基于K-L变换的污秽绝缘子红外图像特征提取方法 被引量：10

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作者 何洪英 姚建刚 +2 位作者 罗滇生 蒋正龙 张建波 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第17期76-80,共5页

利用K-L变换降低污秽绝缘子红外图像特征维数,得到3个独立主分量特征,该3维主分量包含了各原始特征分量的信息。通过主分量累积贡献率的大小,选取了原始污秽特征数据协方差矩阵的3个最大特征值对应的3维特征矢量构成正交变换阵,用于主... 利用K-L变换降低污秽绝缘子红外图像特征维数,得到3个独立主分量特征,该3维主分量包含了各原始特征分量的信息。通过主分量累积贡献率的大小,选取了原始污秽特征数据协方差矩阵的3个最大特征值对应的3维特征矢量构成正交变换阵,用于主分量特征提取。通过正交变换阵中各系数的大小,研究了各原始特征分量在各主分量特征中所占的比例。为比较K-L变换前后数据类间距离的变化,绘制了K-L变换前后特征数据分布的3维立体图。实验结果证明K-L变换在最大限度地保留原有信息的同时,降低了原始污秽特征数据的维数,减少了计算量,加大了数据的类间距离,提高了污秽数据分类的准确性。 展开更多

关键词 污秽绝缘子 红外图像特征 K—L变换 特征提取 主分量 主分量贡献率 类间距离

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不同污秽影响下劣化瓷绝缘子发热规律与红外特征分析 被引量：2

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作者 孙瑞筱 胡玉耀 +2 位作者 蒋兴良 咸日常 陈雨 《电工技术学报》 北大核心 2025年第11期3591-3603,共13页

瓷绝缘子复杂多样的劣化形式及其表面污秽均会影响红外检测结果,从而造成对于劣化绝缘子的误判或漏判,给电力系统的安全稳定运行带来严重威胁。目前针对不同污秽作用下绝缘子串的发热特征及污秽对劣化绝缘子红外检测结果的影响少有研究... 瓷绝缘子复杂多样的劣化形式及其表面污秽均会影响红外检测结果,从而造成对于劣化绝缘子的误判或漏判,给电力系统的安全稳定运行带来严重威胁。目前针对不同污秽作用下绝缘子串的发热特征及污秽对劣化绝缘子红外检测结果的影响少有研究。为此该文结合现场试验及有限元仿真研究了劣化位置、劣化阻值以及不同污秽对瓷绝缘子串发热规律及其红外成像的影响。研究结果表明:绝缘子串中任意一片绝缘子的温升随着其内阻的减小呈现先升高后降低的趋势。干燥污秽对劣化绝缘子发热的影响可忽略不计,而湿润污秽对发热的影响与劣化绝缘子在串中的位置有关,温度差值变化率最小仅有37.9%。在由表面固体污秽(A类污秽)和盐雾(B类污秽)构成的污秽中,雾水电导率对染污附盐密度具有附加作用,表面轻度污秽时其对绝缘子温升的影响大,重污秽时影响较小。在实际工程应用中,应选择绝缘子背风侧作为红外观测点,且不考虑相对湿度大于90%的情况。 展开更多

关键词 A/B类污秽 劣化绝缘子 发热特征 红外成像 温升

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基于红外图像特征参量和GK-SVM算法的复合绝缘子劣化诊断方法研究

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作者 武永泉 周晖 +6 位作者 赵轩 张四维 祝仁杰 黄昭 王艺蛟 乔新涵 张东东 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第2期184-194,共11页

复合绝缘子劣化、局部温升已成为输电系统运行过程中的严重问题,红外图像可用于复合绝缘子发热的识别,但复合绝缘子发热影响因素复杂、缺乏有效识别方法等问题制约了红外图像的有效应用。考虑风速、湿度、碳化通道长度、水分侵入等条件... 复合绝缘子劣化、局部温升已成为输电系统运行过程中的严重问题,红外图像可用于复合绝缘子发热的识别,但复合绝缘子发热影响因素复杂、缺乏有效识别方法等问题制约了红外图像的有效应用。考虑风速、湿度、碳化通道长度、水分侵入等条件,建立了复合绝缘子碳化通道电—热—流多物理场仿真模型,系统研究了劣化复合绝缘子发热的影响因素,并提出基于环境输入参量及红外图像特征参量的粒度高斯核支持向量机(GK-SVM)故障识别方法。研究结果表明:电压等级、风速、湿度、碳化通道长度、水分侵入等级均对复合绝缘子缺陷处温度产生影响,相同条件下,220 kV复合绝缘子缺陷处的相对温升最大,可达13.2℃。其中碳化通道缺陷长度和水分侵入等级对复合绝缘子缺陷处温度产生较大影响,当缺陷长度从0 mm升至200 mm时,缺陷处温度相对于环境温升增加了4.3倍;而水分侵入等级从0级升至3级时,缺陷处温度相对于环境温升增加了0.7倍。湿度和风速均对缺陷处温度产生负向影响,当环境湿度从30%升至80%时,缺陷处温度相对于环境温升降低了20.6%;而环境风速从0 m/s升至6 m/s时,缺陷处温度相对于环境温升降低了24.2%。基于环境输入参量及红外图像特征参量,应用GK-SVM算法的复合绝缘子发热故障识别方法对110 kV和220 kV线路故障绝缘子的故障识别率分别可达93.98%和94.67%,误报率仅为7.14%和5.33%。研究结果对于劣化复合绝缘子诊断方法的应用具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 红外图像特征 复合绝缘子 劣化 发热 识别方法 粒度高斯核

