CN113108920B - 基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，该方法包括持续获取待检测线路上的多个GIS刀闸的DR图像；获取待检测线路上的多个GIS刀闸的实时温度；获取每个GIS刀闸从第一位置至第二位置所经过的角度值以及所用时间，计算每个刀闸的角度变化率；获取对应的刀闸在从第一位置至第二位置过程中的温度变化率，根据刀闸的角度变化率kr和温度变化率kt确定检测值c；若所述检测值高于预设的检测标准值C0，则对对应的刀闸进行检测；通过DR成像获取刀闸角度变化率以及根据红外装置获取对应的刀闸的温度变化率，并通过检测值的快速计算确定检测线路上的刀闸的异常，快速确定待检测线路上的故障刀闸，便于快速定位故障刀闸，提高检出效率。

Description

基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法。

背景技术

GIS设备一种气体绝缘全封闭组合电器，GIS是其英文简称，全称是GAS InsulatedSwitchgear，该设备被广泛运用于高压、超高压领域，有时甚至还被应用于特高压领域。以往常规非封闭式即敞开式变电站，占地面积大、结构零散、安全可靠性差，安装起来也很麻烦，对环境也有较高的要求，不仅如此，敞开式变电站的维护维修也占据了相当大的工作量。与此不同的是，GIS设备扬长避短，不但克服了敞开式变电站的以上不足，还大大延长了其主要部件的维修时间间隔。

随着经济的快速发展，企业生产用电、商业用电、居民用电需求都在不断加大。虽然像GIS这样的现代化的电气设备也都在不断更新，但机器和设备也都是有使用寿命的。运行到一定的时间，就难免会出现这样或那样的问题，我们能做的，只是通过对设计、工艺等技术的不断提高，以及对新材料的进一步研发，来延长设备的使用寿命和维修的时间间隔。GIS设备的重要组成部分就是GIS刀闸，GIS设备虽然在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，但在设计、材料、工艺等方面仍存在着很多不足，因此对GIS设备，尤其是对GIS刀闸的实时监测，就显得尤为重要。

但是对于多个GIS刀闸状态进行实时监控，当某处刀闸故障会引起全部电网的排查，检出效率低下。

发明内容

为此，本发明提供一种基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，可以解决刀闸检出效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，其包括利用DR摄像装置持续获取待检测线路上的多个GIS刀闸的DR图像；

利用红外装置获取待检测线路上的多个GIS刀闸的实时温度；

对DR图像分别进行处理，获取每个GIS刀闸从第一位置至第二位置所经过的角度值以及所用时间，计算每个刀闸的角度变化率；

根据刀闸的角度变化率的由大到小对多个刀闸进行排序，获取待检测线路上的第一顺序；

根据上述顺序分别获取对应的刀闸在从第一位置至第二位置过程中的温度变化率，在任意时刻，根据刀闸的角度变化率kr和温度变化率kt确定检测值c；

若所述检测值高于预设的检测标准值C0，则对对应的刀闸进行检测；

若所述检测值高于预设的检测标准值C0，则对对应的刀闸进行检测包括：设置第一检测时长j1、第二检测时长j2、第三检测时长j3和第四检测时长j4，且j1<j2<j3<j4；

