一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法技术

本发明专利技术公开了一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法，根据检测目标方位，将紫外检测装置镜头照射方向对准所检测设备，调整观测设备成像焦距，清晰成像，利用检测装置获取可见光检测图像；对采集可见光彩色图像进行转换成灰度图像；对灰度图像进行Canny边缘检测，获得边缘点集；采用单像素宽线结构模板，修补缺失边缘，去除杂散点，并记录每个边缘点上各个方向模板中灰度方差比较小的两个方向模板，记录每个边缘点的两个方向模板的方向值，并构建成一个方向点集；通过方向点集合方法合并方向相同的两个模板区域，得到合并区域，提升了紫外成像检测输电线路设备外绝缘状态能力和精度。态能力和精度。态能力和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法


[0001]本专利技术属于电网运维检测
，具体涉及一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法。

技术介绍

[0002]线路外绝缘的异常电晕放电通常由绝缘子表面脏污、绝缘开裂、电接触不良、局部电场异常等潜在绝缘缺陷引起，是绝缘子外绝缘加速老化的重要诱因，也是在过电压下引导致外绝缘失效的前期征兆，因此对异常电晕放电的有效检测是设备和线路故障预防的重要环节，电晕放电常伴随有一系列声、光等现象，目前常用的检测方法有紫外成像、红外成像、超声检测法等。紫外成像技术通过紫外光学镜头收集日盲波段放电的紫外光子，最终采用光电面阵进行灰度成像，与可见光视场叠加，获得了放电源的位置。此方法虽有坚实的理论依据，已经有研究量化了放电量与紫外光子数的关系，但受光学成像原理的限制，日盲紫外成像在实际应用中存在一定的局限性，如图像分辨率和空间分辨率低，加上大气衰减等因素的影响，紫外辐射到达紫外探测器时已离散为光子状态，因此紫外检测在图像上只占几十个甚至几个像素，呈现出无规则的亮团，导致形成检测存在盲区或定位失败，特别是输电线路双串绝缘子距离较近，采用紫外成像无法对放电绝缘子进行区别。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法，采用输电线路绝缘子电晕放电紫外图像特征提取方法，通过可见光定位协同检测，准确、快捷对输变电设备的状态检测。根据绝缘子边缘为闭合圆特征，采用最小二乘椭圆拟合方法，在有复杂背景的图像中实现绝缘子的精准定位，提取绝缘子表面放电紫外信息与可见光提取绝缘子定位信息叠加融合，构建了输电线路绝缘子外绝缘紫外、可见光协同检测方法，弥补了现有紫外检测手段的不足，实现绝缘子的定位，对提取绝缘子表面放电紫外信息与可见光绝缘子定位信息叠加融合这一输电线路绝缘子外绝缘紫外、可见光协同检测模式，提升了紫外成像检测输电线路设备外绝缘状态能力和精度，及早发现输电线路潜伏性缺陷。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法，根据检测目标方位，将紫外检测装置镜头照射方向对准所检测设备，锁定检测目标，调整观测设备成像焦距，清晰成像，利用检测装置获取可见光检测图像；
[0006]对采集可见光彩色图像进行转换成灰度图像；
[0007]对步骤三中得到的灰度图像进行Canny边缘检测，获得边缘点集；
[0008]采用单像素宽线结构模板，通过边缘点集中的每个边缘点上都构建0
‑
360度、对边缘图像进行形态学开闭运算，修补缺失边缘，去除杂散点，并记录每个边缘点上各个方向模板中灰度方差比较小的两个方向模板，记录每个边缘点的两个方向模板的方向值，并构建
成一个方向点集；
[0009]通过方向点集合方法合并方向相同的两个模板区域，得到合并区域。
[0010]进一步的，对区域内的边缘点利用直接最小二乘椭圆拟合法进行椭圆拟合；原始图像中位置显示所述拟合出的椭圆，每一个椭圆对应绝缘子的一个绝缘表面，实现输电线路可见光图像中绝缘子定位与提取包括绝缘子区域位置信息和绝缘子外绝缘区域面积等。
[0011]进一步的，对紫外成像装置获取初始紫外检测图像紫外信息提取：光斑区域面积，与定位与提取的绝缘子背景图进行叠加。
[0012]进一步的，对紫外检测图像光斑区进行分割，分割为与叠加区域和与叠加区域以外两部分，对两个区域的光斑进行对比，强光斑区与提取绝缘子区域重叠，放电位置在定位可见光的绝缘子上，否则是未定位的绝缘子放电。
