【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電力工程，涉及絕緣子的診斷方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、絕緣子是電力系統(tǒng)中輸電線路上的常見器件，安裝在不同電位的導(dǎo)體或?qū)w與接地構(gòu)件之間，能夠耐受電壓和機械應(yīng)力作用，絕緣子長期暴露在惡劣環(huán)境中；絕緣子種類繁多，形狀各異，不同類型的絕緣子結(jié)構(gòu)和外形雖有較大差別，但都是由絕緣件和連接金具兩大部分組成的。劣化絕緣子是指整體絕緣性能下降的絕緣子，這是由于絕緣子長期在使用中遭受紫外線照射、電熱應(yīng)力、機械損傷、化學(xué)物質(zhì)侵蝕、環(huán)境污染以及溫差變化等因素的影響，導(dǎo)致絕緣材料性能發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，整體絕緣性能下降，甚至出現(xiàn)零值絕緣子，從而增加輸電線路發(fā)生閃絡(luò)和故障的風(fēng)險。對于劣化絕緣子，傳統(tǒng)的診斷方法依賴人工攀爬或地面診斷，不僅效率低下，而且存在安全隱患，同時無法實現(xiàn)劣化絕緣子的劣化程度、劣化絕緣子的劣化原因的直觀可視化，診斷結(jié)果準(zhǔn)確性低，電力運維人員難以作為依據(jù)制定檢修方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決
技術(shù)介紹
中所述劣化絕緣子的診斷效率低、劣化程度和劣化原因無法直觀判斷、診斷結(jié)果準(zhǔn)確性低的問題，本專利技術(shù)提供一種劣化絕緣子的診斷方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)。
2、本專利技術(shù)的方法包括：
3、對待測絕緣子進行帶電劣化診斷，依據(jù)診斷得到的電場分布曲線對絕緣子串中的劣化絕緣子進行識別；
4、獲取待測絕緣子的紅外圖像，將所述紅外圖像與標(biāo)準(zhǔn)絕緣子的紅外圖像進行對比，識別劣化絕緣子；
5、當(dāng)基于電場分布曲線識別的劣化絕緣子與基于紅外圖像識別的
6、將標(biāo)記的劣化絕緣子的紅外圖像與標(biāo)準(zhǔn)絕緣子的紅外圖像進行對比，確定標(biāo)記的劣化絕緣子的劣化程度；
7、將不同污穢程度的絕緣子的圖像與光譜數(shù)據(jù)輸入到卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行訓(xùn)練，構(gòu)建污穢診斷模型；
8、利用標(biāo)記的劣化絕緣子的圖像和光譜數(shù)據(jù)，依據(jù)污穢診斷模型確定標(biāo)記的劣化絕緣子的污穢程度；
9、基于劣化絕緣子的劣化程度、劣化絕緣子的污穢程度、劣化絕緣子的臺賬數(shù)據(jù)、劣化絕緣子所處地域環(huán)境數(shù)據(jù)、劣化絕緣子的所有劣化原因以及各個劣化原因?qū)?yīng)的解決方案，構(gòu)建知識圖譜模型；
10、依據(jù)知識圖譜模型對每個標(biāo)記的劣化絕緣子進行分析，得到劣化絕緣子的劣化原因和對應(yīng)的解決方案。
11、進一步地，所述待測絕緣子進行帶電劣化診斷方法為：電場傳感器通過無人機搭載并飛行至待測絕緣子的傘裙邊緣外側(cè)，對待測絕緣子進行高電位至低電位的帶電劣化診斷，獲取電場分布曲線，通過電場分布曲線中電場發(fā)生畸變的區(qū)域判斷出劣化絕緣子所在位置。
12、更進一步地，所述待測絕緣子的紅外圖像的獲取方法為：紅外熱像儀通過無人機搭載并對待測絕緣子進行拍攝得到紅外圖像，依據(jù)拍攝得到的紅外圖像與正常絕緣子的紅外圖像表面溫度的差異，識別劣化絕緣子；所述標(biāo)記的劣化絕緣子的劣化程度的確定方法為：將標(biāo)記的劣化絕緣子的紅外圖像與正常絕緣子的紅外圖像的溫度進行對比，當(dāng)標(biāo)記的劣化絕緣子溫度高于正常絕緣子溫度，該標(biāo)記的劣化絕緣子為低值絕緣子，當(dāng)標(biāo)記的劣化絕緣子溫度低于正常絕緣子溫度，該標(biāo)記的劣化絕緣子為零值絕緣子。
13、更進一步地，所述污穢診斷模型的構(gòu)建過程包括：
14、收集輸電線路上不同污穢程度的絕緣子，并通過高光譜成像儀采集絕緣子的圖像與光譜數(shù)據(jù)；
15、對圖像與光譜數(shù)據(jù)進行包括去噪、黑白矯正、多元散射校正在內(nèi)的圖像預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)；
16、運用分段主成分分析法對預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進行分析，提取污穢特征；
