专利名称：绝缘子污秽分布监测方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力设备绝缘子污秽检测技术领域，特别是涉及一种绝缘子污秽分布监测方法，以及一种绝缘子污秽分布监测系统。
背景技术：
输电线路在污秽条件下的外绝缘水平对线路的安全运行具有重大影响，绝缘子表面的污秽物是影响绝缘子污秽耐受特性的主要因素之一。因输变电设备污秽外绝缘水平下降而导致的污闪事故常有发生，给电力生产造成巨大损失。污闪事故原因分析表明，我国的 环境污染发展较快，输变电设备的外绝缘水平与环境发展不协调。尽管采取了各种防污改造措施，但具体实施时带有盲目性，缺乏量化的绝缘选择和配置依据。而且，目前对运行设备的污秽度水平的监测缺乏有效的技术手段，尤其是无法准确掌握年度内不同季节和气象条件下最大污秽水平以及污秽水平的发展趋势。因此，加强输电线路的设备监测及缺陷管理，是提高输电线路的运行管理水平的一项重要措施。目前电力部门广泛采用的等值盐密法是基于每年清扫的基础上标定污秽等级的方法。该方法虽然操作简单，但需要坚持人员的专业化、仪表的可靠性、测试工作的制度化，还需要停电或上杆(塔)工作，所需投入人力、物力巨大，具有很大的局限性；这种方法对于积污速度的影响考虑也不够全面，不能准确地指导外绝缘爬距比的合理配置，且测量结果分散性较大，很难合理确定测量周期。

发明内容
基于此，本发明提供一种绝缘子污秽分布监测方法和系统，能够实时自动监测绝缘子污秽的分布情况，本发明无需人工现场采集数据，能实现智能化监测。一种绝缘子污秽分布监测方法，包括如下步骤获取监测区域的遥感图像和电子地图，确定所述监测区域的绝缘子污秽监测点；采集各个所述绝缘子污秽监测点的光通量衰减和环境信息；其中所述环境信息包括相对湿度值、温度值和风速；根据所述光通量衰减和所述环境信息，计算绝缘子表面的等值盐密值和灰密值；根据所述等值盐密值、所述灰密值和所述监测区域的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统技术生成所述监测区域的绝缘子污秽分布图。一种绝缘子污秽分布监测系统，包括监测点确定模块、采集模块、计算模块和生成模块；所述监测点确定模块用于获取监测区域的遥感图像和电子地图，确定所述监测区域的绝缘子污秽监测点；所述采集模块用于采集各个所述绝缘子污秽监测点的光通量衰减和环境信息；其中所述环境信息包括相对湿度值、温度值和风速；所述计算模块用于根据所述光通量衰减和所述环境信息，计算绝缘子表面的等值盐密值和灰密值；所述生成模块用于根据所述等值盐密值、所述灰密值和所述监测区域的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统技术生成所述监测区域的绝缘子污秽分布图。本发明绝缘子污秽分布监测方法和系统，通过监测区域的遥感图像确定监测点，无需工作人员到达现场调研后再确定；通过监测点采集的光通量衰减和环境信息计算得到绝缘子表面的污秽数据，无需投入巨大的人力物理到达现场采集数据；根据所述污秽数据，利用地理信息系统强大的图像处理技术生成该区域的绝缘子污秽分布图，实现实时、在线、长期自动进行智能化监测，方便工作人员对区域的绝缘子污秽情况进行监控，有效防止污闪事故，工作效率大幅提高、人力物力投入大幅减少。


图I为本发明绝缘子污秽分布监测方法在一实施例中的流程示意图。图2为本发明绝缘子污秽分布监测系统在一实施例中的结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。如图I所示，是本发明绝缘子污秽分布监测方法在一实施例中的流程示意图，包括如下步骤S11、获取监测区域的遥感图像和电子地图，确定所述监测区域的绝缘子污秽监测占.在确定需进行监测的区域后，可先获取该监测区域的遥感图像和电子地图，通过遥感图像分析该区域内绝缘子的历史污秽情况，通过电子地图分析该区域内变电站、输电线路的分布图和地形地貌图综合分析该区域的地理情况，确定绝缘子污秽监测点；在一较佳实施例中，步骤Sll可包括如下步骤步骤a、获取监测区域的遥感图像和电子地图；可从各地的地理信息中心获取到监测区域的高清遥感图像和电子地图；其中，电子地图可包括监测区域的地形地貌图和所述监测区域内变电站和输电线路的分布图；步骤b、通过所述遥感图像获取所述监测区域的绝缘子污秽数据，根据预设的污染等级、监测精度和所述绝缘子污秽数据，在所述遥感图像上标注各个所述绝缘子污秽监测占.