一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的方法及系统，属于气体泄漏检测技术领域。本发明专利技术方法，包括：确定变电站气体绝缘设备的气体易泄漏点位，并针对所述气体易泄漏点位拍摄红外视频；提取所述红外视频单帧画面的温度场，并将所述温度场转换为灰度场，并对单帧画面中邻近帧温度场对应的灰度场进行特征匹配，比较灰度场中除变电站气体绝缘设备外的灰度变化；根据所述灰度变化，识别变电站气体绝缘设备是否发生SF6气体泄漏。本发明专利技术通过采集变电站气体绝缘设备的红外视频来判断SF6气体泄漏，高精度、高效率地实现了气体绝缘设备SF6气体泄漏主动检测，提高了变电站运维数字化和智能化水平，增加了状态感知和缺陷预警的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的方法及系统


[0001]本专利技术涉及气体泄漏检测
，并且更具体地，涉及一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着中国经济不断发展，各行各业对电力的需求不断增加，电力成为能源行业中发展最快的行业之一，相比于2011年，2021年国家电网27家省公司运行的变电站/换流站数量翻番达到了4万多座，需要运维的变电站和电力设备快速增加，但电力设备运维人员数量相对有限，导致运维人员运维工作量已经达到饱和；由于电网早期进口GIS设备采用SF6气体绝缘，气体绝缘设备相比于传统的敞开式隔离开关具有“免运维”的特点，但随着大量变电站采用GIS设备，但在国产替代过程中，GIS设备的品控和安装等工艺水平相比于进口GIS设备还是存在不断缩小的差距，此外由于中国幅员辽阔，不同地域的GIS设备运行环境存在较大差异，早期中国引进的GIS设备的设计和安装等标准在中国并不完善，因此，导致“免运维”的GIS设备在中国的长期运行过程中存在SF6气体泄漏风险；GIS设备主要采用SF6气体作为绝缘气体， SF6虽然是无毒气体，但是属于严重的温室气体，温室效应是CO2的2万倍。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出了一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的方法，包括：
[0004]确定变电站气体绝缘设备的气体易泄漏点位，并针对所述气体易泄漏点位拍摄红外视频；
[0005]提取所述红外视频单帧画面的温度场，并将所述温度场转换为灰度场，并对单帧画面中邻近帧温度场对应的灰度场进行特征匹配，比较灰度场中除变电站气体绝缘设备外的灰度变化；
[0006]根据所述灰度变化，识别变电站气体绝缘设备是否发生SF6气体泄漏。
[0007]可选的，气体易泄漏点位，包括如下中的至少一种：变电站气体绝缘设备的伸缩节、检测口、焊缝、充气嘴、法兰连接面、压力表连接管和密封底座。
[0008]可选的，针对所述气体易泄漏点位拍摄红外视频，通过固定机位的红外热成像云台或搭载在巡检机器人上的红外热成像相机在固定点位拍摄；
[0009]所述红外热成像云台用于在相对于变电站气体绝缘设备的高处，对气体易泄漏点位拍摄红外视频；
[0010]所述红外热成像相机用于在相对于变电站气体绝缘设备的低处，对气体易泄漏点位拍摄红外视频。
[0011]可选的，红外热成像云台或红外热成像相机的红外拍摄温范围为
‑
20℃至+150℃，红外光谱波长拍摄范围为0.7～14μm。
[0012]可选的，红外视频的帧率不低于9fps，分辨率不低于30万像素。
[0013]可选的，方法还包括：对红外视频编码后进行传输，在提取所述红外视频单帧画面
的温度场前，对编码后的红外视频进行解码。
[0014]可选的，提取所述红外视频单帧画面的温度场，包括：对红外视频单帧画面中每个像素进行转换，以获取每个像素的温度值，基于所述温度值构建单幅红外视频画面的温度场。
[0015]可选的，灰度场包括14位灰度。
[0016]可选的，方法还包括：识别变电站气体绝缘设备发生SF6气体泄漏后，对单帧画面中全部邻近帧温度场对应的灰度场进行特征匹配，比较灰度场中除变电站气体绝缘设备外的全视频灰度变化，根据所述全视频灰度变化，确定SF6气体泄漏检测告警占比，若所述气体泄漏检测告警占比超出预设阈值，则调整拍摄姿态，再次获取SF6气体泄漏检测告警占比，若所述气体泄漏检测告警占比再次超出预设阈值，则进行报警，否则进行复核。
[0017]可选的，调整拍摄姿态为对红外热成像云台或红外热成像相机的姿态进行微调。
[0018]本专利技术还提出了一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的系统，包括：
[0019]红外热成像相机模块，用于确定变电站气体绝缘设备的气体易泄漏点位，并针对所述气体易泄漏点位拍摄红外视频；
[0020]分析模块，用于提取所述红外视频单帧画面的温度场，并将所述温度场转换为灰度场，并对单帧画面中邻近帧温度场对应的灰度场进行特征匹配，比较灰度场中除变电站气体绝缘设备外的灰度变化；根据所述灰度变化，识别变电站气体绝缘设备是否发生SF6气体泄漏。
[0021]可选的，红外热成像相机模块确定的气体易泄漏点位，包括如下中的至少一种：变电站气体绝缘设备的伸缩节、检测口、焊缝、充气嘴、法兰连接面、压力表连接管和密封底座。
[0022]可选的，红外热成像相机模块，包括：固定机位的红外热成像云台或搭载在巡检机器人上的红外热成像相机；
[0023]所述红外热成像云台用于在相对于变电站气体绝缘设备的高处，对气体易泄漏点位拍摄红外视频；
[0024]所述红外热成像相机用于在相对于变电站气体绝缘设备的低处，对气体易泄漏点位拍摄红外视频。
[0025]可选的，红外热成像云台或红外热成像相机的红外拍摄温范围为
‑
20℃至+150℃，红外光谱波长拍摄范围为0.7～14μm。
