基于红外图像的避雷器故障检测方法

基于红外图像的避雷器故障检测方法

赵莹莹任建宇王杰

（国网山西省电力公司检修分公司山西省030032）

摘要：当代社会，电力企业想要寻求更好更快发展，就必须不定期对所有设备和电路进行检查，排除电力系统故障，从而保障电力设备的正常运行。近几年，随着科学技术的不断进步，红外图像识别技术开始被广泛的应用于电力设备的避雷器故障监测工作中。红外热图像技术具有灵敏度高、可进行计算分析、检测效率高等特点，将该技术运用到避雷器故障检测过程中，可以有效保护电器设备免受于雷电或内部操作失误操作的影响。在实际检测过程中，红外图像主要是根据故障避雷器与正常避雷器之间的热差异进行检测，具有可靠性、高效性、安全性等优点，本文笔者主要就红外图像的避雷器故障检测方法进行了分析说明。

关键词：红外图像；避雷器；检测方法

1引言

避雷器主要是为了保护电气相关设备的一种技术。在实际应用中，一旦避雷器出现故障或是缺陷，就很容易导致电气设备的正常运行，这对电力系统的整体安全非常不利。红外图像的应用，进一步表明我国电力行业朝着科学化、智能化的方向发展，这对我国经济增长有着非常大推动作用。

2红外图像概念表述

在电力系统中，红外图像技术主要是通过采集相关图像和数据对故障进行判断，该技术的运用被操纵在特殊规定的范围内。根据电力设备的不同，红外图像设备会根据电力设备热故障的类别和数量进行数据收集，在各种各样的电力设备运行环节，红外图像可以利用先进的成像技术检测到避雷器中的故障特征点。当采集设备工作时，需要从各个收集位置中获取红外图像，从而来逐个查看各检测点的温度情况，红外图像的采集设备可以在规定的路径上从头走到尾，一个一个逐步从电力设备的特征点上实行红外图像采集，保证图像收集时前后过程的有效衔接，从而保障整个电力设备热故障检测的不间断运行。

3避雷器概念表述

避雷器故障检测方法，主要是根据电力设备对其运行情况中的故障或缺陷进行检测，并在此基础上将故障信息与红外图像技术进行有效结合，从而更加真实有效的收集避雷器的所有故障信息。在实际操作中，为了能有效地识别避雷器故障，需要在设备中构造描述子，在构造描述子之前，需对图像进行局部特征检测，该方法的运用可以更加有效的确保电力设备的完整，对我国电力发展有着非常大的意义。

4避雷器常见的几种故障

第一，红外图像主要是根据设备热成像原理进行故障检测，在常规环境下，电网运行情况会受室外温度、湿度、自然灾害等情况影响，这种情况下，就会导致避雷器表面的电位分布不均匀，从而在其内部阀片与外部瓷套之间形成电位差，导致二者之间出现电流，当这一电流达到一定值时，阀片将被高温烧熔，导致避雷器故障。

第二，电力设备在长时间作业下会受热胀冷缩的因素影响，这时避雷器上的瓷套空隙将扩大，导致潮气进入避雷器内部，使避雷器受潮，从而影响避雷器的绝缘性能。其次，红外图像的电流也会波及避雷器自身制造工艺，会加速氧化锌阀片的老化，从而导致避雷器的性能降低，给电网安全运行带来隐患。

第三，雷电天气下，变电站电压增加，雷击可能导致避雷器在瞬间发热量超过限值，阻止红外图像检测设备的正常运行，增加避雷器被击概率。

5基于红外图像的避雷器故障检测方法

5.1图像预处理检测

红外图像在拍摄过程中容易受外界环境干扰使图片成像变得模糊，影响避雷器故障检测的精准度。因此，在进行图像处理之前，需要涉及避雷器的图像进行相关预处理，以减少噪声、震动等因素引起的图像模糊现象。其次，还要对常见的图像局部信息来滤波进行有效处理，利用有效的计算方法，将图像进行分块处理，并以此为单位在图像中寻找相似区域，再对所寻找到的这些区域进行平均，从而有效完成避雷器故障检测工作。

5.2在线数据检测

通过红外图像检测技术，可以有效发现避雷器发热点的所有信息数据，因此，工作人员在发现故障的第一时间当即查看了避雷器在线泄漏电流数据，电流的泄露容易引起变电站电压增大，如果不及时进行故障检修，那将很容易引起电网系统整体瘫痪，给人民的生命和财产安全带来较大威胁。

5.3避雷器定位检测

红外图像技术可根据避雷器运行情况，检测到故障发生的具体位置。避雷器在实际运行当中需要构造描述子，而在构造描述子之前，整体避雷装置需对图像进行局部特征检测，寻求避雷器故障稳定的最大区域值。现阶段，基于红外图像的避雷器故障检测主要采用MSER算法进行数据计算，该方法不仅可以得出避雷器的安全运行值，还可以对红外图像进行处理。MSER算法具有仿射不变性、较高稳定性等特点，它受环境影响较小，因此，已经被广泛的运用到我国避雷器故障检测工作当中。

5.4故障解体检测

电力系统是由多种设备与线路组合而成，而避雷器是在原有负责线路的基础上进行的设备安装，因此，具有一定的复杂性。工作人员为了查出此避雷器故障发生的根本原因，就必须根据实际红外探测情况对避雷器进行解体检查，不用位置、避雷器所遭受的损伤不同，这时就需要红外系统对故障结果进行分析，并以图像的形式将故障信息进行呈现，从而降低避雷器安全事故发生概率。

5.5故障分割加测

故障解体检测可以详细的检测出避雷器的不同区域故障，而分割故障检测主要是在解体检测技术的基础上，更加细致化的对不同区域和避雷器定位进行分割故障检测。该检测方法主要是将避雷器从图像中提取出来，运用一种更为精细化的超像素图像分割算法——线性谱聚类算法，将避雷器故障进行分析处理，得出较为精确的故障分析结果。该算法区别于传统谱方法，主要是通过核函数，将图像中像素值机器坐标映射到一个高维特征空间，以获取准确的避雷器图像，方便后续的故障检测。

6结束语

综上所述，避雷器故障检测是电力系统中十分重要的问题，运用红外图像主要是利用红外热成像原理对避雷器设备运行情况进行检测，该方法可有效区分设备内部自身发热和外部因素，进而提升避雷器故障检测效率。其次，该方法还可以快速高效综合不同检测结果，确保及时、准确地发现电力设备缺陷，保障避雷器设备的健康稳定运行。

参考文献

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