由于监测区域内绝缘子污秽程度不一，而遥感图像可提取出目标物的光谱特征、空间特征和纹理特征，针对绝缘子污秽的地物特征，通过遥感图像即可快速地获得该区域的绝缘子污秽数据；通过已获取到的绝缘子污秽数据，以及实际监测需要的监测精度、预设的污染等级，在区域内设置监测点；可设置不同的污染等级，通过遥感图像分析技术将该区域绝缘子污秽情况划分为多个分块，根据实际需要设定的监测精度结合该区域的电子地图，确定该区域的绝缘子污秽监测点，在遥感图像上进行标注；步骤C、根据所述监测区域的电子地图，确定各个所述绝缘子污秽监测点的地理位置；在标注监测点后，利用GIS系统的图像分析工具，可叠加遥感图像和电子地图，根据已标注的绝缘子污秽监测点，在电子地图上对各点的实际地理位置进行定位，完成绝缘子监测点地理位置的确定。利用遥感图像和电子地图，无需投入巨大的人力物力到达现场采集数据也能确定绝缘子污秽监测点，工作效率明显提高。S12、采集各个所述绝缘子污秽监测点的光通量衰减和环境信息；其中所述环境信息包括相对湿度值、温度值和风速；在确定各个监测点后，通过安装在各个监测点上的光纤传感器收集到分析绝缘子污秽所需的光通量衰减及环境信息，可通过无线网络发送到监控中心。
S13、根据所述光通量衰减和所述环境信息，计算绝缘子表面的等值盐密值(ESDD，equivalent salt deposit density)和灰密值(NSDD, non soluble deposit density)；在本步骤中，可利用光技术，通过支持向量机建立等值盐密值和灰密值的预测计算模型，具体可包括如下步骤步骤d、参照尘埃比率、光通量衰减和相对湿度的标准关系曲线图，根据所述采集到的光通量衰减和所述相对湿度值，查找对应的尘埃比率；根据采集到光通量衰减和所述相对湿度值，确定对应的尘埃比率的方法可通过尘埃比率、光通量衰减和相对湿度的标准关系曲线图即可查找。步骤e、通过支持向量机建立所述等值盐密值和所述灰密值的预测计算模型；可利用若干组试验数据冊4(0、0(0 4500(0、吧00(0建立一个反映ESDD (t)与RH、X(t)、和Φ⑴之间关系的非线性模型和NSDD(t)与RH、X(t)、和Φ⑴之间关系的非线性模型；根据两个非线性模型就可得到一组给定的RH、X(t)、和Φ (t)所对应的盐密值ESDD (t)和灰密值NSDD (t);等值盐密值和灰密值模型的确定，可采用现有的利用光技术和支持向量机监测等值盐密值和灰密值的方法实现，在此不予赘述。步骤f、根据所述预测计算模型，输入所述光通量衰减、环境信息和尘埃比率，计算得到所述等值盐密值和所述灰密值；根据步骤e中的预测计算模型，输入采集到的光通量衰减、环境信息和尘埃比率，即可计算输出得到等值盐密值。S14、根据所述等值盐密值、所述灰密值和所述监测区域的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统技术生成所述监测区域的绝缘子污秽分布图；在计算得到等值盐密值和灰密值后，结合已获取的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统(GIS)技术绘制该区域的绝缘子污秽分布图，这里可采用三维GIS地理信息平台，根据各个监测点的等值盐密值和灰密值生成对应的绝缘子污秽分布图；工作人员即可直观地监控该区域绝缘子的污秽情况。对应地，本发明还提供一种绝缘子污秽分布监测系统，包括监测点确定模块21、采集模块22、计算模块23和生成模块24 ；所述监测点确定模块21用于获取监测区域的遥感图像和电子地图，确定所述监测区域的绝缘子污秽监测点；在确定需进行监测的区域后，可先获取该监测区域的遥感图像和电子地图，通过遥感图像分析该区域内绝缘子的历史污秽情况，通过电子地图分析该区域内变电站、输电线路的分布图和地形地貌图综合分析该区域的地理情况，确定绝缘子污秽采集点；在一较佳实施例中，所述监测点确定模块21可具体包括获取模块、标注模块和位置确定模块；所述获取模块用于获取监测区域的遥感图像和电子地图；可从各地的地理信息中心获取到监测区域的高清遥感图像和电子地图；其中，电子地图可包括监测区域的地形地貌图和所述监测区域内变电站和输电线路的分布图；所述标注模块用于通过所述遥感图像获取所述监测区域的绝缘子污秽数据，根据预设的污染等级、监测精度和所述绝缘子污秽数据，在所述遥感图像上标注各个所述绝缘子污秽监测点；由于监测区域内绝缘子污秽程度不一，而遥感图像可提取出目标物的光谱
