一种针对覆冰绝缘子的闪络预测方法和装置

本发明涉及图像处理，具体地涉及一种针对覆冰绝缘子的闪络预测方法和装置。

背景技术：

1、绝缘子作为电力系统的基础设备之一，其在覆冰条件下的可靠性对电网的安全稳定运行至关重要。由于绝缘子在覆冰的情况下电气性能会下降，因此可能会导致闪络事故而造成停电。例如，在寒冷条件下，运行的绝缘子可能会引起电弧，导致闪络事故。基于此，如何准确地预测闪络发生概率是亟待解决的。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供了一种针对覆冰绝缘子的闪络预测方法和装置。

2、根据本发明的第一个方面，提供了一种针对覆冰绝缘子的闪络预测方法，包括：采集绝缘子串所产生的电弧的电弧图像，其中，绝缘子串包括连接的i个绝缘子，i个绝缘子中的第i个绝缘子和第i-1个绝缘子是通过由第i个绝缘子向第i-1个绝缘子下坠生长的冰棱进行桥接的，i为大于1的正整数，i为大于1且小于等于i的正整数；从电弧图像中提取电弧特征图；根据电弧特征图，确定电弧的电弧参数信息；根据电弧参数信息和预定条件，确定与绝缘子串对应的闪络预测信息。

3、根据本发明的实施例，电弧参数信息包括电弧长度信息和电弧面积信息；根据电弧参数信息和预定条件，确定与绝缘子串对应的闪络预测信息，包括：确定电弧面积信息与电弧长度信息之间的比值；根据比值和预定条件，生成闪络预测信息。

4、根据本发明的实施例，采集绝缘子串所产生的电弧的电弧图像，包括：通过使用图像采集设备采集冰棱的冰棱图像信息；根据图像采集设备与绝缘子串之间的位置关系信息、冰棱图像信息和图像采集设备的焦距信息，确定冰棱的长度信息；根据冰棱的长度信息和绝缘子串的绝缘子距离信息，确定与绝缘子串对应的冰棱桥接状况信息，其中，绝缘子距离信息表征第i个绝缘子和第i-1个绝缘子之间的距离信息；在冰棱桥接状况信息表征第i个绝缘子和第i-1个绝缘子彼此之间桥接的情况下，采集电弧图像。

5、根据本发明的实施例，图像采集设备与绝缘子之间的位置关系信息包括：图像采集设备与包括绝缘子串的实景平面之间的距离信息，以及图像采集设备相对于绝缘子串的方向与实景平面之间的方向夹角，其中，实景平面是位于实际场景的平面，实景平面与设备采集冰棱图像信息的平面平行；冰棱图像信息包括像素坐标信息；根据图像采集设备与绝缘子串之间的位置关系信息、冰棱图像信息和图像采集设备的焦距信息，确定冰棱的长度信息，包括：根据像素坐标信息，确定冰棱的图像长度信息；根据距离信息、冰棱的图像长度信息、方向夹角和图像采集设备的焦距信息，确定冰棱的长度信息。

6、根据本发明的实施例，图像采集设备具有至少256个灰度级，图像采集设备的拍摄速度为至少6000帧/秒。

7、根据本发明的实施例，从电弧图像中提取电弧特征图，包括：根据电弧图像的灰度值，对电弧图像进行中值滤波，得到去噪后的电弧图像；对去噪后的电弧图像的灰度值进行幂次变换，得到增强后的电弧图像；对增强后的电弧图像进行分割处理，得到电弧图像中的电弧轮廓；对电弧轮廓进行填充，得到电弧特征图。

8、根据本发明的实施例，绝缘子串中的i个绝缘子是竖直串接的；上述闪络预测方法还包括：在目标冷却温度的环境下，利用喷雾装置以上下摆动的方式，向绝缘子串的方向喷射覆冰液，使绝缘子串覆盖有覆冰液；利用蜂巢状风速控制器按照预定风速对覆盖有覆冰液的绝缘子串吹风，直至得到生长有冰棱的绝缘子串。

