“无人机+光谱图像分析”安全高效检测绝缘子污秽.pdf

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1、国网青海省电力公司超高压公司汇报人：赵云龙基于多光谱图像分析的输电线路绝缘子污秽等级检测技术CONTENTS背景介绍01创新点与核心技术02现场应用展示03目标市场前景04背景介绍01Company Overview10背景介绍中国能源大数据报告（2022）01发电量超8.5万亿千瓦时可再生能源发电量占全社会用电量的比重47.3%累计发电装机容量23.7亿千瓦用电负荷和电源时空分布不均衡背景介绍01线路巡检工作量巨大电力能源输送管道:电源电力网络负荷中心电力设备电力设备项目 数据线路数量36条累计长度4.5万公里累计输送电量超2.8万亿千瓦时绝缘子超2亿片大跨度、长距离大数量、高负荷高效率、高

2、精度背景介绍01图示绝缘子类设备污秽闪络绝缘子作为电力系统输电线路中使用最广泛的电气绝缘设备，承担着导线与杆塔之间、导线与站内架构之间的机械支撑和电气绝缘。绝缘子的可靠运行是输电线路安全运行的重要保障对于绝缘子来说，外绝缘污闪问题是电力系统常见的安全隐患。据数据统计污闪事故次数低于雷电闪络事故，但由于短期内缺陷无法消除引发自动重合闸失败，造成损失更是远高于雷电闪络事故背景介绍01图示绝缘子污秽状态传统检测方法污秽程度检测等值盐密法表面污层电导率法污闪电压梯度法最大泄漏电流法电流脉冲计数法耗时长效率低破坏性难以普测缺乏分布信息多人配合作业登高作业风险程序繁杂，耗时长背景介绍01基于多光谱绝缘子污

3、秽状态检测方法不同污秽表面光谱反射关联关系绝缘子污秽状态多光谱检测系统光谱成像技术创新点与核心技术02Innovation Points and Core Technologies20创新点与核心技术02高光谱成像系统根据研究内容需求，开展多环境多因素的绝缘子污秽状态检测人工实验平台搭建，具体包括高光谱成像系统搭建、环境因素校准系统搭建等。以浸污法为主要染污方法，分别制作了不同污秽等级（a,b,c,d,e）下玻璃、硅橡胶、瓷三种基底材料下的污秽样品输电线路绝缘子污秽检测技术人工实验平台项目 数据卤素光源100W（可调）光源入射角45（可调）检测反射角0（可调）成像距离1.3m校准板反射率99.

4、9%相对湿度可调节0-100%人工染污样品环境因素校准系统自然积污样品创新点与核心技术02入射光源在空气-污秽层-基底材料的混合介质层中发生多次折反射，形成反射光谱指纹，以光谱指纹为基础，结合特征提取方法构建污秽状态智能诊断模型，从而形成像素级光谱分析和污秽检测结果可视化输电线路绝缘子污秽检测技术反射光谱图像光线与污秽层多次折反射光谱成像系统光谱图像三维数据立方光谱指纹玻璃绝缘子反射率光谱复合绝缘子反射率光谱陶瓷绝缘子反射率光谱创新点与核心技术02在掌握了不同污秽程度下绝缘子反射率光谱曲线特征的基础上，进一步地通过光谱和图像分析引入特征提取和污秽等级分类建模方法，即可实现绝缘子污秽程度的识别和

5、可视化重构输电线路绝缘子污秽检测技术基于反射光谱特性的污秽状态诊断模型污秽状态诊断模型构建过程目标检测数据采集预处理分类模型特征提取可视化分类模型分类精度%MSC-SPA-LD1.2980MSC-SPA-QD1.4029MSC-SPA-QSVM6.3538MSC-SPA-LSVM6.3263MSC-SPA-KNN1.4617模型训练时间/s97.595.092.592.592.5创新点与核心技术02多光谱成像技术，可提供具有3至20个非连续波段的图像数据和光谱数据。与高光谱成像技术相比波段数量较少，具有成本低、数据量小、成像质量高等优势，更适合搭载于移动平台输电线路绝缘子污秽检测技术多光谱成像

6、技术选择轮转式多光谱相机成像质量高成像重叠度高需要机械轮转机载稳定性差多通道多光谱相机成像质量高成像重叠度一般不需要机械轮转机载稳定性高分光式多光谱相机成像质量差成像重叠度高不需要机械轮转机载稳定性高创新点与核心技术02波段通道选择：六通道（450nm，555nm，660nm，720nm，750nm，840nm）输电线路绝缘子污秽检测技术多光谱相机选型样机实拍图图示相机控制软件页面相机硬件结构示意图1.相机状态浮窗2.系统状态栏3.预览视频4.自动灰板拍摄按钮5.相机设置6.定时触发模式7.单次拍照8.回放按键9.无人机飞行状态栏创新点与核心技术02图像