特征、空间特征和纹理特征，针对绝缘子污秽的地物特征，通过遥感图像即可快速地分析该区域的污秽情况；通过已获取到的区域内绝缘子污秽历史情况，在区域内设置监测点；可设置不同的污染等级，通过遥感图像分析技术将该区域绝缘子污秽情况划分为多个分块，根据实际需要设定的监测精度结合该区域的电子地图，确定该区域的绝缘子污秽监测点，在遥感图像上进行标注；所述位置确定模块用于根据所述监测区域的电子地图，确定各个所述绝缘子污秽监测点的地理位置；在标注监测点后，利用GIS系统的图像分析工具，可叠加遥感图像和电子地图，根据已标注的绝缘子污秽监测点对各点的实际地理位置进行定位，完成绝缘子监测点的确定。利用遥感图像和电子地图，无需到达现场采集数据，也能确定绝缘子污秽监测点，工作效率明显提高。所述采集模块22用于采集各个所述绝缘子污秽监测点的光通量衰减和环境信息；其中所述环境信息包括相对湿度值、温度值和风速；在确定各个监测点后，通过安装在各个监测点上的光纤传感器收集到分析绝缘子污秽所需的光通量衰减及环境信息，可通过无线网络发送到监控中心。所述计算模块23用于根据所述光通量衰减和所述环境信息，计算绝缘子表面的等值盐密值和灰密值；本模块可利用光技术，通过支持向量机建立等值盐密值和灰密值的预测计算模型；在一较佳实施例中，所述计算模块23可具体包括查找模块、建立模块和确定模块；所述查找模块用于参照尘埃比率、光通量衰减和相对湿度的标准关系曲线图，根据所述采集到的光通量衰减和所述相对湿度值，查找对应的尘埃比率；根据采集到的光通量衰减和所述相对湿度值，通过尘埃比率、光通量衰减和相对湿度的标准关系曲线图即可查找到对应的尘埃比率。所述建立模块用于通过支持向量机建立所述等值盐密值和所述灰密值的预测计算模型；可利用若干组试验数据冊4(0、0(0 4500(0、吧00(0建立一个反映ESDD (t)与RH、X(t)、和Φ⑴之间关系的非线性模型和NSDD (t)与RH、X(t)、和Φ⑴之间关系的非线性模型；根据两个非线性模型就可得到一组给定的RH、X(t)、和Φ (t)所对应的盐密值ESDD (t)和灰密值NSDD (t);等值盐密值和灰密值模型的确定，可采用现有的利用光技术和支持向量机监测等值盐密值和灰密值的方法实现，在此不予赘述。所述确定模块用于根据所述预测计算模型，输入所述光通量衰减、环境信息和尘埃比率，计算得到所述等值盐密值和所述灰密值。所述生成模块24用于根据所述等值盐密值、灰密值和所述监测区域的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统技术生成所述监测区域的绝缘子污秽分布图；在计算得到等值盐密值和灰密值后，结合已获取的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统(GIS)技术绘制该区域的绝缘子污秽分布图，这里可采用三维GIS地理信息平台，根据各个监测点的等值盐密值和灰密值生成对应的绝缘子污秽分布图；工作人员即可直观地监控该区域绝缘子的污秽情况。
本发明绝缘子污秽分布监测方法和系统，通过监测区域的遥感图像确定监测点，无需工作人员到达现场调研后再确定；通过监测点采集的光通量衰减和环境信息计算得到绝缘子表面的污秽数据，无需投入巨大的人力物理到达现场采集数据；根据所述污秽数据，利用地理信息系统强大的图像处理技术生成该区域的绝缘子污秽分布图，实现实时、在线、长期自动进行智能化监测，方便工作人员对区域的绝缘子污秽情况进行监控，有效防止污闪事故，工作效率大幅提高、人力物力投入大幅减少。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种绝缘子污秽分布监测方法，其特征在于，包括如下步骤 获取监测区域的遥感图像和电子地图，确定所述监测区域的绝缘子污秽监测点； 采集各个所述绝缘子污秽监测点的光通量衰减和环境信息；其中所述环境信息包括相对湿度值、温度值和风速； 根据所述光通量衰减和所述环境信息，计算绝缘子表面的等值盐密值和灰密值；根据所述等值盐密值、所述灰密值和所述监测区域的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统技术生成所述监测区域的绝缘子污秽分布图。
