基于可见光图像的铁路接触网绝缘子污秽状况检测

为实现高速铁路接触网绝缘子污秽状况的在线检测,通过分析积污成分与污秽物分布情况,排除可见光图像中干扰因素的同时提取多个特征量描述绝缘子的污秽状况。通过实验样本测试验证该方法的判别精度,准确率可达到0. 908,该方法能够有效监测铁路接触网绝缘子的污秽状况。     

基于PCA-kmeans和图谱特征的绝缘子表面污秽程度评估方法

绝缘子污秽闪络是威胁输电线路外绝缘防护的主要故障,为了寻求一种可靠的非接触式绝缘子污秽状态在线检测方法,本研究以高光谱成像技术为基础,通过人工污秽试验制备了5个污秽等级下不同类型的污秽绝缘子样品,随后通过高光谱成像平台分别获取了不同污秽状态下绝缘子样品的图谱特征并进行了分析,在此基础上结合主成分分析法和k-means空间聚类实现了绝缘子表面污秽等级的评估,并结合主成分计算结果和伪彩处理可以实现绝缘子表面污秽分布的可视化。结果表明该方法可以准确地实现污秽状态的分类和识别,识别准确度均在93%以上,其中复合绝缘子的污秽等级识别率最高到达了96.5%。本研究为绝缘子污秽状态的可视化在线监测提供了一种新的技术手段,同时为后续高光谱成像技术的现场污秽检测应用提供了研究基础。     

基于红外图像特征与BP神经网络的绝缘子串低零值故障和污秽故障识别方法

提出一种基于红外图像温度分布特征和BP神经网络(BPNN,back-propagation neural networks)的绝缘子串低零值故障和污秽故障识别方法。首先利用图像处理技术分割提取绝缘子串红外图像中钢帽和盘面目标区域,得到对应温度数据;之后引入K-means聚类算法剔除分割目标区域中背景像素温度数据的干扰,并计算每个分割区域温度平均值,形成反映绝缘子运行状态的钢帽和盘面温度特征向量;在此基础上,建立以温度特征向量为输入的BPNN模型,实现绝缘子串低零值故障和污秽故障的识别及故障定位。最后通过将模型应用于某500 k V变电站绝缘子串故障诊断,验证所提出方法的准确性。     

基于RGB特征的污秽复合绝缘子放电过程分析

绝缘子放电的可见光数字图像中包含丰富的色度信息,利用数字图像处理技术处理了在人工雾室中复合绝缘子污闪试验拍摄的放电图像。先将绝缘子放电图像分离为三基色分量图,然后将红(R)绿(G)和蓝(B)分量图转换为灰度图,提取各分量的灰度值并计算各分量占比。分析结果表明:沿着电弧发展路径上,R、G、B三分量的灰度值先增大后减小,能够反映绝缘子放电集中在绝缘子中间位置。随绝缘子放电过程进行,三个色度分量灰度值较大且出现集中时间段,期间还包含相对平稳且较小时间段,这反映了绝缘子表面局部起弧息弧的过程;电压继续升高,R、G、B分量灰度值较之前大了一个数量级,这表明了绝缘子表面电弧越来越粗,电弧放电量达到最大;在绝缘子临闪时,各分量灰度值迅速增大;三个分量的占比变化曲线,可以反映放电加剧变化情况,可用于放电严重程度的判断。上述绝缘子放电电弧图像R、G、B分量灰度值变化规律可以定量反映绝缘子放电剧烈程度与放电过程,为复合绝缘子污闪预警提供了可靠依据。     

基于K两端聚类的污秽绝缘子放电状态评估

沿面放电是绝缘子污秽程度及运行状态的重要体现,实时掌握绝缘子的污秽放电状态对污闪的预防具有重大意义.根据污秽绝缘子在放电过程中泄漏电流的波形变化以及放电区段的划分特点,提出了一种基于K两端聚类的动态划分方法.分析污秽绝缘子在运行中受潮、形成干燥带及局部电弧、局部电弧发展至极端闪络的全过程,并依据绝缘子运行中工作电压和泄...     

