基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统与流程

本发明属于断路器超程测量，尤其涉及一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统。

背景技术：

1、在断路器机械状态检测领域，超程是一个非常重要的机械特性参数，超程指的是动触头超行程，意为断路器动静触头接触以后机构继续动作的行程。在合闸过程中，弹簧操作机构中合闸弹簧储存的能量，一部分转至断路器的分闸弹簧，为分闸弹簧储能；一部分转至断路器的触头压力弹簧，为触头压力弹簧压缩，进而为动、静触头提供足够的压力，是断路器为了保证合闸的可靠性以及触头磨损情况下能够继续可靠合闸而设定的参数。若断路器超程太小，就不能保证触头在烧损后应有的触头压力，同时，初始分闸速度变小，会影响断路器的开断关合合动热稳定性能，甚至产生重合闸弹振。若超程过大，则会增加操作机构的合闸功，使合闸变得极不可靠。因此，准确检测高压断路器的超程是断路器保持良好工作的重要保障。

2、但是一般的高压断路器超程检测所用传感器在带电检测时容易受到高压侧电磁场干扰、需要人工添加标记带来误差而导致的测试精度不够与安全性低。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统，用于解决一般的高压断路器超程检测所用传感器在带电检测时容易受到高压侧电磁场干扰、需要人工添加标记带来误差而导致的测试精度不够与安全性低的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法，包括：

3、根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1；

4、在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流，并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2，其中，所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接；

5、获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集，其中，所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到，所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像；

6、根据harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测，得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点；

7、通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹，并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成高压断路器的超程距离，其中，改进的光流场算法的表达式为：

8、，

9、式中，为密集空间变换总体损失，为权值项，为窗口累积数，为惩罚函数，为平滑项，为像素点权重，为像素矢量变化函数，为梯度恒常函数。

10、第二方面，本发明提供一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统，包括：

11、第一获取模块，配置为根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1；

12、分析模块，配置为在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流，并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2，其中，所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接；

13、第二获取模块，配置为获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集，其中，所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到，所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像；

14、检测模块，配置为根据harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测，得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点；

15、换算模块，配置为通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹，并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成断路器超程距离，其中，改进的光流场算法的表达式为：

16、，

17、式中，为密集空间变换总体损失，为权值项，为窗口累积数，为惩罚函数，为平滑项，为像素点权重，为像素矢量变化函数，为梯度恒常函数。

18、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法的步骤。

19、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法的步骤。

20、本申请的基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统，通过动态电阻判断断路器主触头的刚合点，从而控制起始开关来启动高速摄影仪，拍摄的绝缘连杆运动轨迹将输入诊断控制仪，通过harris角点检测算法选定连杆强角点位置定位，再通过改进的光流场算法对强角点运动轨迹计算可得出绝缘连杆运动距离，通过比值换算成断路器超程距离。相对于传统的激光传感器检测和人工标记识别方法，本发明能有效降低人工处理及高压侧电磁干扰带来的误差，在断路器例行动作、导负荷等工作时，也能测量断路器机械特性，这样无需设备停电、拆引线，弥补了现有技术的不足。

技术特征：

1.一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法，其特征在于，所述通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法，其特征在于，所述根据harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测，得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法，其特征在于，其中，改进的光流场算法的惩罚函数的表达式为：

5.根据权利要求1所述的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法，其特征在于，所述基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成高压断路器的超程距离包括：

6.一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统，方法包括：获取高压断路器一次电流通流的第一时刻；在第一时刻通过第一试验接线对高压断路器进行施加电流，并通过高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻；获取刚合时刻至第二时刻的高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集；对绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测，得到第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点；获取强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹，并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将运动轨迹换算成高压断路器的超程距离。能有效降低人工处理及高压侧电磁干扰带来的误差。

技术研发人员：袁思凡,龙国华,李杰,程梦盈,邹阳,黄军锋,蔡勇彪
受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1