輸電線路異物和缺失智能視頻在線監測系統的制作方法

本實用新型提出了一種輸電線路異物和缺失智能視頻在線監測系統，屬于智能電網技術領域。

背景技術：

隨著國民經濟的快速發展，電力已經成為日常生活和工業生產中不可或缺的產品，電力傳輸的穩定性對社會發展的影響也越來越大。隨著運行年限的增長，輸電線路及其電氣部件難免會出現缺失或者附著異物，輸電線路附著異物不僅會使輸電線的極限放電距離變短，而且異物貫通相鄰線路時，還會引起輸電線路相間短路或斷路，輸電線路原有電氣部件的缺失也會引起輸電線路故障，造成大面積的停電，危及電力系統的安全運行。因此需要對輸電線路異物及其缺失進行監測，確保線路安全穩定運行。

目前，輸電線路異物監測多采用人工巡視的方法進行監測，由于輸電線路常年工作于野外，地理條件多樣，氣候復雜多變，人工監測難度大，成本高，效率低下，受天氣影響嚴重。因此，需要一種能夠代替人工巡檢的低成本、高效率、受天氣因素影響較小的系統對輸電線路異物和缺失進行實時監測，以滿足電網智能化發展和管理的需求。

此外，隨著智能視頻技術的飛速發展，近年來也有采用視頻圖像處理方式對輸電線路異物和缺失進行監測的技術，中國專利“輸電線路上異物種類檢測平臺”（申請號：201510650481.5），以及 中國專利“一種輸電線路日常維護的檢測方法”（申請號：201510587530.5），均采用圖像處理的方式對輸電線路異物進行檢測，但兩者都沒有對輸電線路原有電氣部件進行識別，輸電線路原有電氣部件對輸電線路異物檢測影響嚴重；尤其缺少判斷異物是否貫通相鄰線路的功能，無法準確評估異物對輸電線路的危害；也沒有消除輸電線路因覆冰覆雪、舞動、弧垂變化對輸電線路異物和缺失監測的影響，存在諸多缺陷，急需進一步的改進。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本實用新型提出了輸電線路異物和缺失智能視頻在線監測系統，實時監測并準確辨識輸電線路異物和缺失，同時消除輸電線路覆冰覆雪、舞動、弧垂變化對輸電線路異物和缺失監測的影響，區分異物的危害程度，并據此對異物和缺失進行預警或者報警，解決傳統巡視方法成本高、效率低、受天氣因素影響嚴重而且不能實時監測的問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

所述的輸電線路異物和缺失智能視頻在線監測系統，包括視頻圖像采集模塊（1）、數據分析處理模塊（2）、通訊模塊（3），固定安裝于現場，并保證視頻圖像采集模塊（1）能夠完整采集被監測的輸電線路（4）的視頻圖像，并將所述視頻圖像實時送往數據分析處理模塊（2）進行處理分析。視頻圖像采集模塊（1）可以采用數碼攝像機或者數碼照相機，實時采集輸電線路的視頻或圖像信息。本系統可以自動運行，不需要人工干預，大大減少運行維護人員的工作量，降低了成本。

數據分析處理模塊（2）對輸電線路（4）的視頻或圖像信息進行分析處理，提取輸電線路（4）輪廓及其附近的所有異物輪廓，與預存的輸電線路（4）和原

有電氣部件（5）標準模板進行比對，判斷該異物是外來異物（6）還是原有電氣

部件（5）；輸電線路原有電氣部件（5）會對外來異物（6）的監測造成干擾，甚至造成誤識別的發生，對外來異物（6）和原有電氣部件（5）進行區分可避免將電氣部件（5）當成外來異物（6）造成誤報。電氣部件包括間隔棒、防振錘等。

如果存在外來異物（5），判斷輸電線路（4）與外來異物（6）是否存在連通關系，如果有則判定輸電線路（4）上存在外來異物（6），計算出外來異物（6）的位置、大小、數量，經通訊模塊（3）進行預警；預警時系統區分異物危害程度，對輸電線路危害較小的異物，只識別并進行預警，不報警。例如，鳥類在輸電線上短暫停留，并不會導致輸電線路故障，系統區分此類危害性較小的異物，防止誤報警的發生。

如果存在原有電氣部件（5）的缺失，則計算出原有電氣部件（5）缺失的位置、數量，經通訊模塊（3）進行報警。原有的電氣部件（5）缺失時進行報警，可以防止因電氣部件缺失引起的事故的發生，提高路線運行的穩定性。

數據分析處理模塊（2）根據輸電線路（4）的輪廓和外來異物（6）的輪廓在圖像信息中的差異，識別外來異物（6）是否貫通相鄰線路，如果是，則可能造成輸電線路（4）相間短路，計算出貫通相鄰線路的外來異物（6）的位置、大小、數量，經通訊模塊（3）進行報警。異物貫通相鄰線路時可能引起輸電線路相間短路或斷路等嚴重事故的發生，識別異物與輸電線路的連通關系，并據此進行報警，可以提高線路運行的穩定性和可靠性。