[0026]可选的，红外视频的帧率不低于9fps，分辨率不低于30万像素。
[0027]可选的，系统还包括：红外热成像视频编码模块，用于对红外视频编码。
[0028]可选的，红外热成像相机模块与红外热成像视频编码模块放置于同一个一体化外壳内。
[0029]可选的，系统还包括：红外热成像视频解码模块，用于对编码后的红外视频进行解码，解码后将所述红外视频传输至分析模块。
[0030]可选的，分析模块提取所述红外视频单帧画面的温度场，包括：对红外视频单帧画面中每个像素进行转换，以获取每个像素的温度值，基于所述温度值构建单幅红外视频画面的温度场。
[0031]可选的，灰度场包括14位灰度。
[0032]可选的，系统还包括：巡视系统交互接口模块，用于识别变电站气体绝缘设备发生SF6气体泄漏后，对单帧画面中全部邻近帧温度场对应的灰度场进行特征匹配，比较灰度场中除变电站气体绝缘设备外的全视频灰度变化，根据所述全视频灰度变化，确定SF6气体泄漏检测告警占比，若所述气体泄漏检测告警占比超出预设阈值，则调整拍摄姿态，再次获取SF6 气体泄漏检测告警占比，若所述气体泄漏检测告警占比再次超出预设阈值，则进行报警，否则进行复核。
[0033]可选的，调整拍摄姿态为对红外热成像云台或红外热成像相机的姿态进行微调。
[0034]可选的，巡视系统交互接口模块还用于控制对红外热成像云台或红外热成像相机的姿态进行微调。
[0035]可选的，分析模块、红外热成像视频解码模块和巡视系统交互接口模块，放置于同一个一体化外壳内。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0037]本专利技术提供了本专利技术提出了一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的方法，包括：确定变电站气体绝缘设备的气体易泄漏点位，并针对所述气体易泄漏点位拍摄红外视频；提取所述红外视频单帧画面的温度场，并将所述温度场转换为灰度场，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的方法，其特征在于，所述方法包括：确定变电站气体绝缘设备的气体易泄漏点位，并针对所述气体易泄漏点位拍摄红外视频；提取所述红外视频单帧画面的温度场，并将所述温度场转换为灰度场，并对单帧画面中邻近帧温度场对应的灰度场进行特征匹配，比较灰度场中除变电站气体绝缘设备外的灰度变化；根据所述灰度变化，识别变电站气体绝缘设备是否发生SF6气体泄漏。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体易泄漏点位，包括如下中的至少一种：变电站气体绝缘设备的伸缩节、检测口、焊缝、充气嘴、法兰连接面、压力表连接管和密封底座。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对所述气体易泄漏点位拍摄红外视频，通过固定机位的红外热成像云台或搭载在巡检机器人上的红外热成像相机在固定点位拍摄；所述红外热成像云台用于在相对于变电站气体绝缘设备的高处，对气体易泄漏点位拍摄红外视频；所述红外热成像相机用于在相对于变电站气体绝缘设备的低处，对气体易泄漏点位拍摄红外视频。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述红外热成像云台或红外热成像相机的红外拍摄温范围为
‑
20℃至+150℃，红外光谱波长拍摄范围为0.7～14μm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述红外视频的帧率不低于9fps，分辨率不低于30万像素。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对红外视频编码后进行传输，在提取所述红外视频单帧画面的温度场前，对编码后的红外视频进行解码。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述红外视频单帧画面的温度场，包括：对红外视频单帧画面中每个像素进行转换，以获取每个像素的温度值，基于所述温度值构建单幅红外视频画面的温度场。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灰度场包括14位灰度。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：识别变电站气体绝缘设备发生SF6气体泄漏后，对单帧画面中全部邻近帧温度场对应的灰度场进行特征匹配，比较灰度场中除变电站气体绝缘设备外的全视频灰度变化，根据所述全视频灰度变化，确定SF6气体泄漏检测告警占比，若所述气体泄漏检测告警占比超出预设阈值，则调整拍摄姿态，再次获取SF6气体泄漏检测告警占比，若所述气体泄漏检测告警占比再次超出预设阈值，则进行报警，否则进行复核。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调整拍摄姿态为对红外热成像云台或红外热成像相机的姿态进行微调。11.一种基于红外视频识别SF6气体泄漏的系统，其特征在于，所述系统包括：红外热成像相机模块，用于确定变电站气体绝缘设备的气体易泄漏点位，并针对所述气体易泄漏点位拍摄红外视频；分析模块，用于提取所述红外视频单帧画面的温度场，并将所述温度场转换为灰度场，
并对单帧画面中邻近帧温度场对应的灰度场进...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈培锋，杨洋，陈挺，李丽华，姚建光，朱家运，鞠玲，杨宁，何天雨，高飞，汤德宝，贾鹏飞，李勇，张博文，温蓓蓓，陈没，程阳，韩帅，廖思卓，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：