数字图像在输电线路检测中的应用钟蔚福

数字图像在输电线路检测中的应用钟蔚福

关键词:电力系统;输电线路;检测

引言

输电线路在整个电网中起到举足轻重的作用,其运行的可靠性要求较现有超高压线路更高,而输电线路检测是保证线路建成后安全稳定运行的重要方式之一。因此,了解特高压输电线路特点,结合特高压输电线路关键技术研究成果和超高压线路运行维护经验,分析特高压线路检测的关键技术,可以弥补特高压输电线路在运行维护理论方面的不足,为特高压输电线路的运行维护提供一种科学、合理的指导性方案。

1图像拼接与Hough变换融合算法

以自适应非极大值抑制算法检测与筛选图像特征角点,将筛选后的角点进行区域生长与匹配,去缝融合成拼接结果图,并通过Hough变换提取目标电缆。设图像I(x,y),若图中像素点(x,y)移动(Δx,Δy),据泰勒公式展开,其自相似函数为通过二次项函数计算角点的响应值R,判断是否为角点。式中detM为矩阵M(x,y)的行列式;traceM为矩阵的直迹;α为经验常数,设计取值范围[0.04,0.05]。将小于设定阈值的R值置零,即在5×5的附近区域进行自适应的非极大值抑制,计算局部最大值点,获取特征角点。将特征角点作为种子点,执行区域增长和局部区域匹配。结束生长的阈值条件:生长区域中像素PG(i,j)与种子点PS(x,y)的行数和列数的绝对值之和超过阈值;出现越界行为。采用逆翘曲法填补空洞,据图像融合前两幅图像的采样密度,映射及填补后获得拼接图像。核心算法流程图如图1所示。

2电力系统输电线路的检测

在对电力系统输电线路进行动态增容监测时,需要做好三个方面的工作,首先是气象监测,需要明确认识输电线路运行中受到天气因素的影响,比如阴晴、风雪等。气象监测中,输电线路的设备没有直接接触高压输电线路,因此,输电线路就容易受到高压的影响。利用气象监测设备时,需要及时对器材进行监测好校准,从而使气象监测能够顺利的进行。其次是需要对导线的温度进行检测,通过特定数据对导线进行监测分析,结合数据[2],使输电线路能够承受更大的电量。这是导线监测中比较简单便利的方法,最后得到的数据也比较准确。此外还需要注意排除导线监测中的不利影响因素。第三就是导线拉力监测,通过拉力测量仪器进行监测,能够全面认识和了解周边的环境与温度,明确其气象的具体情况。导线拉力监测是要将输电线路呈现在空载的状态下。要对这三种监测方法全面的认识与掌握,保证在不同的环境条件下能够使监测工作顺利安全的开展。输电线路的施工弧垂观测,就是在输电线路有弯曲弧度出现时,选择其中任意一个位置,明确这个位置与两边线路之间的距离。在输电线路中需要有一定的承载物,这个承载物就是电线杆,还有塔。在长时间的悬挂状态下,或者是在悬挂过程中受到外界压力,就会使得输电线路出现弯曲的现象,线路松垮,这就是弧垂现象。这种现象在电力系统中是比较普遍存在的,因此在监测过程中需要特别注意。在监测弧垂时可以使用等长法或者是角度法两种方法,等长法就是在观测档第二基杆上绑定弧垂版,绑定过程中需要先绑定较高的杆塔,然后在绑定较低的。使用三点一线的方法进行观测。需要观测者、弧垂版以及观察的杆塔在同一个平面上,防止出现虚光,使结果的准确性得到提升。角度法就是在实际的操作过程中,明确杆塔,用H1表示需要进行观测的挂线的横担高度,经过测量,当天顶角为90°时,用H2表示其测出的高度,用H3表示横担到滑轮槽的高度,然后计算出仪器到滑轮槽的总高度H=H1+H2+H3,从而使检测的准确性得到提升。

3线路检测中的关键技术

3.1红、紫外检测技术

红外成像技术采用对物体进行扫描的方法,依一定顺序逐点接收被测物体的红外辐射,再利用红外元件,将这些接收到的红外辐射转变为电信号,然后经过类似于电视接收系统的信息处理,在显示屏幕上显示出一幅被测物体的红外热像图像。当被测物体温度升高时,其红外辐射强度大,转变成的电信号也强,屏幕上显示的热像图也就更明亮,反之,则热像图就暗,其最高可分辩出0.01℃的温升。因此,红外成像技术可以探测特高压输电线路故障发热、温升点,便于故障点定位。紫外检测通过统计单位时间内的电晕脉冲数,确定放电强度,可用于检测微小但稳定的局部放电,探寻导线及金具故障,并显示故障源的精确位置。

3.2金属结构的超声波探伤

在特高压线路铁塔的运行维护中可用超声波探伤,以及时发现缺陷,及早预防。各种材料的缺陷形式多种多样,没有一个统一的缺陷标准来衡量缺陷状态。超声波探伤一般采用当量原理实现缺陷的检测,即在特高压输电线路铁塔探伤时,检测钢材试块中各种类型的人工缺陷,记录其波高,导入探伤系统数据库,现场检测铁塔缺陷波高,经过系统对比匹配确定缺陷形式。因此用试块作为参考依据来进行比较,是超声波探伤的特点。超声波探伤仪按声源能动性、声波连续性、缺陷显示方式和声波通道数等方式可分成许多种类型,其中脉冲反射式超声波探伤仪是当前应用最广泛的一种,它主要由同步电路、扫描电路、发射电路、探头和示波管、时标电路等组成。

结语

从人工巡检到无人机实测图像监测,检测准确度是输电线路的研究重点。本文提出了一种图像拼接与Hough变换相融合的算法检测输电线路。对采集图像进行灰度归一化处理后,以自适应非极大值抑制算法检测筛选图像中的角点,将其作为种子点进行区域生长与匹配,降低了原始捕获图像的失真度。通过Hough变换提取了拼接图像中的目标输电线路,有效增加了目标电缆长度,使目标电缆的提取更加清晰准确。在实验室条件下,借助数字图像处理工具MATLAB进行仿真,结果证明:本文所提出的算法在传输线路检测的准确度和匹配度等方面都有显著的优势,具有工程实践意义。高压输电线路检测是架空线路检测领域的研究热点,对于缆车索道等高山、悬崖处的架空线路检测具有参考价值。

参考文献

[1]李晓航,郭佳,彭富伦,等.一种改进的基于Hough变换的道路图像检测方法[J].应用光学,2016,37(2):229-234.

[2]柳青.电力系统输电线路的维护与检测[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014,02:312-313.

标签:;  ;  ;  

数字图像在输电线路检测中的应用钟蔚福
下载Doc文档

猜你喜欢