系統包括手持機（7）和中心服務器（8），數據分析處理模塊（2）經通訊模塊（3）向手持機（7）或中心服務器（8）發送預警和報警信息，以便運行人員和管理部門可以及時響應、及時處理。

數據分析處理模塊（2）對輸電線路（4）異物信息進行分析處理時，消除輸電線路（4）覆冰覆雪、舞動、弧垂變化對輸電線路（4）異物和缺失監測的影響。數據分析處理模塊（2）對存在覆冰覆雪、舞動、弧垂變化的輸電線路（4）視頻或圖像信息進行分析處理，辨識存在覆冰覆雪、舞動、弧垂變化的輸電線路（4）幾何信息，結合數據分析處理模塊（2）預存的輸電線路（4）原始視頻或圖像，分析覆冰覆雪、舞動、弧垂變化對輸電線路（4）造成的變化，并根據分析結果消除輸電線路（4）因覆冰覆雪、舞動、弧垂變化對異物和缺失監測的影響，避免誤報、提高異物和缺失辨識的準確率。

與現有技術相比較，本實用新型具有如下優點：

利用智能視頻圖像處理的方法進行輸電線路異物和缺失的監測，具有智能化程度高、操作簡單、成本低廉、安裝維護方便等優點；系統可自動連續運行、無須人工干預、實時在線檢測、受天氣因素影響較小、大大減少運行維護人員的的工作量。

對輸電線路原有電氣部件和外來異物進行區分識別，避免將電氣部件當成外來異物造成誤報，提高異物監測的準確性；同時對原有的電氣部件缺失進行報警，可以防止因電氣部件缺失引起的事故的發生，提高路線運行的穩定性。

區分外來異物危害程度，判斷外來異物與輸電線路的連通關系，形成輸電線路出現異物后的分級預警和報警，有利于運行人員進行及時處理。

對輸電線路異物和缺失信息進行分析處理時，消除輸電線路覆冰覆雪、舞動、弧垂變化對輸電線路異物和缺失監測的影響，有效提高系統運行的準確性和可靠性。

附圖說明

圖1：系統結構示意圖。

圖2：系統固定式安裝示意圖。

圖中：1—視頻圖像采集模塊、2—數據分析處理模塊、3—通訊模塊、4—輸電線路、5—電氣部件、6—外來異物、7—手持機、8—中心服務器，9—系統固定式結構。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明：

如圖1和2所示，系統包括視頻圖像采集模塊（1）、數據分析處理模塊（2）、通訊模塊（3），集成為一體，構成采用固定式結構（9）；視頻圖像采集模塊（1）采集的視頻數據送給數據分析處理模塊（2），數據分析處理模塊（2）通過通訊模塊（3）與外界交換數據。

如圖2所示，系統采用固定式結構（9），固定安裝于現場，并保證視頻圖像采集模塊（1）能夠完整采集被監測的輸電線路（4）的視頻圖像，并將所述視頻圖像實時送往數據分析處理模塊（2）進行處理分析。

數據分析處理模塊（2）對輸電線路（4）的視頻或圖像信息進行分析處理，提取輸電線路（4）輪廓及其附近的所有異物輪廓，與預存的輸電線路（4）和原有電氣部件（5）標準模板進行比對，判斷該異物是外來異物（6）還是原有電氣部件（5）；輸電線路原有的如間隔棒、防振錘等電氣部件（5），是保證輸電線路正常工作的必須部件，但是會對所述系統進行外來異物（6）監測造成干擾，因此對外來異物（6）和原有電氣部件（5）進行區分可避免將電氣部件（5）當成外來異物（6）造成誤報。

如果存在外來異物（5），判斷輸電線路（4）與外來異物（6）是否存在連通關系，如果有則判定輸電線路（4）上存在外來異物（6），計算出外來異物（6）的位置、大小、數量，經通訊模塊（3）進行預警；預警時系統區分異物危害程度，對輸電線路危害較小的異物，只識別并進行預警，不報警。例如，鳥類在輸電線上短暫停留，并不會導致輸電線路故障，系統區分此類危害性較小的異物，防止誤報警的發生。

如果存在原有電氣部件（5）的缺失，則計算出原有電氣部件（5）缺失的位置、數量，經通訊模塊（3）進行報警。原有的電氣部件（5）缺失時進行報警，可以防止因電氣部件脫落或缺失引起的事故的發生，提高路線運行的穩定性。

數據分析處理模塊（2）根據輸電線路（4）的輪廓和外來異物（6）的輪廓在圖像信息中的差異，識別外來異物（6）是否貫通相鄰線路，如果是，則可能造成輸電線路（4）相間短路，計算出貫通相鄰線路的外來異物（6）的位置、大小、數量，經通訊模塊（3）進行報警。

如圖2所示，系統還包括手持機（7）和中心服務器（8），數據分析處理模塊（2）經通訊模塊（3）向手持機（7）和中心服務器（8）發送預警和報警信息。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施實例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。