[0013]进一步的，对光斑区域与被测绝缘子重叠区域内获取光子数，利用光子数量判定是否存在放电现象，以及局放严重状态，所述对于光子数在200～1000判断电力外绝缘设备状态为电晕放电，微小缺陷；对于光子数阈值Y在7000～900，判断电力外绝缘设备状态为电弧放电，判断电力外绝缘设备状态为为异常情况。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术的采用最小二乘椭圆拟合方法，在有复杂背景的图像中实现绝缘子的精准定位，提取绝缘子表面放电紫外信息与可见光提取绝缘子定位信息叠加融合，构建了输电线路绝缘子外绝缘紫外、可见光协同检测方法，弥补了现有紫外检测手段的不足，提升了紫外成像检测输电线路设备外绝缘状态能力和精度，及早发现输电线路潜伏性缺陷。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法中紫外成像结构原理图。
[0016]图2为本专利技术一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法中绝缘子紫外、可见光协同检测绝缘子外绝缘状态流程图。
[0017]图3为本专利技术一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法中绝缘子边缘对区域图像处理流程图。
[0018]图4为本专利技术一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法中绝缘子外绝缘状态放电判别流程图。
[0019]其中，11为装置变焦镜头，21为可见光成像镜头，22为CCD感光探测器，31太阳盲区外紫滤镜，32紫外镜头，33紫外感光管，4紫外图像、可见光图像双光融合紫外成像处理器；
具体实施方式
[0020]以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详述，以使本专利技术技术方案更易于理解和掌握。
[0021]在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制；另，在本实施例中如未特别说明部件之
间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不再详述。
[0022]如图1至图4所示，本专利技术的一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位与判别方法，包括：
[0023]步骤一：根据检测目标方位，将紫外检测装置镜头照射方向对准所检测设备；
[0024]步骤二：锁定检测目标，调整观测设备成像焦距，清晰成像，利用检测装置获取可见光检测图像；
[0025]步骤三：对采集可见光彩色图像进行转换成灰度图像；
[0026]步骤四：对灰度图像进行区域图像处理，低频部分采用直方图均衡化处理，高频部分进行拉普拉斯锐化处理，进行图像重构，实现图像的光照补偿；
[0027]步骤五：对步骤四中得到的灰度图像进行Canny边缘检测，获得边缘点集；
[0028]步骤六：采用单像素宽线结构模板，通过边缘点集中的每个边缘点上都构建0
‑
360度、多个方向上对边缘图像进行形态学开闭运算，修补缺失边缘，去除杂散点；
[0029]步骤七：每个边缘点上各个方向模板中灰度方差比较小的两个方向模板，记录每个边缘点的两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：获取可见光图像中绝缘子区域，并对图像进行灰度化处理，尽可能覆盖绝缘子盘面的边缘位置；步骤二：区域进行图像处理，进行图像重构；步骤三：所述重构图像进行Canny边缘检测获得边缘图像；步骤四：对步骤三中边缘图像，采用单像素宽线结构模板，在0
‑
360度间隔30
°
方向上进行边缘图像形态学开闭运算，修补缺失边缘，去除杂散点；步骤五：计算每个边缘点上所有方向模板区域内的灰度方差，并记录每个边缘点上各个方向模板中灰度方差比较小的两个方向模板，记录每个边缘点的两个方向模板的方向值，并构建成一个方向点集；步骤六：合并方向相同的两个模板区域，得到合并区域。2.如权利要求1所述的一种输电线路绝缘子电晕放电紫外成像定位方法，其特征在于：还包括，步骤七：对步骤六中得到的合并区域进行直接最小二乘拟合，拟合后进行最大外边界确定，对可见光图像中绝缘子定位，提取包括绝缘子区域位置信息和绝缘子外绝缘区域面积。3.如权利要求1所述的一种输电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊博，潘龙雨，杨代勇，刘赫，矫立新，栾靖尧，高昌龙，田春光，李守学，司昌建，赵春明，列剑平，刘座铭，钱二刚，姜浩，刘丹，姜露，董洪达，许文燮，于群英，张赛鹏，葛志成，陈捷元，崔天城，翟冠强，邰宇峰，李嘉帅，
申请(专利权)人：吉林市能兴电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：