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利用红外图像特征和径向基概率神经网络识别不同湿度条件下绝缘子的污秽等级 被引量：59

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作者 何洪英 姚建刚 +1 位作者 蒋正龙 李伟伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期117-123,共7页

提出一种利用污秽绝缘子红外图像特征和径向基概率神经网络(RBPNN)来检测不同湿度条件下自然污秽绝缘子污秽等级的新方法。采用修正后的阿尔法滤波器和基于波谷的图像分割方法对绝缘子红外图像进行预处理。提取了不同湿度条件下的图像背... 提出一种利用污秽绝缘子红外图像特征和径向基概率神经网络(RBPNN)来检测不同湿度条件下自然污秽绝缘子污秽等级的新方法。采用修正后的阿尔法滤波器和基于波谷的图像分割方法对绝缘子红外图像进行预处理。提取了不同湿度条件下的图像背景(周围环境)的平均温度、绝缘子盘面区域的最高温度、绝缘子盘面区域的平均温度、绝缘子盘面温度分布的方差值作为反映污秽等级的4个特征量。通过RBPNN建立了湿度及污秽特征与污秽等级之间的映射关系,并利用训练好的RBPNN识别绝缘子污秽等级;另外提出一种梯度算法与随机性方法相结合的算法来确定RBPNN的隐中心、宽度控制参数及权值矩阵。实验结果证明该方法能有效识别不同湿度条件下绝缘子的污秽等级。 展开更多

关键词 污秽绝缘子红外图像特征 修正后的阿尔法滤波器 图像分割 径向基概率神经网络 梯度算法与随机性方法 污秽级别识别

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利用红外热像检测高压绝缘子污秽度的影响因素研究 被引量：19

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作者 何洪英 杨迎建 +2 位作者 姚建刚 蒋正龙 钱艳萍 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1730-1736,共7页

针对不同环境温度、环境湿度、实验电压下绝缘子污秽程度的识别,提出了一种基于红外热像特征和BP神经网络的智能识别方法。以污秽绝缘子表面温度分布的方差值及其相对于环境平均温度的最大温升和平均温升作为污秽特征,结合环境温度、湿... 针对不同环境温度、环境湿度、实验电压下绝缘子污秽程度的识别,提出了一种基于红外热像特征和BP神经网络的智能识别方法。以污秽绝缘子表面温度分布的方差值及其相对于环境平均温度的最大温升和平均温升作为污秽特征,结合环境温度、湿度、实验电压共6个量作为BP神经网络输入,通过神经网络强大的非线性映射能力实现污秽等级的自动识别。实验分析表明污秽特征的选取剔除了环境温度的影响,在不同电压等级与湿度条件下,不同污秽等级特征数据虽有部分重合,但神经网络引入电压等级与湿度作为多维输入,因此同样可以准确区分不同污秽等级。实验结果证明该方法能有效实现不同环境温度、环境湿度、实验电压下的绝缘子污秽等级识别。 展开更多

关键词 绝缘子污秽等级识别 环境温度 环境湿度 实验电压 BP神经网络 污秽绝缘子红外热像特征

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利用径向温度分布特征检测绝缘子污秽等级 被引量：8

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作者 陈华林 姚建刚 +2 位作者 李佐胜 黄诗文 李文杰 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期56-61,共6页

