一种输电线路覆冰检测与预警装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104655030A(43)申请公布日2015.05.27(21)申请号201510084484.7(22)申请日2015.02.16(71)申请人国网安徽省电力公司铜陵供电公司地址244000安徽省铜陵市长江中路91号申请人国网安徽铜陵县供电有限责任公司(72)发明人郝杰张翼翔宫志坚金发江维(74)专利代理机构合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙)34124代理人丁瑞瑞(51)Int.Cl.G01B11/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种输电线路覆冰检测与预警装置(57)摘要本发明公开了一种输电线路覆冰检测与预警装置，对通过网络传输的摄像头采集的图像信息进行滤波边缘检测，并通过二值化处理和边界跟踪记录下边界轮廓点在图像中的坐标，最后通过综合比较输电导线前后的边界点坐标，并用输电导线直径进行标定得出当时输电导线的覆冰厚度；根据数据采集模块采集的微气象参数进行数据分析，辅以设定时间段内的导线拉力变化趋势图和覆冰厚度变化趋势图，结合依据存储的历史覆冰厚度，根据易形成覆冰的气象参数条件、线路设计冰厚和实测的覆冰厚度对覆冰情况对未来三至五天的覆冰厚度进行预测，并发出预警信号。本发明对输电线路覆冰实现在线检测，同时能够动态预警，及时对覆冰信息进行分析预警。CN104655030ACN104655030A权利要求书1/2页1.一种输电线路覆冰检测与预警装置，其特征在于，包括摄像头，用于采集输电导线图像信息；数据采集模块，用于采集输电导线的微气象参数；检测与预警分析模块，包括覆冰检测模块和覆冰预警模块，所述覆冰检测模块为：对通过网络传输的摄像头采集的图像信息进行滤波边缘检测，并通过二值化处理和边界跟踪记录下边界轮廓点在图像中的坐标，最后通过综合比较输电导线前后的边界点坐标，并用输电导线直径进行标定得出当时输电导线的覆冰厚度；所述覆冰预警模块为：根据数据采集模块采集的微气象参数进行数据分析，辅以设定时间段内的导线拉力变化趋势图和覆冰厚度变化趋势图，结合依据存储的历史覆冰厚度，根据易形成覆冰的气象参数条件、线路设计冰厚和实测的覆冰厚度对覆冰情况对未来三至五天的覆冰厚度进行预测，并发出预警信号；控制中心，接收检测与预警分析模块的分析和预警信号。2.根据权利要求1所述的一种输电线路覆冰检测与预警装置，其特征在于，所述微气象参数包括输电导线上绝缘子串的拉力、角度、气象条件、导线覆冰厚度。3.根据权利要求1所述的一种输电线路覆冰检测与预警装置，其特征在于，所述数据采集模块通过GPRS将数据传输至检测与预警分析模块。4.根据权利要求1所述的一种输电线路覆冰检测与预警装置，其特征在于，所述覆冰检测模块的检测过程包括以下步骤：(11)对采集的输电导线图像信息进行边缘提取；(12)通过厚度检测分析得出覆冰的厚度，采用自适应阈值法检测覆冰厚度，设定阈值将模值图像转换成二值图像，然后利用行扫描和列扫描找到起始边界点，并在此基础上进行跟踪得出整个边界轮廓进而得出覆冰厚度；(13)根据覆冰比值的大小进行分级汇报，覆冰比值其中β1为监控的第一根导线覆冰标准厚度，βn为监控的第n根导线覆冰标准厚度，βd为线路设计覆冰厚度，覆冰比值为0.4～0.5时做出三级汇报即为较为危险，覆冰比值为0.5～0.6时做出二级汇报即为危险，覆冰比值大于0.6时做出一级汇报即为非常危险。5.根据权利要求4所述的一种输电线路覆冰检测与预警装置，其特征在于，所述步骤(11)中，采用多分辨率小波变化方法来提取边缘。6.根据权利要求4所述的一种输电线路覆冰检测与预警装置，其特征在于，所述步骤(12)中，将厚度分为四类，分别为10mm，15mm，20mm，30mm，首先将阈值取为最高值，然后逐渐降低阈值，在每一个阈值处将原模值图像转化为相应的二值图像，同时检测导线和绝缘子的初始部分的边界轮廓，初始部分的大小由图像大小及分辨率确定，直到找到满足设定特征的初始部分边界轮廓，所选的初始部分边界轮廓是一段近似水平直线段。7.根据权利要求1所述的一种输电线路覆冰检测与预警装置，其特征在于，所述覆冰预警模块的预警过程包括以下步骤：(21)收集气象监测部门与实际区域的实时和预测的气象数据，以及温度阈值、湿度阈值；2CN104655030A权利要求书2/2页(22)监测瞬时风速和十分钟内的平均风速，当风速小于3m/s时，导线覆冰速度与风速成正比；导线覆冰最快时，风速为3～6m/s；当风速大于6m/s，导线覆冰速度与风速成反比；(23)根据过往的历史微气象数据进行回归分析预测的覆冰厚度；(24)将未来三到五天的厚度趋势上报。8.根据权利要求7所述的一种输电线路覆冰检测与预警装置，其特征在于，所述步骤(23