基于图像采集与识别的输电线路覆冰监测系统

一种基于图像采集与识别的输电线路覆冰监测系统

1. 系统功能

我国在微地形、微气象等的影响下，也经常会出现冰灾事故，覆冰事故会导致倒塔、断线事故，电力供给的停止不仅会使铁路运营和交通运输受到影响，同时会使国家经济方面产生亏损。覆冰事故的严重程度主要与覆冰厚度的变化有关，覆冰厚度的增加很容易发生负载事故，线路覆冰超过设计冰厚的上限值，会造成杆塔损折、导线断股、金具损坏等机械事故以及闪络、烧断光缆等电器事故。为了防止输电网发生冰害事故，对线路的冰厚值进行研究显得十分必要。

高压输电线路图像覆冰在线监测系统是武汉风河智能科技有限公司自主研发的，通过采集现场视频图像来监测架空线路覆冰状况，引入数字图像处理技术，实现对输电线路覆冰的自动分析，并通过4G网络传送给远程监控中心；精度高,可以快速准确的实现线路覆冰的判断。

图像覆冰在线监测系统是根据现场在线监测装置拍摄传回的实时覆冰照片，通过包括图像灰度化、二维图像分割、滤波、区域标记等方法的图像预处理，获取输电线覆冰边界，进而计算、分析输电线覆冰的基本形态特征参数。当输电导线覆冰厚度超出规定的安全范围时，自动进行报警，提示管理部门及时采取除冰措施，保障电力系统安全运行。

产品特点：

Ø 信息量大，数字图像处理大多是二维信息，是由图像矩阵中的像素组成，每个像素由红、绿、蓝三种颜色表示。

Ø 处理精度高，再现性好。

Ø 适用面宽，效果易于控制。图像可以来自各种信息源，他们可以是可见光图像，也可以是不见光的光谱图像。在数字图像处理过程中，可以任意的改变参数，有效的控制处理过程。

Ø 灵活性高，图像处理答题上可以分为图像的画质改善，图像分析和图像的重建，这三方面都包含大量数学运算，可以解决大多数问题。

Ø 通信方式灵活，支持4G网络；

Ø 采用工业摄像机，支持H.264压缩方式，码流数据率低；

Ø 提供一路RS485接口，可实现远程变焦、调向、预置位设置等云台控制功能；

Ø 具有断线自动连接功能；

Ø 采用太阳能供电系统供电，安装维护方便；

Ø 为工业级产品，采用防水金属外壳，抗电磁干扰，适用于各种恶劣的气候环境；

Ø 系统采用低功耗设计，采用动态电源管理策略以满足节电要求；

Ø 满足国家电网公司企业标准《输电线路状态监测装置通用技术规范》（Q / GDW 242 – 2010）。

2、工作原理

图像法高压输电线路覆冰厚度在线监测系统，是采用工业摄像机对输电线路的导线和绝缘子进行实时摄像，然后通过软件程序对这些图像进行处理，提取其边界轮廓进行合理的二值化处理，最终通过边界轮廓记录下这些边界点在图像中的坐标，之后，对采集到的导线和绝缘子覆冰后的边界轮廓，并通过二值化处理和边界跟踪记录下此时的边界点在图像中的坐标。最后通过综合比较导线和绝缘子覆冰前后的边界点坐标，就可以得出导线上下边缘、绝缘子上下边缘（此处的上下边缘是相对于采集到的二维图像而言）每一点的覆冰厚度，进而可计算出导线上下边缘和绝缘子上下边缘各自的平均覆冰厚度。

图1、图像法监测覆冰厚度系统图

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