若1.05×C0>检测值c≥预设的检测标准值C0，则采用第一检测时长j1对对应的刀闸进行检测；

若1.5×C0>检测值c≥1.05×C0，则采用第二检测时长j2对对应的刀闸进行检测；

若1.95×C0>检测值c≥1.5×C0，则采用第三检测时长j3对对应的刀闸进行检测；

若检测值c≥1.95×C0，则采用第四检测时长j4对对应的刀闸进行检测。

进一步地，对DR图像分别进行处理包括：

将图像进行二值化处理；

在处理后的图像上获取刀闸的基点位置信息和轮廓信息；

以任意两个刀闸的基点的连线作为基准线，确定在第一位置时和第二位置时各刀闸的基点是否均在基准线上，以及在预设的时间内刀闸的轮廓是否到达预设位置；

若其他刀闸均偏离基准线，则重新调整所述基准线的选择，以使更多的刀闸的基点落在基准线上；

然后将调整后的图像与预存的标准图像中的刀闸偏离角度比较，以确定刀闸的角度变化率。

进一步地，根据刀闸的角度变化率kr和温度变化率kt确定检测值c所采用的计算公式为c＝a×kr+b×kt，其中a为角度系数，b为温度系数，且a+b＝1。

进一步地，若角度变化率和温度变化率对检测值的影响程度相同，则a＝b＝0.5；

若角度变化率相对于温度变化率对检测值的影响大，则a＝0.8，b＝0.2；

若温度变化率相对于角度变化率对检测值的影响大，则a＝0.2，b＝0.8。

进一步地，在计算每个刀闸的角度变化率时，根据刀闸的使用年限对刀闸的角度变化率进行修正，若刀闸的使用年限≤1年，则采用第一系数k1对刀闸的角度变化率进行修正；

若1年<刀闸的使用年限≤3年，则采用第二系数k2对刀闸的角度变化率进行修正；

若刀闸的使用年限>3年，则采用第三系数k3对刀闸的角度变化率进行修正。

进一步地，第一系数k1、第二系数k2和第三系数k3均大于0且小于1，并且第一系数k1＝2/5，第二系数k2＝3/5，第三系数k3＝1/5。

进一步地，在利用红外装置获取待检测线路上的多个GIS刀闸的实时温度时，根据刀闸的材料对刀闸的实时温度进行修正,若刀闸的含铁量≤50％，则将实时温度增加1-2度，若刀闸的含铁量>50％，则实时温度降低1-2度。

进一步地，第一检测时长j1为k3×TO，其中TO为检测值为标准检测值是对应的检测时长；

第二检测时长j2为k1×TO；

第三检测时长j3为k2×TO；

第四检测时长j4为TO。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过DR成像获取刀闸角度变化率以及根据红外装置获取对应的刀闸的温度变化率，并通过检测值的快速计算确定检测线路上的刀闸的异常，快速确定待检测线路上的故障刀闸，便于快速定位故障刀闸，提高检出效率。

尤其，将图像进行二值化处理，使得对于刀闸基点的选择以及轮廓的确定更为精准，减少其他物体的干扰，提高对刀闸角度和位置判断的准确性，在于标准图像进行检测时，通过对基准线的调整，使得更多的刀闸的基点与基准线重合，便于对刀闸的偏离角度进行更为精准的对比与分析，提高角度变化率计算的准确性。

尤其，在对检测值进行确定时，是根据角度变化率的由大到小排序后的顺序确定刀闸的温度变化率，在获取刀闸的角度变化率和温度变化率就可以根据计算公式得到检测值c，且角度变化率和温度变化率对检测值的影响权重是不同的，而刀闸的检测值的大小直接决定该刀闸是否需要检测，是否存在对系统的威胁性，而通过角度变化率以及角度权重系数和温度变化率以及温度权重系数相加得到，对检测值c的计算更为精准，若角度变化率和温度变化率对检测值的影响程度相同，则a＝b＝0.5，若角度变化率对检测值的影响较大，则a＝0.8，b＝0.2，若温度变化率对检测值的影响较大，则a＝0.2，b＝0.8，本发明实施例中的检测值是基于角度变化率和温度变化率形成的，提高对检测值的评估精度。

尤其，若刀闸的使用年限不同，刀闸的灵敏度会随着使用时间的增长，其对于动作执行的灵敏度会有所下降，刀闸在使用过程中，其刀闸的灵敏性可能是呈正向分布的，即随着使用时间的增长，灵敏度先增加后降低的趋势，还可能是随着使用时间的增长灵敏度是逐渐下降的，因此在不同的使用年限设置不同的系数对刀闸的角度变化率进行修正，在本发明实施例中，在使用时间为1-3年时，刀闸的灵敏度最高。而根据刀闸在不同时间阶段灵敏性对刀闸的角度变化率进行修正，使得刀闸的角度变化率更符合实际使用时间，进而对检测度的计算更为精确，提高检测精度。

尤其，刀闸在使用过程中，其刀闸的灵敏性是呈正向分布的，即随着使用时间的增长，灵敏度先增加后降低的趋势，在本发明实施例中，在使用时间为1-3年时，刀闸的灵敏度最高。而根据刀闸在不同时间阶段灵敏性对刀闸的角度变化率进行修正，使得刀闸的角度变化率更符合实际使用时间，进而对检测度的计算更为精确，提高检测精度。

尤其，在对刀闸的温度进行检测时，经过一定角度的位置变化时，刀闸的材料若是含铁量较高，则其温度的敏感性较低，因此在确定实时温度时，为了提高温度的准确性，则将检测到的温度降低1-2度后作为刀闸的实际检测温度，若是含铁量较低，则其温度的敏感性相对较高，为了提高温度的准确性，则将检测到的温度增加1-2度后作为刀闸的实际检测温度，基于刀闸的材料对检测温度进行调整，使得对于温度变化率的确定更为精准，提高检测度的精准度。

