[发明专利]基于视频差异分析的复合绝缘子疲劳程度评价方法

说明书

本发明公开了一种基于视频差异分析的复合绝缘子疲劳程度评价方法，首先采集视频图像及风速波形，然后对获取的复合绝缘子振动视频中各帧图像进行灰度化处理，获得灰度图像P(t)；对获取的灰度化图像P(t)进行边缘提取，获取边缘曲线的两个横向左凸角点坐标，然后再计算t时刻复合绝缘子单位时间内的形变量e(t)＝ηd(t)f₁，并根据采集的视频，求取正弦曲线的原函数，获取复合绝缘子强风下的振动正弦曲线波形e(t)；最后计算出复合绝缘子疲劳程度的评价参数α。解决了现有技术未曾涉及的强风下运行的复合绝缘子形变量的测量方法的问题，对构成复合绝缘子的橡胶材料的疲劳程度进行定量评价，为整串复合绝缘子的故障状态的评估奠定良好基础。

技术领域

本发明属于电力设备监测技术领域，涉及一种基于视频差异分析的复合绝缘子疲劳程度评价方法。

背景技术

随着复合绝缘子相关技术的研究与进步，我国特高压输电线路的建设和发展不断提升，对复合绝缘子的制造工艺、材料、试验方法、老化问题、机械性能、脆断、伞裙结构等方面的研究一直是高电压绝缘领域的重点，其中复合绝缘子的伞裙破坏问题是强风灾害下出现的新问题，在IEC和国家标准中尚未有针对性的条项。由于输电线路上的复合绝缘子伞裙在强风下会出现形变，形变导致伞裙根部应力集中，长期存在的应力集中会引起伞裙根部疲劳断裂，又因这方面内容涉及到橡胶材料疲劳断裂过程，在研究中具有一定难度，目前国内外关于复合绝缘子在强风下的伞裙疲劳形变问题的相关报道和研究很少。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于视频差异分析的复合绝缘子疲劳程度评价方法，解决了现有技术未曾涉及的强风下运行的复合绝缘子形变量的测量方法的问题，对构成复合绝缘子的橡胶材料的疲劳程度进行定量评价，为整串复合绝缘子的故障状态的评估奠定良好基础。

本发明所采用的技术方案是，一种基于视频差异分析的复合绝缘子疲劳程度评价方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，采集视频图像及风速波形，

步骤2，步骤2，对步骤1中获取的复合绝缘子振动视频中各帧图像进行灰度化处理，获得灰度图像P(t)；

步骤3，对步骤2获取的灰度化图像P(t)进行边缘提取，获取边缘曲线的两个横向左凸角点坐标P₁(i₁(t),j₁(t))和P₂(i₂(t),j₂(t))；

步骤4，计算t时刻复合绝缘子单位时间内的形变量e(t)＝ηd(t)f₁，

步骤5，根据采集的视频，求取正弦曲线的原函数，获取复合绝缘子强风下的振动正弦曲线波形e(t)；

步骤6，结合风速传感器获取的风速波形c(t)，可获取随着风速c的变换，复合绝缘子伞裙振动的幅值A_E的变化趋势，计算出复合绝缘子疲劳程度的评价参数a。

本发明的特征还在于，

所述的步骤1的具体方法是：通过安装在现场铁塔上的标定的100Hz带云台定焦高速摄像仪及风速传感器获取强风下复合绝缘子的现场实时振动视频与风速波形，根据强风区的主流风向，在现场运行复合绝缘子所在铁塔的相应位置安装标定的带云台的定焦高速摄像机及风速传感器，由于应用于强风区特高压输电线路的复合绝缘子固有频率在10Hz与50Hz之间，复合绝缘子的摆动频率又小于固有频率，故应选用100Hz的高速摄像仪；通过高速摄像机获取复合绝缘子振动的实时视频图像；通过风速传感器获取现场实时风速波形c(t)。

所述的步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1，依次对复合绝缘子振动视频中各帧图像进行灰度化处理，将相邻的两帧图像相减，即将相邻帧灰度化图像各像素点的像素值相减，即后一帧图像P_c(t)减前一帧图像