17、結(jié)合污穢特征和不同污穢程度的絕緣子數(shù)據(jù)對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型進行訓(xùn)練和驗證，對不同污穢程度的絕緣子進行識別。
18、更進一步地，所述黑白矯正的計算公式為：
19、
20、式中，rcorrected表示校正后的反射率，rraw表示原始反射率，rmax表示像素值的最大值，也即全黑標(biāo)定高光譜圖像的平均反射率，rmin表示像素值的最小值，也即全白標(biāo)定高光譜圖像的平均反射率；
21、所述多元散射校正的具體步驟如下：
22、假設(shè)所有光譜數(shù)據(jù)的平均值為“理想光譜”：
23、
24、式中，hi為單個樣本的光譜矢量，n為選取的樣本譜線數(shù)，m為光譜波段數(shù)；為所有樣本的光譜數(shù)據(jù)在各個波段處求平均值所得到的平均光譜矢量，也即“理想光譜”；
25、再將每組的光譜數(shù)據(jù)hi與理想光譜進行一元線性回歸計算，可得到各光譜的相對偏移量ai及基線平移量bi：
26、
27、最后，得到基線平移量及偏移量后，在每組樣本光譜數(shù)據(jù)中減去基線平移量，并除以偏移量修正光譜數(shù)據(jù)的基線相對傾斜，從而每個光譜的基線平移和偏移都在標(biāo)準(zhǔn)光譜的參考下予以修正；
28、
29、式中，hi(msc)為經(jīng)多元散射校正處理后的單個樣本的光譜矢量。
30、更進一步地，所述標(biāo)記的劣化絕緣子的污穢程度的確定方法為：高光譜成像儀通過無人機搭載對劣化絕緣子進行空中掃描，采集圖像和光譜數(shù)據(jù)；
31、將所述圖像和光譜數(shù)據(jù)輸入到污穢診斷模型中，對標(biāo)記的劣化絕緣子的污穢程度進行診斷，將劣化絕緣子按照污穢程度分類為存在污穢劣化絕緣子和不存在污穢劣化絕緣子。
32、更進一步地，所述知識圖譜模型的構(gòu)建過程包括：
33、收集劣化絕緣子的臺賬數(shù)據(jù)，得到劣化絕緣子的安裝時間、生產(chǎn)日期、使用年限，利用命名實體識別技術(shù)構(gòu)建劣化絕緣子圖譜；
34、獲取劣化絕緣子所處地域環(huán)境數(shù)據(jù)，得到劣化絕緣子所處的環(huán)境氣候和空氣濕度，利用命名實體識別技術(shù)構(gòu)建地域環(huán)境圖譜；
35、基于劣化絕緣子的劣化程度和劣化絕緣子的污穢程度，結(jié)合劣化絕緣子圖譜，利用時間抽取算法識別劣化絕緣子的時間信息，獲取劣化絕緣子的使用時間及劣化趨勢，構(gòu)建時間序列圖譜；
36、基于劣化絕緣子的劣化程度和劣化絕緣子的污穢程度，結(jié)合劣化絕緣子圖譜、地域環(huán)境圖譜、時間序列圖譜以及所有劣化原因，構(gòu)建劣化原因圖譜；
37、基于各個劣化原因?qū)?yīng)的解決方案，構(gòu)建解決方案圖譜；
38、通過基于事件抽取算法和transe算法對劣化絕緣子圖譜、地域環(huán)境圖譜、劣化原因圖譜和解決方案圖譜進行圖譜融合、圖譜補全以及圖譜推理，獲得知識圖譜。
39、本專利技術(shù)還提出了一種劣化絕緣子的診斷系統(tǒng)，包括劣化絕緣子電場識別模塊、劣化絕緣子紅外識別模塊、劣化絕緣子標(biāo)記模塊、劣化程度確定模塊、污穢診斷模型構(gòu)建模塊、污穢程度確定模塊、知識圖譜模型構(gòu)建模塊、劣化絕緣子分析模塊。
40、所述劣化絕緣子電場識別模塊，用于對待測絕緣子進行帶電劣化診斷，依據(jù)診斷得到的電場分布曲線對絕緣子串中的劣化絕緣子進行識別。
41、所述劣化絕緣子紅外識別模塊，用于獲取待測絕緣子的紅外圖像，將所述紅外圖像與標(biāo)準(zhǔn)絕緣子的紅外圖像進行對比，識別劣化絕緣本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述待測絕緣子進行帶電劣化診斷方法為：電場傳感器通過無人機搭載并飛行至待測絕緣子的傘裙邊緣外側(cè)，對待測絕緣子進行高電位至低電位的帶電劣化診斷，獲取電場分布曲線，通過電場分布曲線中電場發(fā)生畸變的區(qū)域判斷出劣化絕緣子所在位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述待測絕緣子的紅外圖像的獲取方法為：紅外熱像儀通過無人機搭載并對待測絕緣子進行拍攝得到紅外圖像，依據(jù)拍攝得到的紅外圖像與正常絕緣子的紅外圖像表面溫度的差異，識別劣化絕緣子；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述污穢診斷模型的構(gòu)建過程包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述標(biāo)記的劣化絕緣子的污穢程度的確定方法為：高光譜成像儀通過無人機搭載對劣化絕緣子進行空中掃描，采集圖像和光譜數(shù)據(jù)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述知識圖譜模型的構(gòu)建