尤其，通过在检测值高于预设的检测标准值C0的情况下，设置地中情形，根据检测值超出检测标准值C0的多少设置不同的检测时长，若是超出检测标准值C0不多，则采用的检测时长较短，由于检测度低表示对电网的威胁性不大，发生故障的概率也不大，若是超出检测标准值C0很多。则表示对应的刀闸的故障率较高，需要进行检测，以确定对刀闸是否进行更换或维修等，提前预防刀闸故障引起的问题，便于调动人力进行抢修，提高电网的安全性。

尤其，检测时长时基于标准检测值C0对应的检测时长，在此基础上，采用第一系数、第二系数和第三系数分别作为第二检测时长、第三检测时长和第一检测时长的修正系数，使得对于不同检测值的刀闸所分配的检测时间不同，节约检测时长，提高检测效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，图1为本发明实施例提供的基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法流程图，本发明提供的一种基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，包括：

步骤S100:利用DR摄像装置持续获取待检测线路上的多个GIS刀闸的DR图像；

步骤S200:利用红外装置获取待检测线路上的多个GIS刀闸的实时温度；

步骤S300:对DR图像分别进行处理，获取每个GIS刀闸从第一位置至第二位置所经过的角度值以及所用时间，计算每个刀闸的角度变化率；

步骤S400:根据刀闸的角度变化率的由大到小对多个刀闸进行排序，获取待检测线路上的第一顺序；

步骤S500:根据上述顺序分别获取对应的刀闸在从第一位置至第二位置过程中的温度变化率，在任意时刻，根据刀闸的角度变化率kr和温度变化率kt确定检测值c；

步骤S600:若所述检测值高于预设的检测标准值C0，则对对应的刀闸进行检测。

具体而言，本发明实施例提供的基于DR成像技术的110kv电压刀闸的检测方法，通过DR成像获取刀闸角度变化率以及根据红外装置获取对应的刀闸的温度变化率，并通过检测值的快速计算确定检测线路上的刀闸的异常，快速确定待检测线路上的故障刀闸，便于快速定位故障刀闸，提高检出效率。

具体而言，在步骤S300中，对DR图像分别进行处理包括：

将图像进行二值化处理；

在处理后的图像上获取刀闸的基点位置信息和轮廓信息；

以任意两个刀闸的基点的连线作为基准线，确定在第一位置时和第二位置时各刀闸的基点是否均在基准线上，以及在预设的时间内刀闸的轮廓是否到达预设位置；

若其他刀闸均偏离基准线，则重新调整所述基准线的选择，以使更多的刀闸的基点落在基准线上；

然后将调整后的图像与预存的标准图像中的刀闸偏离角度比较，以确定刀闸的角度变化率。

具体而言，将图像进行二值化处理，使得对于刀闸基点的选择以及轮廓的确定更为精准，减少其他物体的干扰，提高对刀闸角度和位置判断的准确性，在于标准图像进行检测时，通过对基准线的调整，使得更多的刀闸的基点与基准线重合，便于对刀闸的偏离角度进行更为精准的对比与分析，提高角度变化率计算的准确性。

具体而言，根据刀闸的角度变化率kr和温度变化率kt确定检测值c所采用的计算公式为c＝a×kr+b×kt，其中a为角度系数，b为温度系数，且a+b＝1。

具体而言，在对检测值进行确定时，是根据角度变化率的由大到小排序后的顺序确定刀闸的温度变化率，在获取刀闸的角度变化率和温度变化率就可以根据计算公式得到检测值c，且角度变化率和温度变化率对检测值的影响权重是不同的，而刀闸的检测值的大小直接决定该刀闸是否需要检测，是否存在对系统的威胁性，而通过角度变化率以及角度权重系数和温度变化率以及温度权重系数相加得到，对检测值c的计算更为精准，若角度变化率和温度变化率对检测值的影响程度相同，则a＝b＝0.5，若角度变化率对检测值的影响较大，则a＝0.8，b＝0.2，若温度变化率对检测值的影响较大，则a＝0.2，b＝0.8，本发明实施例中的检测值是基于角度变化率和温度变化率形成的，提高对检测值的评估精度。

