基于径向基概率神经网络的输电导线缺陷状态识别

输电导线作为承担电能传输任务的重要部件,及时发现其本体缺陷对指导维修避免重大电力事故的发生具有重要意义。考虑到无人机巡检中输电导线背景的复杂性和导线表面缺陷检测的困难度,提出一种基于径向基概率神经网络的输电导线缺陷状态识别方法。首先,依次采用加权色差法、最大类间方差法以及形态学滤波实现复杂背景下输电导线的准确分割。其次,将分割出的导线区域等距划分为10个导线子图像,通过Gabor滤波器获得输电导线8个角度、5个尺度的40幅纹理增强子图像,提取各个子图像的粗糙度、对比度和方向度3个纹理特征量,结合特征方差比筛选出10个强纹理特征;最后,将10个强纹理特征量作为径向基概率神经网络的输入,完成输电导线缺陷状态的识别。实验结果表明所提方法可以实现复杂背景下输电导线快速分割与缺陷状态的准确识别,为无人机巡检中输电导线的运行状态检测提供了新的思路。     

基于计算机视觉的架空输电线路机器人巡检技术综述

架空输电线路是电网安全运行和电能可靠输送的关键,对其进行定期巡检至关重要。计算机视觉系统具有集成度高、交互性好、自动化程度高、处理速度快等特点,能够在架空输电线路巡检过程中各类设备的准确识别和故障判断中发挥重要作用,因此计算机视觉系统在架空输电线路机器人巡检与故障诊断中具有广泛的应用前景。从导线的识别、杆塔识别以及绝缘子串的识别等架空输电线路关键设备方面综述了机器人计算机视觉巡检技术及其研究现状,分析了多种相应的图像处理方法,在此基础上对基于机器学习的架空输电线路机器人视觉巡检关键技术进行了总结与展望。     

基于AI的输电线路导线断散股缺陷检测方法

针对现有方法对输电线路导线断散股缺陷检测时存在的缺陷检测准确率较低的问题,提出了基于AI技术的 输电线路导线断散股缺陷检测方法.首先对所采集的输电线路导线图像进行降噪和增强等处理;然后利用LBG算法 完成K-means算法的优化,应用改进后的算法对导线图像进行分割提取;最后采用AI技术中的卷积神经网络算法, 实现对输电线路导线断散股缺陷的检测.实验结果表明,采用所提方法对导线断散股检测时,其检测准确率均高于 ９５％,优于对比方法,具有一定应用价值.     

基于计算机视觉的架空输电线路机器人巡检技术综述

架空输电线路是电网安全运行和电能可靠输送的关键,对其进行定期巡检至关重要。计算机视觉系统具有集成度高、交互性好、自动化程度高、处理速度快等特点,能够在架空输电线路巡检过程中各类设备的准确识别和故障判断中发挥重要作用,因此计算机视觉系统在架空输电线路机器人巡检与故障诊断中具有广泛的应用前景。从导线的识别、杆塔识别以及绝缘子串的识别等架空输电线路关键设备方面综述了机器人计算机视觉巡检技术及其研究现状,分析了多种相应的图像处理方法,在此基础上对基于机器学习的架空输电线路机器人视觉巡检关键技术进行了总结与展望。     

基于YOLOv2网络的绝缘子自动识别与缺陷诊断模型

针对无人机或机器人获取的输电线路绝缘子图像,提出了一种基于深度学习图像识别框架（YOLOv2）网络的输电线路绝缘子在线识别与缺陷诊断模型,训练YOLOv2网络学习复杂背景下各种绝缘子的特征并准确识别,结合边缘检测、直线检测、图像旋转和垂直投影方法,对识别出各种状态的绝缘子进行缺陷诊断。输电线路巡检图像的仿真结果表明,所提出的绝缘子自动识别与缺陷诊断方法能迅速准确地从输电线路巡检图像中识别出绝缘子,并诊断出绝缘子是否破损以及缺陷位置,有利于提升输电线路智能巡检水平。     

基于数字图像处理的电力线异物识别方法研究

针对架空线路异物搭挂的潜在威胁,本文提出一种快速识别航拍图像中异物的方法.首先运用直线段检测(LSD)算法从预处理后的图像中提取电力线,并基于架空导线上异物特征设计针对异物的识别算法,提取导线异物;接着对其进行边缘检测,提取缺陷画框并在巡检图像中标识;最后,通过多组样本数据对算法实用性能进行评估.实验结果表明,该方法能...     