7.一種劣化絕緣子的診斷系統(tǒng)，其特征在于：包括劣化絕緣子電場識別模塊、劣化絕緣子紅外識別模塊、劣化絕緣子標(biāo)記模塊、劣化程度確定模塊、污穢診斷模型構(gòu)建模塊、污穢程度確定模塊、知識圖譜模型構(gòu)建模塊、劣化絕緣子分析模塊；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種劣化絕緣子的診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述劣化絕緣子電場識別模塊中，電場傳感器通過無人機搭載并飛行至待測絕緣子的傘裙邊緣外側(cè)，對待測絕緣子進行高電位至低電位的帶電劣化診斷，獲取電場分布曲線，通過電場分布曲線中電場發(fā)生畸變的區(qū)域判斷出劣化絕緣子所在位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種劣化絕緣子的診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述劣化絕緣子紅外識別模塊中，紅外熱像儀通過無人機搭載并對待測絕緣子進行拍攝得到紅外圖像，依據(jù)拍攝得到的紅外圖像與正常絕緣子的紅外圖像表面溫度的差異，識別劣化絕緣子；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種劣化絕緣子的診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述污穢診斷模型構(gòu)建模塊中，污穢診斷模型的構(gòu)建過程包括：
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種劣化絕緣子的診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述污穢程度確定模塊中，高光譜成像儀通過無人機搭載對劣化絕緣子進行空中掃描，采集圖像和光譜數(shù)據(jù)；
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種劣化絕緣子的診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述知識圖譜模型構(gòu)建模塊中，收集劣化絕緣子的臺賬數(shù)據(jù)，得到劣化絕緣子的安裝時間、生產(chǎn)日期、使用年限，利用命名實體識別技術(shù)構(gòu)建劣化絕緣子圖譜；
13.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項所述的一種劣化絕緣子的診斷方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述待測絕緣子進行帶電劣化診斷方法為：電場傳感器通過無人機搭載并飛行至待測絕緣子的傘裙邊緣外側(cè)，對待測絕緣子進行高電位至低電位的帶電劣化診斷，獲取電場分布曲線，通過電場分布曲線中電場發(fā)生畸變的區(qū)域判斷出劣化絕緣子所在位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述待測絕緣子的紅外圖像的獲取方法為：紅外熱像儀通過無人機搭載并對待測絕緣子進行拍攝得到紅外圖像，依據(jù)拍攝得到的紅外圖像與正常絕緣子的紅外圖像表面溫度的差異，識別劣化絕緣子；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述污穢診斷模型的構(gòu)建過程包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述標(biāo)記的劣化絕緣子的污穢程度的確定方法為：高光譜成像儀通過無人機搭載對劣化絕緣子進行空中掃描，采集圖像和光譜數(shù)據(jù)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種劣化絕緣子的診斷方法，其特征在于：所述知識圖譜模型的構(gòu)建過程包括：
7.一種劣化絕緣子的診斷系統(tǒng)，其特征在于：包括劣化絕緣子電場識別模塊、劣化絕緣子紅外識別模塊、劣化絕緣子標(biāo)記模塊、劣化程度確定模塊、污穢診斷模型構(gòu)建模塊、污穢程度確定模塊、知識圖譜模型構(gòu)建模塊、劣化絕緣子分析模塊；
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余博，李健，鄭雷，彭朝亮，殷鵬翔，李濤，周贊東，羅浩，方書博，馮滿，涂潔，李煉煉，徐暢，鄢哲，劉輝，劉嶸，周超，劉輝，沈浩，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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