具体而言，若角度变化率和温度变化率对检测值的影响程度相同，则a＝b＝0.5；

若角度变化率相对于温度变化率对检测值的影响较大，则a＝0.8，b＝0.2；

若温度变化率相对于角度变化率对检测值的影响较大，则a＝0.2，b＝0.8。

具体而言，本发明实施例中的检测值是基于角度变化率和温度变化率形成的，提高对检测值的评估精度。

具体而言，在计算每个刀闸的角度变化率时，根据刀闸的使用年限对刀闸的角度变化率进行修正，若刀闸的使用年限≤1年，则采用第一系数k1对刀闸的角度变化率进行修正；

若1年<刀闸的使用年限≤3年，则采用第二系数k2对刀闸的角度变化率进行修正；

若刀闸的使用年限>3年，则采用第三系数k3对刀闸的角度变化率进行修正。

具体而言，在实际应用过程中，若刀闸的使用年限不同，刀闸的灵敏度会随着使用时间的增长，其对于动作执行的灵敏度会有所下降，刀闸在使用过程中，其刀闸的灵敏性可能是呈正向分布的，即随着使用时间的增长，灵敏度先增加后降低的趋势，还可能是随着使用时间的增长灵敏度是逐渐下降的，因此在不同的使用年限设置不同的系数对刀闸的角度变化率进行修正，在本发明实施例中，在使用时间为1-3年时，刀闸的灵敏度最高。而根据刀闸在不同时间阶段灵敏性对刀闸的角度变化率进行修正，使得刀闸的角度变化率更符合实际使用时间，进而对检测度的计算更为精确，提高检测精度。

具体而言，其中第一系数k1、第二系数k2和第三系数k3均大于0且小于1，并且第一系数k1＝2/5，第二系数k2＝3/5，第三系数k3＝1/5。

具体而言，本发明实施例中的刀闸在使用过程中，其刀闸的灵敏性是呈正向分布的，即随着使用时间的增长，灵敏度先增加后降低的趋势，在本发明实施例中，在使用时间为1-3年时，刀闸的灵敏度最高。而根据刀闸在不同时间阶段灵敏性对刀闸的角度变化率进行修正，使得刀闸的角度变化率更符合实际使用时间，进而对检测度的计算更为精确，提高检测精度。

具体而言，在利用红外装置获取待检测线路上的多个GIS刀闸的实时温度时，根据刀闸的材料对刀闸的实时温度进行修正,若刀闸的含铁量≤50％，则将实时温度增加1-2度，若刀闸的含铁量>50％，则实时温度降低1-2度。

具体而言，在对刀闸的温度进行检测时，经过一定角度的位置变化时，刀闸的材料若是含铁量较高，则其温度的敏感性较低，因此在确定实时温度时，为了提高温度的准确性，则将检测到的温度降低1-2度后作为刀闸的实际检测温度，若是含铁量较低，则其温度的敏感性相对较高，为了提高温度的准确性，则将检测到的温度增加1-2度后作为刀闸的实际检测温度，基于刀闸的材料对检测温度进行调整，使得对于温度变化率的确定更为精准，提高检测度的精准度。

具体而言，若所述检测值高于预设的检测标准值C0，则对对应的刀闸进行检测包括：设置第一检测时长j1、第二检测时长j2、第三检测时长j3和第四检测时长j4，且j1<j2<j3<j4；

若1.05×C0>检测值c≥预设的检测标准值C0，则采用第一检测时长j1对对应的刀闸进行检测；

若1.5×C0>检测值c≥1.05×C0，则采用第二检测时长j2对对应的刀闸进行检测；

若1.95×C0>检测值c≥1.5×C0，则采用第三检测时长j3对对应的刀闸进行检测；

若检测值c≥1.95×C0，则采用第四检测时长j4对对应的刀闸进行检测。

具体而言，本发明实施例通过在检测值高于预设的检测标准值C0的情况下，设置地中情形，根据检测值超出检测标准值C0的多少设置不同的检测时长，若是超出检测标准值C0不多，则采用的检测时长较短，由于检测度低表示对电网的威胁性不大，发生故障的概率也不大，若是超出检测标准值C0很多。则表示对应的刀闸的故障率较高，需要进行检测，以确定对刀闸是否进行更换或维修等，提前预防刀闸故障引起的问题，便于调动人力进行抢修，提高电网的安全性。