架空输电线路巡检机器人风载下姿态检测及作业控制技术

为解决架空输电线路巡检机器人风载下出现脱轨及无法获取有效巡检照片的问题,建立巡检机器人风载下的受力模型,研究分析风载对巡检机器人的影响,提出一种基于横向摆动姿态检测的机器人作业控制技术,根据风载下机体摆动姿态,实时优化机器人作业规划,实现实时控制巡检机器人的行走动作与巡检策略。室外测试中,基于该技术的巡检机器人能够根据风速变化合理选择行走动作,获得清晰有效定点巡检照片。研究结果表明:该技术能实际解决风载下巡检机器人行走安全性及巡检有效性问题。     

信息快递

新品看台我国超高压输电线路巡检机器人系统研制成功中科院兰州分院科技人员最近成功研制出超高压输电线路巡检机器人系统 ,该系统能够满足一般超高压输电线路巡检的需要 ,填补了国内空白。系统由巡检机器人和地面设施组成。巡检机器人包括系统电源、机器人本体、控制系统、检测设备和通讯设备 ,地面设施包括上下杆塔辅助设施和地面基站。实验表明 ,该机器人能够在超高压输电线路上一档内沿架空地线自主行走 ,其携带的摄像机或红外热像仪作为检测装置 ,用于检测输电线、防震锤、绝缘子和杆塔等输电设备的损伤情况 ,并将检测到的数据和图像信…     

架空输电线路巡检机器人系统设计

架空输电线路机器人可以代替人工执行电力巡检任务,解决人工巡检中效率低、劳动强度大、智能化程度不足等问题。提出了档间巡检的设计思路,开发了低成本架空输电线路巡检机器人系统,通过设计机械结构、优化识别算法等方式,实现了机器人的自主行走、无线充电、图像采集、数据处理、智能巡检等功能。在软件方面基于C#开发了专用程序及界面,并建立了基于架空输电线金具及缺陷数据集,在YOLOv4目标检测算法基础上,通过数据增强、边界框优化和模型结构改进,建立YOLOv4-M模型,优化了电力金具识别检测性能,提升了系统应用的环境适应性。通过机器人在线路上的运行和测试,识别算法在速度可以达到45fps,平均检测精度达到97.6%。     

基于输电线路电磁场分布的无人机测距适应性研究

无人机架空线路巡检技术已在电力系统中得到广泛应用,但目前无人机与导线的距离主要依靠肉眼判断,缺乏有效的测距技术。基于有限元算法及ANSYS软件建立了特高压架空线路的电磁仿真模型,分析计算了不同电磁场分量与导线距离的关系,提出了选用电场有效值结合高度的方法来确定无人机与输电线路真实距离的方法。该方法可为输电线路无人机巡检距离检测、航向规划、避障设计提供参考。     

基于分布参数模型的混合线路故障测距和重合闸的研究

在混合线路特定参数特性的基础上,提出了一种基于分布参数模型的混合线路故障测距的新方法。首先利用有效的判据确定故障发生在架空线侧或电缆侧,然后利用故障区域的两端电气量和输电线路参数确定故障点。EMTP仿真结果和Mattab数据处理表明,该算法具有很好的准确性,不要求双端的数据同步,而且受过渡电阻、故障类型、故障位置的影响很小,根据精确测距结果,可确定保护跳闸后重合闸动作策略,具有较高的实用价值。     

基于随机森林算法的架空输电线路状态评价方法

对电网中架空输电线路进行准确的状态评价可以有效降低故障率,提高系统的供电性能。该文提出一种基于随机森林算法的架空输电线路状态评价方法。首先,通过对架空输电线路状态的影响因素分析,以线路8个单元选取的状态量和特殊情况状态量构建了包含79个状态量的架空输电线路状态量体系。其次,基于随机森林算法,构建了架空输电线路状态评价的多棵子决策树组合分类模型。然后,通过优化决策树数目和随机特征变量,提高随机森林算法分类性能和计算效率。最后,以某市110 kV电压等级架空输电线路实际数据进行实例分析。结果表明,采用该方法可实现架空输电线路状态的准确评价,从而为区域电网的运行调控提供决策支持。     

500kV四分裂输电线路防震锤检修机器人机型设计与优化

高压电力线缆是电能传输的重要通道,多分裂输电导线是电力传输的主力,而防震锤是四分裂输电导线上的重要金具,由于恶劣的服役环境,经常会出现防震锤钢绞线变形、锤头及螺栓丢失等故障发生,严重影响输电线路的正常运行。国内外研究表明利用机器人代替人工进行输电线路检修作业是一种行之有效的手段,基于此,面向四分裂超高压导线防震锤检修作业,提出了相应的防震锤检修机器人基本构型和检修作业运动规划,建立了机器人的三维实体模型,为精简机器人连杆结构和关节参数,剔除机器人冗余机构,基于机器人运动学模型,利用蒙特卡洛法对末端作业空间进行了仿真分析,通过点云图和末端可达空间分析,机器人的连杆长度存在一定冗余,通过缩短机器人的连杆参数,优化精简机器人的结构,一定程度上可以节省机器人开发成本。最后,开发了结构紧凑型机器人虚拟样机,并提出了泛在电力物联网背景下的电力机器人新型控制体系架构,为电力系统运维管理一体化技术奠定了坚实的理论基础。     