为了实现绝缘子污秽状况的红外热像在线测量,提出一种基于径向温度分布特征的绝缘子污秽等级检测新方法。人工截取绝缘子图像区域,采用复小波广义交叉确认GCV阈值去噪方法抑制白噪声干扰,通过直方图包络线提取阈值分割图像,利用二值图... 为了实现绝缘子污秽状况的红外热像在线测量,提出一种基于径向温度分布特征的绝缘子污秽等级检测新方法。人工截取绝缘子图像区域,采用复小波广义交叉确认GCV阈值去噪方法抑制白噪声干扰,通过直方图包络线提取阈值分割图像,利用二值图像水平扫描采样绝缘子盘面边缘点,应用最小二乘拟合盘面边缘椭圆方程,获得椭圆内长轴以上图像区域,并提取径向温度分布特征表征绝缘子污秽程度,采用最近邻湿度条件下的最小距离分类器评定待检测绝缘子的污秽等级。试验结果验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 绝缘子污秽等级 红外热像 径向温度分布特征 图像分割 最小距离分类器

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应用绝缘子红外热像处理的现场污秽等级检测方法 被引量：34

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作者 李佐胜 李文利 +1 位作者 姚建刚 杨迎建 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期132-138,共7页

针对绝缘子表面热场分布与湿污条件的紧密联系,提出一种基于绝缘子红外热像处理的现场污秽等级检测新方法。污秽检测的基本过程为:对红外图像进行平稳小波域局部自适应去噪抑制成像过程中的白噪声干扰;在对数变换的基础上利用最大类间... 针对绝缘子表面热场分布与湿污条件的紧密联系,提出一种基于绝缘子红外热像处理的现场污秽等级检测新方法。污秽检测的基本过程为:对红外图像进行平稳小波域局部自适应去噪抑制成像过程中的白噪声干扰;在对数变换的基础上利用最大类间方差法进行图像分割;利用以二值图像重心坐标为起点的不同角度散射直线来采样绝缘子盘面边缘点;应用最小二乘拟合盘面边缘椭圆方程;提取椭圆内长轴以上图像区域;规格化,统计灰度直方图。按上述过程建立不同湿度条件下各污秽等级绝缘子热像灰度直方图特征库,采用与最近邻湿度样本的灰色综合关联度最大相似准则评定现场污秽等级。实验结果表明了该方法用于绝缘子现场污秽等级检测的可行性和有效性。 展开更多

关键词 绝缘子 红外热像 现场污秽等级 平稳小波变换 图像去噪 最小二乘 直方图 灰色综合关联度

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基于改进级联Gentle Adaboost分类器的支柱绝缘子红外图像AI识别 被引量：24

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作者 刘国特 伍伟权 +3 位作者 郭芳 周锦辉 文安 陈思军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1088-1095,共8页

支柱绝缘子是变电站中重要的部件,在复杂工作环境下极易出现故障,而传统人工检测难以对大量支柱绝缘子红外图片快速多目标识别。为此,提出了基于改进级联Gentel Adaboost分类器的支柱绝缘子红外图像人工智能(artificial intelligence,AI... 支柱绝缘子是变电站中重要的部件,在复杂工作环境下极易出现故障,而传统人工检测难以对大量支柱绝缘子红外图片快速多目标识别。为此,提出了基于改进级联Gentel Adaboost分类器的支柱绝缘子红外图像人工智能(artificial intelligence,AI)识别方法,使用现场采集的大量红外图片,构建支柱绝缘子红外数据集,然后计算支柱绝缘子数据集样本的Haar-like特征值,并将不同特征值构建成若干个弱分类器;通过改进Gentel Adaboost算法,将弱分类器训练集成为强分类器,得到级联Gentel Adaboost分类器,实现红外图像中支柱绝缘子多目标准确识别。研究结果证明,所提方法在不同背景下对红外图像支柱绝缘子识别的准确率达到了93.9%,在正确识别定位的同时,还能保留支柱绝缘子的红外温度特征,可为支柱绝缘子智能识别和故障诊断提供有效途径。 展开更多

关键词 变电站设备 支柱绝缘子 红外图像 Haar-like特征描述 Gentel Adaboost算法 多目标智能识别

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基于红外图像的绝缘子提取方法 被引量：5

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作者 赵利鸿 高强 +1 位作者 于晓 李大华 《红外技术》 CSCD 北大核心 2020年第9期840-845,共6页

绝缘子是输电线路上的重要设备,若发生故障会给电力设备带来巨大损失,从拍摄的输电线路红外图像中定位和提取绝缘子,基本上能反映多种绝缘子故障,在绝缘子的识别和故障诊断中更具实用性。本文提出了一种基于红外图像的绝缘子提取方法,... 绝缘子是输电线路上的重要设备,若发生故障会给电力设备带来巨大损失,从拍摄的输电线路红外图像中定位和提取绝缘子,基本上能反映多种绝缘子故障,在绝缘子的识别和故障诊断中更具实用性。本文提出了一种基于红外图像的绝缘子提取方法,依次使用Speeded Up Robust Features(SURF)算法提取测试红外图像的关键特征点、基于改进Fuzzy C-means(FCM)算法聚类划分特征点、根据绝缘子的形状特征值识别和定位绝缘子、基于改进的图像开运算精确提取绝缘子。该方法充分发挥了红外图像的优点,能够准确提取绝缘子,为基于红外图像的绝缘子故障诊断奠定了基础。 展开更多

