[发明专利]一种基于高光谱技术的复合绝缘子老化程度检测方法

说明书

本发明公开了一种基于高光谱技术的复合绝缘子老化程度检测方法可以实现对复合绝缘子的非接触、快速无损伤检测；能够从各特征参量上实现高光谱谱线到老化程度的信息映射；能够通过建立的模型对绝缘子老化程度进行分析，对更换老化程度高的绝缘子提供指导和参考，提高输电线路供电稳定性与安全性。

技术领域

本发明属于复合绝缘子技术领域，具体涉及一种基于高光谱技术的复合绝缘子老化程度检测方法。

背景技术

绝缘老化是引发外绝缘闪络故障的重要原因。输电线路复合绝缘子在运行中面临各种严酷环境，能够使硅橡胶材料高分子聚合物的部分化学键断裂，基团含量发生变化，改变材料的理化特性，直接表现为绝缘子表面憎水性降低、发生龟裂、粉化、表面粗糙度增加等等，使得闪络电压降低，容易引发电网故障，造成极大的经济损失。因此，精确获取绝缘子表面老化程度是预防外绝缘闪络的有效措施。

目前对于外绝缘检测，主要分为直接法和间接法。直接法一般有绝缘电阻法、电场测量法、脉冲电流法等。直接法一般通过直接测量对象的电流、电压等电参数来判断其绝缘状况，表现出来的明显不足是测量效率较低，常需要工作人员登杆操作，显得十分不便，安全系数也不高。此时非接触式在线监测的方法显示出明显优势。非接触式主要包括紫外成像法、红外成像法和X射线成像法等，这些方法仍存在一些缺陷，如紫外成像和红外热像是通过测量电、热这种间接信号的特性来反映绝缘子状态，且紫外成像必须在夜间进行，不利于检测的开展。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于高光谱技术的复合绝缘子老化程度检测方法解决了现有外绝缘检测的检测效率低和繁琐不便的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于高光谱技术的复合绝缘子老化程度检测方法，包括以下步骤：

S1、获取不同典型老化地区不同运行年限的绝缘子老化样本；

S2、获取绝缘子老化样本预处理后的高光谱图像；

S3、对绝缘子老化样本进行理化测试，得到不同样本老化程度表征参量；

S4、根据不同样本老化程度表征参量，对绝缘子老化样本进行老化程度标定；

S5、对高光谱图像的特征区域进行谱线提取，并根据傅里叶红外光谱和基团的基频、倍频响应关系，得到表征复合绝缘子老化程度的不同基团在高光谱谱线上的响应特性；

S6、根据表征复合绝缘子老化程度的不同基团在高光谱谱线上的响应特性，对表征老化的不同基团的特征波段和各吸收峰进行特征参量提取，并拟合出与标定的老化程度等级对应的老化程度模型；

S7、采用老化程度模型对绝缘子老化样本进行测试，得到绝缘子老化样本的老化程度，实现对不同典型地区不同老化程度的绝缘子检测。

进一步地：步骤S2包括以下步骤：

S21、对绝缘子老化样本进行清洁和切割，再对绝缘子老化样本进行图像采集，得到高光谱图像；

S22、对高光谱图像进行预处理，得到预处理后的高光谱图像。

进一步地：步骤S22中预处理包括：黑白校正、多元散射校正、邻域平均法和小波去噪。

进一步地：黑白校正的计算公式为：

其中，R_C为校正后的反射率，R₀为高光谱图像数据，W为反射强度，B为全黑定标图像反射强度。

进一步地：多元散射校正的计算公式为：