9、根据本发明的实施例，在目标冷却温度的环境下，利用喷雾装置以上下摆动的方式，向绝缘子串的方向喷射覆冰液，使绝缘子串覆盖有覆冰液，包括：利用控制器控制网格状天花板进行室内热交换，使室内温度降低至目标冷却温度；在对绝缘子串施加直流电压的情况下，利用喷雾装置以上下摆动的方式，向绝缘子串的方向喷射覆冰液，使绝缘子串覆盖有覆冰液。

10、根据本发明的实施例，直流电压包括直流正电压或直流负电压；上述闪络预测方法还包括：接收冰棱计划生长速率信息，其中，冰棱计划生长速率信息表征了冰棱生长为将第i个绝缘子和第i-1个绝缘子彼此之间桥接的计划生长速率；确定与冰棱计划生长速率信息和预定速率对应的关联关系信息，其中，预定速率包括第一预定速率和第二预定速率，第一预定速率小于第二预定速率；在关联关系信息表征冰棱计划生长速率信息与第一预定速率之间存在关联关系的情况下，对绝缘子串施加直流正电压；在关联关系信息表征冰棱计划生长速率信息与第二预定速率之间存在关联关系的情况下，对绝缘子串施加直流负电压。

11、本发明的第二方面提供了一种针对覆冰绝缘子的闪络预测装置，包括：采集模块，用于采集绝缘子串所产生的电弧的电弧图像，其中，绝缘子串包括连接的i个绝缘子，i个绝缘子中的第i个绝缘子和第i-1个绝缘子是通过由第i个绝缘子向第i-1个绝缘子下坠生长的冰棱进行桥接的，i为大于1的正整数，i为大于1且小于等于i的正整数；提取模块，用于从电弧图像中提取电弧特征图；第一确定模块，用于根据电弧特征图，确定电弧的电弧参数信息；第二确定模块，用于根据电弧参数信息和预定条件，确定与绝缘子串对应的闪络预测信息。

12、根据本发明的实施例，采集通过冰棱桥接的i个覆冰绝缘子所产生的电弧的电弧图像，再根据电弧特征图来确定该电弧参数信息，从而可以根据该电弧参数信息来确定该电弧发展为闪络的可能性，并生成闪络预测信息。由此，实现了对i个覆冰绝缘子闪络风险的准确预测。

技术特征：

1.一种针对覆冰绝缘子的闪络预测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电弧参数信息包括电弧长度信息和电弧面积信息；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集绝缘子串所产生的电弧的电弧图像，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述图像采集设备与所述绝缘子之间的位置关系信息包括：所述图像采集设备与包括所述绝缘子串的实景平面之间的距离信息，以及所述图像采集设备相对于所述绝缘子串的方向与所述实景平面之间的方向夹角，其中，所述实景平面是位于实际场景的平面，所述实景平面与所述设备采集冰棱图像信息的平面平行；所述冰棱图像信息包括像素坐标信息；

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述图像采集设备具有至少256个灰度级，所述图像采集设备的拍摄速度为至少6000帧/秒。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述电弧图像中提取电弧特征图，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘子串中的i个绝缘子是竖直串接的；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在目标冷却温度的环境下，利用喷雾装置以上下摆动的方式，向所述绝缘子串的方向喷射覆冰液，使所述绝缘子串覆盖有所述覆冰液，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述直流电压包括直流正电压或直流负电压；

10.一种针对覆冰绝缘子的闪络预测装置，其特征在于，所述装置，包括：

技术总结
本发明提供了一种针对覆冰绝缘子的闪络预测方法，可以应用于图像处理技术领域。该针对覆冰绝缘子的闪络预测方法包括：采集绝缘子串所产生的电弧的电弧图像，其中，绝缘子串包括连接的I个绝缘子，I个绝缘子中的第i个绝缘子和第i‑1个绝缘子是通过由第i个绝缘子向第i‑1个绝缘子下坠生长的冰棱进行桥接的，I为大于1的正整数，i为大于1且小于等于I的正整数；从电弧图像中提取电弧特征图；根据电弧特征图，确定电弧的电弧参数信息；根据电弧参数信息和预定条件，确定与绝缘子串对应的闪络预测信息。本发明还提供了一种针对覆冰绝缘子的闪络预测装置。

技术研发人员：刘勇,王博涵,辛岳芃,王祥,李琪冉,高群,高昇,宗红宝,王豪
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29