2.根据权利要求I所述的绝缘子污秽分布监测方法，其特征在于，所述获取监测区域的遥感图像和电子地图，确定所述监测区域的绝缘子污秽监测点的步骤具体包括 获取所述监测区域的遥感图像和电子地图； 通过所述遥感图像获取所述监测区域的绝缘子污秽数据，根据预设的污染等级、监测精度和所述绝缘子污秽数据，在所述遥感图像上标注各个所述绝缘子污秽监测点； 根据所述监测区域的电子地图，确定各个所述绝缘子污秽监测点的地理位置。
3.根据权利要求2所述的绝缘子污秽分布监测方法，其特征在于，所述监测区域的电子地图包括所述监测区域的地形地貌图和所述监测区域内变电站和输电线路的分布图。
4.根据权利要求I所述的绝缘子污秽分布监测方法，其特征在于，所述根据所述光通量衰减和所述环境信息，计算绝缘子表面的等值盐密值和灰密值的步骤具体包括 参照尘埃比率、光通量衰减和相对湿度的标准关系曲线图，根据所述采集到的光通量衰减和所述相对湿度值，查找对应的尘埃比率； 通过支持向量机建立所述等值盐密值和所述灰密值的预测计算模型； 根据所述预测计算模型，输入所述光通量衰减、环境信息和尘埃比率，计算得到所述等值盐密值和所述灰密值。
5.一种绝缘子污秽分布监测系统，其特征在于，包括监测点确定模块、采集模块、计算模块和生成模块； 所述监测点确定模块用于获取监测区域的遥感图像和电子地图，确定所述监测区域的绝缘子污秽监测点； 所述采集模块用于采集各个所述绝缘子污秽监测点的光通量衰减和环境信息；其中所述环境信息包括相对湿度值、温度值和风速； 所述计算模块用于根据所述光通量衰减和所述环境信息，计算绝缘子表面的等值盐密值和灰密值； 所述生成模块用于根据所述等值盐密值、所述灰密值和所述监测区域的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统技术生成所述监测区域的绝缘子污秽分布图。
6.根据权利要求5所述的绝缘子污秽分布监测系统，其特征在于，所述监测点确定模块具体包括获取模块、标注模块和位置确定模块； 所述获取模块用于获取所述监测区域的遥感图像和电子地图； 所述标注模块用于通过所述遥感图像获取所述监测区域的绝缘子污秽数据，根据预设的污染等级、监测精度和所述绝缘子污秽数据，在所述遥感图像上标注各个所述绝缘子污秽监测点； 所述位置确定模块用于根据所述监测区域的电子地图，确定各个所述绝缘子污秽监测点的地理位置。
7.根据权利要求6所述的绝缘子污秽分布监测系统，其特征在于，所述获取模块中的所述监测区域的电子地图包括所述监测区域的地形地貌图和所述监测区域内变电站和输电线路的分布图。
8.根据权利要求5所述的绝缘子污秽分布监测系统，其特征在于，所述计算模块具体包括查找模块、建立模块和确定模块； 所述查找模块用于参照尘埃比率、光通量衰减和相对湿度的标准关系曲线图，根据所述采集到的光通量衰减和所述相对湿度值，查找对应的尘埃比率； 所述建立模块用于通过支持向量机建立所述等值盐密值和所述灰密值的预测计算模型； 所述确定模块用于根据所述预测计算模型，输入所述光通量衰减、环境信息和尘埃比率，计算得到所述等值盐密值和所述灰密值。
全文摘要
本发明公开一种绝缘子污秽分布监测方法，包括如下步骤获取监测区域的遥感图像和电子地图，确定所述监测区域的绝缘子污秽监测点；采集各个所述绝缘子污秽监测点的光通量衰减和环境信息；其中所述环境信息包括相对湿度值、温度值和风速；根据所述光通量衰减和所述环境信息，计算绝缘子表面的等值盐密值和灰密值；根据所述等值盐密值、灰密值和所述监测区域的遥感图像和电子地图，利用地理信息系统技术生成所述监测区域的绝缘子污秽分布图。对应地还公开一种绝缘子污秽分布监测系统，本发明能够实时自动监测绝缘子污秽的分布情况，无需人工现场采集数据，实现智能化监测。
文档编号G01N21/94GK102809568SQ20121031158
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者刘高, 李振 申请人:广东电网公司佛山供电局