融合核主成分与随机森林的瓷绝缘子污秽等级诊断方法研究

由瓷绝缘子表面污秽引起的闪络放电严重影响了电力系统的安全稳定运行,针对传统分析方法无法对瓷绝缘子污秽程度特征量的不明显和非线性属性进行准确反映,且瓷绝缘子污秽等级诊断准确率低的现状,提出了一种融合核主成分与随机森林的瓷绝缘子污秽等级诊断新方法。在实验室模拟信号和现场实测信号的基础上,通过该诊断新方法与其它传统方法诊断结果的对比分析,结果表明该方法具有更高的准确率和更好的噪声容忍度,能够有效地对瓷绝缘子的污秽等级进行诊断,可为瓷绝缘子的污秽监测及污闪的预防提供有效借鉴和参考。     

谐波电压影响下的瓷绝缘子污秽故障特征量研究

泄漏电流法是监测瓷绝缘子表面污秽故障的重要方法,但瓷绝缘子所承受电压包含谐波时会导致泄漏电流特征量的有效性降低,进而造成绝缘子表面污秽故障的诊断准确率降低,因此提出了一种以泄漏电流时间积分为基础的污秽故障新特征量,推导了该特征量的理论数学模型,并通过与其它故障特征量的对比分析文中提出的新特征量的优越性和有效性进行了验证。提出的瓷绝缘子污秽故障新特征量受电压谐波影响更小,在不同谐波电压影响下均能很好地地反映绝缘子污秽故障情况,可为瓷绝缘子的在线监测及污闪预警提供参考和借鉴。     

基于深度学习的绝缘子精确识别

针对大量高分辨率的无人机航拍影像中自爆绝缘子的检测问题,提出一种基于SSD检测网络改进的MFPSSD网络(Multidirectional Feature Pyramid Single Shot Detector,MFPSSD),实现绝缘子目标的精确识别.第一,利用K-means算法对训练数据进行聚类分析得到绝缘子数据集中的样本形状分布特征,然后设置默认框参数.第二,将多向特征金字塔结构引入SSD目标检测算法,实现低层网络与高层网络的多向连接,有效将底层信息与高层信息进行特征融合.实验结果表明,与SSD、Faster R-CNN等算法相比较,MFPSSD目标检测算法在检测速度和检测精度两方面性能更好.     

基于主成分分析的复合绝缘子运行状态综合评价方法研究

目前缺少有效的线路复合绝缘子综合评价方法,无法准确判断绝缘子运行状态,严重影响线路安全稳定运行。笔者基于主成分分析法建立了线路复合绝缘子运行状态综合评价模型,其中制定了实验参数的无量纲处理原则并选取累计方差达到85%的指标参数作为主成分。以±800 k V楚穗直流线路复合绝缘子为例,选取15支在线运行绝缘子进行了基本性能测试、电气性能试验和机械性能试验,依据主成分分析法对得到的3类主成分。评价结果与绝缘子当前状态具有良好契合度,验证了线路绝缘子运行状态综合评价模型的有效性和可靠性。该方法综合各项试验结果进行量化评分,确定绝缘子的运行状态,为线路的差异化运维提供辅助决策。     

基于多光源图像信息融合的绝缘子污秽状态识别

绝缘子污秽状态非接触检测是智能变电巡检的重要组成部分,为有效提高绝缘子污秽状态识别率,提出了一种基于多光源图像决策级融合的污秽状态诊断方法。以沿海地区多所变电站中不同污秽状态的绝缘子为研究对象,采用种子区域生长法进行图像分割后,分别提取其可见光颜色空间特征、红外图像的灰度化特征以及环境特征,再依据Fisher判据筛选得到最优表征量,并设计支持向量机多值分类器进行污秽状态初判。基于各自识别结果,引入D-S理论进行决策级融合,实现绝缘子污秽状态的有效识别。试验结果表明:本文融合算法的正确率明显高于单种图像源的识别,达到95%左右,为带电检测作业中绝缘子的非接触检测及故障智能诊断提供了新思路。     