具体而言，其中第一检测时长j1为k3×TO，其中TO为检测值为标准检测值是对应的检测时长；

第二检测时长j2为k1×TO；

第三检测时长j3为k2×TO；

第四检测时长j4为TO。

具体而言，本发明实施例中的检测时长时基于标准检测值C0对应的检测时长，在此基础上，采用第一系数、第二系数和第三系数分别作为第二检测时长、第三检测时长和第一检测时长的修正系数，使得对于不同检测值的刀闸所分配的检测时间不同，节约检测时长，提高检测效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，其特征在于，包括：

利用DR摄像装置持续获取待检测线路上的多个GIS刀闸的DR图像；

利用红外装置获取待检测线路上的多个GIS刀闸的实时温度；

对DR图像分别进行处理，获取每个GIS刀闸从第一位置至第二位置所经过的角度值以及所用时间，计算每个刀闸的角度变化率；

根据刀闸的角度变化率的由大到小对多个刀闸进行排序，获取待检测线路上的第一顺序；

根据上述顺序分别获取对应的刀闸在从第一位置至第二位置过程中的温度变化率，在任意时刻，根据刀闸的角度变化率kr和温度变化率kt确定检测值c；

若所述检测值高于预设的检测标准值C0，则对对应的刀闸进行检测；

若所述检测值高于预设的检测标准值C0，则对对应的刀闸进行检测包括：设置第一检测时长j1、第二检测时长j2、第三检测时长j3和第四检测时长j4，且j1<j2<j3<j4；

若1.05×C0>检测值c≥预设的检测标准值C0，则采用第一检测时长j1对对应的刀闸进行检测；

若1.5×C0>检测值c≥1.05×C0，则采用第二检测时长j2对对应的刀闸进行检测；

若1.95×C0>检测值c≥1.5×C0，则采用第三检测时长j3对对应的刀闸进行检测；

若检测值c≥1.95×C0，则采用第四检测时长j4对对应的刀闸进行检测；

对DR图像分别进行处理包括：

将图像进行二值化处理；

在处理后的图像上获取刀闸的基点位置信息和轮廓信息；

以任意两个刀闸的基点的连线作为基准线，确定在第一位置时和第二位置时各刀闸的基点是否均在基准线上，以及在预设的时间内刀闸的轮廓是否到达预设位置；

若其他刀闸均偏离基准线，则重新调整所述基准线的选择，以使更多的刀闸的基点落在基准线上；

然后将调整后的图像与预存的标准图像中的刀闸偏离角度比较，以确定刀闸的角度变化率。

2.根据权利要求1所述的基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，其特征在于，根据刀闸的角度变化率kr和温度变化率kt确定检测值c所采用的计算公式为c＝a×kr+b×kt，其中a为角度系数，b为温度系数，且a+b＝1。

3.根据权利要求2所述的基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，其特征在于，若角度变化率和温度变化率对检测值的影响程度相同，则a＝b＝0.5；

若角度变化率相对于温度变化率对检测值的影响大，则a＝0.8，b＝0.2；

若温度变化率相对于角度变化率对检测值的影响大，则a＝0.2，b＝0.8。

4.根据权利要求1所述的基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，其特征在于，

在计算每个刀闸的角度变化率时，根据刀闸的使用年限对刀闸的角度变化率进行修正，若刀闸的使用年限≤1年，则采用第一系数k1对刀闸的角度变化率进行修正；

若1年<刀闸的使用年限≤3年，则采用第二系数k2对刀闸的角度变化率进行修正；

若刀闸的使用年限>3年，则采用第三系数k3对刀闸的角度变化率进行修正。

5.根据权利要求4所述的基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，其特征在于，第一系数k1、第二系数k2和第三系数k3均大于0且小于1，并且第一系数k1＝2/5，第二系数k2＝3/5，第三系数k3＝1/5。

6.根据权利要求1所述的基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，其特征在于，

在利用红外装置获取待检测线路上的多个GIS刀闸的实时温度时，根据刀闸的材料对刀闸的实时温度进行修正,若刀闸的含铁量≤50％，则将实时温度增加1-2度，若刀闸的含铁量>50％，则实时温度降低1-2度。

7.根据权利要求1所述的基于DR成像技术的110kv电压GIS刀闸的检测方法，其特征在于，

第一检测时长j1为k3×TO，其中TO为检测值为标准检测值是对应的检测时长；

第二检测时长j2为k1×TO；

第三检测时长j3为k2×TO；

第四检测时长j4为TO。

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