减轻1000mm2大截面导线压接散股程度的措施

按照SDJ 226—87《架空送电线路导线及避雷线液压施工工艺规程》对1 000 mm2大截面导线进行压接施工时,容易在管口附近出现比较严重的散股现象。通过对1 000 mm2大截面导线特点分析,并结合试验结果,提出了几项有效、可行的减少液压压接散股程度的措施,对提高大截面导线的施工质量具有积极的作用。     

基于优化Gabor滤波器的输电导线断股图像检测

输电导线在运行中可能发生损伤、断股现象,对其进行及时检测和诊断对于保证电网的安全运行具有重要意义。现代输电线路状态检修一般采用直升机或者巡线机器人搭载视频检测装置的方式。文中提出应用Gabor滤波器对输电导线视频图像数据进行处理,实现输电导线断股的图像检测,即通过计算完好导线图像与滤波器卷积能量的输出响应、应用小生境遗传算法寻找最优的Gabor滤波器参数和分割阈值,最后通过检测图像的滤波和能量的二值化处理得到检测结果。实验结果表明,该算法能够较好地提取输电导线断股处的故障信息,具有适用性广、识别能力强、检测速度快等优点。     

应用小生境遗传算法优化导线钢芯断股漏磁检测传感器

输电线路的钢芯铝绞线在运行中可能发生钢芯损伤、断股现象,及时检测和诊断对于保证电网的安全运行具有重要意义。采用巡线机器人对钢芯损伤、断股进行检测是一种具有较好前景的方法。设计一种基于钢芯损伤、断股后形成的漏磁进行检测的传感器,采用48H号钕铁硼稀土永磁铁磁化输电导线钢芯,以永磁铁、导磁体沿导线的径向宽度和轴向长度为变量,以传感器质量作为优化目标,应用搜索能力强、收敛速度快的小生境自适应遗传算法优化传感器的结构尺寸。结果表明,在满足对导线钢芯磁化强度要求下,传感器的质量显著降低,有效提高了巡线机器人的携载能力,且所提方法具有通用性,适用于不同规格导线钢芯断股检测的漏磁传感器设计和优化。     

基于级联全桥型直流断路器的直流配电网自适应重合闸方案

柔性直流配电网是配电系统的重要发展方向,可以采用电缆和架空线2种方式组网。鉴于架空线路瞬时性故障多发的特点,基于架空线的柔性直流配电网应配备有效的自适应重合闸方案,以提高供电可靠性。为实现这一目标,从断路器线路端电压与电流的相位差异特征出发,提出一种基于级联全桥型直流断路器控制的自适应重合闸方案。首先,通过断路器转移支路的主动控制产生一定频率的故障检测电压;进而,根据断路器线路端电压电流在对应频率下相位特征的差异,区分瞬时性和永久性故障,并进一步分析了过渡电阻等因素的影响;最后,利用PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了柔性直流配电网模型,验证了所提自适应重合闸方案的可行性和有效性。     

配电网架空线路绝缘包覆机器人设计

配电网架空线路高度低,导线表面和绞线缝隙间易积聚污垢杂物,容易引发意外跳闸等事故。为提高安全性,对配电网架空线路进行绝缘化改造势在必行。对配电网架空线路绝缘包覆技术进行研究,设计了一种架空线路绝缘包覆机器人。构建基于地面站系统的图传遥操作控制模型,实现对架空线路裸导线自主、均匀包覆功能。对绝缘包覆机器人整体结构和控制系统的设计进行介绍,并通过试验证明,针对8~24 mm导线线径,机器人以3 m/min速度实施包覆作业,绝缘涂层厚度可稳定在2.5~3 mm之间,能够均匀包覆导线,且未出现流挂现象。架空线路绝缘包覆机器人可为配电网架空线路的绝缘化提供可靠的解决方案。     

基于离线高斯模型的输电线路无人机巡检缺陷智能识别方法研究

高压架空输电线路是沟通我国清洁能源中心与负荷中心的关键基础设施,保障其安全稳定运行对"双碳"目标按期达成至关重要.基于无人机巡检的电网输电线路缺陷检测具有很强的实用价值.由于缺陷种类众多,各类别分布不均衡而导致了长尾分布效应.文中介绍了一种基于离线高斯模型的缺陷检测方案,该方案通过离线高斯模型去增强Mask R-CNN...