分层纹理特征和梯度特征融合的图像分类

为了提高分类检索和识别的准确率,提出了分层纹理特征和梯度特征融合的方法,即分层中心对称局部二值模式(CS-LBP)和梯度方向直方图(HOG)的特征融合方法。首先,对原始图像进行多次CS-LBP特征的提取,得到3层不同的特征图像;然后对特征图像进行大小相等、不重叠分块,分别提取每块CS-LBP特征和HOG特征,形成每一层的特征;再将特征图像的特征进行融合。分别在标准图像库和人脸库上进行仿真,研究结果表明:提出的分层融合方法的分类查准率和识别率比传统方法分别提高了15%和10%。     

基于改进的YOLOv4绝缘子掉片故障检测方法

针对现有输电线路无人机巡检使用的目标检测算法速度较慢且模型文件较大的问题,提出了一种改进的YOLOv4目标检测算法.使用轻量型的MobileNetv2网络作为模型的主干特征提取网络,并将模型后续的标准卷积运算变为深度可分离卷积,减少了运算参数.使用K-means聚类得到了9种绝缘子及掉片故障锚框尺寸的先验知识.使用h-...     

基于图像识别与智能算法的绝缘子故障检测方法研究

针对以传统人工方式巡检电网工作效率低、危险性高、成本大,而现行基于图像处理技术的自动巡检方案针对性差、识别精度低的问题,本研究基于图像识别技术及相关算法,提出了一种针对绝缘子缺陷、爆裂故障的检测方法.该方法借助形态学滤波、Otsu方法、Snake模型、免疫遗传算法、椭圆拟合以及连通区域等技术,对绝缘子图像进行预处理、轮...     

城市空间肌理特征的参数化解析

以城市空间肌理为研究对象,提出了针对道路、建筑两类空间要素的参数化解析方法,并以衢州等9个城市为例进行了实证研究。本研究旨在以参数化的方式,定量化地研究城市空间肌理的特质,发掘隐藏在空间表象背后的数字规律,为城市空间保护规划提供定量化的技术支撑,促使城市空间(特别是历史街区)的可识别性、历史性得到良好延续。     

基于改进Cascade R-CNN算法的多类型绝缘子缺陷图像联合检测

当前输电线路巡检工作主要采用无人机巡检的方式来完成,利用人工智能技术助力巡检图像的缺陷识别已成为趋势.以往绝缘子缺陷检测研究大部分集中于绝缘子爆片类缺陷的检测,提出了一种改进的Cascade R-CNN算法,基于绝缘子缺陷数据建立绝缘子缺陷数据集.该算法主要针对绝缘子爆片、绝缘子电弧烧伤及绝缘子伞裙破损的多类型绝缘子缺...     

基于电磁波检测的零值绝缘子诊断方法

提出了基于电磁波检测的零值绝缘子诊断方法(即联合采用特高频和高频的局放电流检测方法)。在实验中,用“时间窗”时域提取法得到信号进行对比和统计模式判别,可以消除许多传统方法无法消除的各种干扰,能较准确地判断是否有零值绝缘子出现。     

铁路隧道复合绝缘子运行特性分析

抽取了1支在铁路隧道内挂网运行的复合绝缘子,该绝缘子在运行时表面放电频繁,为了研究该绝缘子运行性能,在实验室进行了自然污闪电压、憎水性、材料拉伸强度、撕裂强度和硬度试验,利用离子色谱仪、电子扫描显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱对硅橡胶表面污秽进行分析,研究结果表明该绝缘子自然污闪电压较高,表面憎水性整体较差,憎水丧失及...