸速度是断路器机械特性参数中较重要的指标参数，它影响着断路器的灭弧能力和机械耐久性，其中速度过慢将会导致拉弧时间过长损伤触头，严重的可能导致电弧不能熄灭造成断路器故障；如果速度过快则断路器机构将承受过大的冲击，造成相关机械零件的机械疲劳，进而引发零件失效导致断路器动作异常。
[0003]由于断路器动作时间一般只持续30
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60毫秒，这对于整个过程的测试精度和抗干扰性均提出了很高的要求。目前国内在使用的断路器分合闸速度测试仪均采用接触式传感器，通过测量直线变位或旋转角度变位的编码器感性位移变化，其中角度变位编码器居多。然后经过系统计算分析出分合闸速度。但采用接触式传感器测试过程繁琐，所得结果易受到震动影响，且在测量数据异常后难以分析数据异常原因。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法，用于解决现有接触式传感器测试过程繁琐，所得结果易受到震动影响，且在测量数据异常后难以分析数据异常原因等问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供的一种亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法，包括：
[0006]获取预先标定好的高压断路器的空间饱和图像序列；标定类型包括：特征样本标定、标准尺寸样本标定及设备状态可视时刻样本标定；
[0007]从所述空间饱和图像序列中提取参考样本矩阵和跟踪样本矩阵，以及和参考样本矩阵等大的样本比对矩阵及与跟踪样本矩阵等大的跟踪比对矩阵；
[0008]计算所述参考样本矩阵中的向量和所述比对矩阵中的向量间的多个距离信息，并根据多个所述距离信息得到离散位移曲线；
[0009]使用高阶多项式对所述离散位移曲线进行拟合运算，生成可导位移曲线；所述可导位移曲线用于确定速度曲线；
[0010]基于所述速度曲线，结合所述速度曲线所述样本比对矩阵和所述跟踪对比矩阵，确定所述高压断路器的动静触头真实速度；
[0011]根据预设的评价测试结果和所述动静触头真实速度，确定所述高压断路器是否存在异常情况。
[0012]可选地，获取预先标定好的高压断路器的空间饱和图像序列，包括：
[0013]利用帧频超过1000帧每秒的摄像机，对标定方位内对预先标定好的高压断路器进行拍摄，获取所述预先标定好的高压断路器的触发设备动作视频图像；
[0014]将所述触发设备动作视频图像拆解为亚毫秒图像；
[0015]剔除所述亚毫秒图像中的时间冗余和空间冗余，形成所述空间饱和图像序列。
[0016]可选地，计算所述参考样本矩阵中的向量和所述比对矩阵中的向量间的多个距离信息，并根据多个所述距离信息得到离散位移曲线，包括：
[0017]确定多个距离信息中，距离最小距离时所述样本比对矩阵和所述跟踪比对矩阵的左上坐标，以确定参考样本提取坐标及跟踪样本提取坐标；
[0018]基于所述参考样本提取坐标和所述跟踪样本提取坐标，得到离散位移像素尺寸序列，并通过所述标准尺寸样本获取像素与实际尺寸比例，以确定所述像素与实际尺寸比例下，所述离散位移像素尺寸序列对应的实际尺寸位移序列；
[0019]获取预先设定的图像帧率，结合所述实际尺寸位移序列，得到离散位移曲线。
[0020]可选地，基于所述速度曲线，结合所述速度曲线所述样本比对矩阵和所述跟踪对比矩阵，确定所述高压断路器的动静触头真实速度，包括：
[0021]基于所述速度曲线，从所述样本比对矩阵和所述跟踪比对样本中确定所述设备状态可视时刻的样本变化图像；所述样本变化图像用于确定刚分时刻及刚合时刻；
[0022]按照预先设定的时间间隔，分别计算所述刚分时刻及所述刚合时刻对应的分闸速度和合闸速度；
[0023]根据所述高压断路器中，跟踪部件与动静触头的比例变换关系，对所述分闸速度和所述合闸速度进行比例变换，得到所述动静触头真实速度。
[0024]可选地，剔除所述亚毫秒图像中的时间冗余和空间冗余，形成所述空间饱和图像序列，包括：
[0025]剔除所述亚毫秒图像中的所述时间冗余，得到时间饱和图像序列；
[0026]剔除所述时间饱和图像序列中的所述空间冗余，得到所述空间饱和图像序列。
[0027]第二方面，本专利技术还提供了一种亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性装置，包括：
[0028]获取模块，用于获取预先标定好的高压断路器的空间饱和图像序列；标定类型包括：特征样本标定、标准尺寸样本标定及设备状态可视时刻样本标定；
[0029]提取模块，用于从所述空间饱和图像序列中提取参考样本矩阵和跟踪样本矩阵，以及和参考样本矩阵等大的样本比对矩阵及与跟踪样本矩阵等大的跟踪比对矩阵；
[0030]计算模块，用于计算所述参考样本矩阵中的向量和所述比对矩阵中的向量间的多个距离信息，并根据多个所述距离信息得到离散位移曲线；
[0031]可导位移曲线生成模块，用于使用高阶多项式对所述离散位移曲线进行拟合运算，生成可导位移曲线；所述可导位移曲线用于确定速度曲线；
[0032]动静触头真实速度确定模块，用于基于所述速度曲线，结合所述速度曲线所述样本比对矩阵和所述跟踪对比矩阵，确定所述高压断路器的动静触头真实速度；
[0033]断路器状态确定模块，用于根据预设的评价测试结果和所述动静触头真实速度，确定所述高压断路器是否存在异常情况。
[0034]可选地，所述获取模块包括：
[0035]视频图像获取子模块，用于利用帧频超过1000帧每秒的摄像机，对标定方位内对预先标定好的高压断路器进行拍摄，获取所述预先标定好的高压断路器的触发设备动作视频图像；
[0036]拆解子模块，用于将所述触发设备动作视频图像拆解为亚毫秒图像；
[0037]剔除子模块，用于剔除所述亚毫秒图像中的时间冗余和空间冗余，形成所述空间饱和图像序列。
[0038]可选地，所述计算模块包括：
[0039]坐标确定子模块，用于确定多个距离信息中，距离最小距离时所述样本比对矩阵和所述跟踪比对矩阵的左上坐标，以确定参考样本提取坐标及跟踪样本提取坐标；
[0040]实际尺寸位移序列确定子模块，用于基于所述参考样本提取坐标和所述跟踪样本提取坐标，得到离散位移像素尺寸序列，并通过所述标准尺寸样本获取像素与实际尺寸比例，以确定所述像素与实际尺寸比例下，所述离散位移像素尺寸序列对应的实际尺寸位移序列；
[0041]离散位移曲线获取子模块，用于获取预先设定的图像帧率，结合所述实际尺寸位移序列，得到离散位移曲线。
[0042]可选地，所述动静触头真实速度确定模块包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法，其特征在于，包括：获取预先标定好的高压断路器的空间饱和图像序列；标定类型包括：特征样本标定、标准尺寸样本标定及设备状态可视时刻样本标定；从所述空间饱和图像序列中提取参考样本矩阵和跟踪样本矩阵，以及和参考样本矩阵等大的样本比对矩阵及与跟踪样本矩阵等大的跟踪比对矩阵；计算所述参考样本矩阵中的向量和所述比对矩阵中的向量间的多个距离信息，并根据多个所述距离信息得到离散位移曲线；使用高阶多项式对所述离散位移曲线进行拟合运算，生成可导位移曲线；所述可导位移曲线用于确定速度曲线；基于所述速度曲线，结合所述速度曲线所述样本比对矩阵和所述跟踪对比矩阵，确定所述高压断路器的动静触头真实速度；根据预设的评价测试结果和所述动静触头真实速度，确定所述高压断路器是否存在异常情况；获取预先标定好的高压断路器的空间饱和图像序列，包括：利用帧频超过1000帧每秒的摄像机，对标定方位内对预先标定好的高压断路器进行拍摄，获取所述预先标定好的高压断路器的触发设备动作视频图像；将所述触发设备动作视频图像拆解为亚毫秒图像；剔除所述亚毫秒图像中的时间冗余和空间冗余，形成所述空间饱和图像序列。2.根据权利要求1所述的亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法，其特征在于，计算所述参考样本矩阵中的向量和所述比对矩阵中的向量间的多个距离信息，并根据多个所述距离信息得到离散位移曲线，包括：确定多个距离信息中，距离最小距离时所述样本比对矩阵和所述跟踪比对矩阵的左上坐标，以确定参考样本提取坐标及跟踪样本提取坐标；基于所述参考样本提取坐标和所述跟踪样本提取坐标，得到离散位移像素尺寸序列，并通过所述标准尺寸样本获取像素与实际尺寸比例，以确定所述像素与实际尺寸比例下，所述离散位移像素尺寸序列对应的实际尺寸位移序列；获取预先设定的图像帧率，结合所述实际尺寸位移序列，得到离散位移曲线。3.根据权利要求1所述的亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法，其特征在于，基于所述速度曲线，结合所述速度曲线所述样本比对矩阵和所述跟踪对比矩阵，确定所述高压断路器的动静触头真实速度，包括：基于所述速度曲线，从所述样本比对矩阵和所述跟踪比对样本中确定所述设备状态可视时刻的样本变化图像；所述样本变化图像用于确定刚分时刻及刚合时刻；按照预先设定的时间间隔，分别计算所述刚分时刻及所述刚合时刻对应的分闸速度和合闸速度；根据所述高压断路器中，跟踪部件与动静触头的比例变换关系，对所述分闸速度和所述合闸速度进行比例变换，得到所述动静触头真实速度。4.根据权利要求1所述的亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性方法，其特征在于，剔除所述亚毫秒图像中的时间冗余和空间冗余，形成所述空间饱和图像序列，包括：剔除所述亚毫秒图像中的所述时间冗余，得到时间饱和图像序列；
剔除所述时间饱和图像序列中的所述空间冗余，得到所述空间饱和图像序列。5.一种亚毫秒图像分析高压断路器机械动作特性装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取预先标定好的高压断路器的空间饱和图像序列；标定类型包括：特征样本标定、标准尺寸样本标定及设备状态可视时刻样本标定；提取模块，用于从所述空间饱和图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘银，梁书铭，曾昭衍，陈晓明，梁婷妹，梁鹏杰，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司茂名供电局，
类型：发明
国别省市：