关键词 绝缘子 红外图像 SURF特征点 FCM算法 图像开运算

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相对温度分布特征与人工神经网络相结合的零值绝缘子识别方法 被引量：36

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作者 姚建刚 关石磊 +4 位作者 陆佳政 蒋正龙 赵纯 夏德分 钱艳萍 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期170-175,共6页

提出利用绝缘子串相对温度分布特征和人工神经网络模型相结合的方法识别不同污秽等级、不同湿度条件下的零值绝缘子。试验获取模拟110 kV线路悬式绝缘子的红外运行图像,经图像去噪、分割等预处理后,提取绝缘子串区域相对温度分布特征参... 提出利用绝缘子串相对温度分布特征和人工神经网络模型相结合的方法识别不同污秽等级、不同湿度条件下的零值绝缘子。试验获取模拟110 kV线路悬式绝缘子的红外运行图像,经图像去噪、分割等预处理后,提取绝缘子串区域相对温度分布特征参数作为识别零值绝缘子的温度信息特征量,并结合环境相对湿度、等值附盐密度作为识别模型的输入向量,将实际测定绝缘子串是否含零值的状态分类信息作为输出向量,通过训练得到优化的识别模型,并用于零值绝缘子识别。试验结果验证该方法准确性高,可为输电线路瓷绝缘设备的故障检修提供参考和方法借鉴。 展开更多

关键词 红外热像 相对温度分布特征 图像去噪 图像分割 人工神经网络 零值绝缘子识别 高电压与绝缘技术

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基于红外成像技术的零值绝缘子检测 被引量：13

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作者 苑利 赵锐 +1 位作者 谭孝元 苟先太 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期97-102,共6页

提出使用绝缘子红外图像和支持向量机相结合的方法对不同污秽程度、空气湿度和空气温度下的零值绝缘子进行自动检测。首先对现场得到的绝缘子串红外图像进行预处理操作。在对绝缘子串红外图像进行预处理后,利用二维Otsu算法对红外图像... 提出使用绝缘子红外图像和支持向量机相结合的方法对不同污秽程度、空气湿度和空气温度下的零值绝缘子进行自动检测。首先对现场得到的绝缘子串红外图像进行预处理操作。在对绝缘子串红外图像进行预处理后,利用二维Otsu算法对红外图像进行分割,得到标记了绝缘子串的二值图像。利用边缘检测算法提取出绝缘子串的边缘图像。采用最小二乘法对绝缘子盘面边缘图像进行拟合,得到盘面椭圆方程,利用椭圆方程提取出单个绝缘子盘面。对单个绝缘子盘面进行温度特征提取,利用三因素方差分析方法对特征参数进行显著性检验,挑选受绝缘子污秽程度、环境湿度和环境温度影响较小的参数作为特征参数。选取径向基核函数作为支持向量机的核函数,利用Lib VSM工具中基于交叉验证的网格搜索的参数选择方法和训练集数据进行实验确定核函数参数γ和错误代价C。最后,使用测试数据对整个识别模型进行测试,识别率较高,满足预设要求。 展开更多

关键词 零值绝缘子 红外图像 特征提取 核函数 支持向量机 训练 识别

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基于混合神经网络的绝缘子污秽等级分类方法 被引量：3

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作者 魏东亮 王植 袁聪 《广东电力》 2023年第5期89-97,共9页

针对输电线路中瓷绝缘子表面污秽堆积、闪络频发的问题,基于红外成像技术和混合深度神经网络,提出瓷绝缘子表面污秽状态自动检测和智能分类方法。首先,利用红外热像仪,对输电线路上多个瓷绝缘子进行成像,获得不同污秽等级的红外图像;其... 针对输电线路中瓷绝缘子表面污秽堆积、闪络频发的问题,基于红外成像技术和混合深度神经网络,提出瓷绝缘子表面污秽状态自动检测和智能分类方法。首先,利用红外热像仪,对输电线路上多个瓷绝缘子进行成像,获得不同污秽等级的红外图像;其次,通过掩模区域卷积神经网络(Mask R-CNN)对瓷绝缘子红外图像进行目标分割和提取,以抑制背景干扰;最后,结合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和双向长短期记忆(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)网络,构建用于瓷绝缘子红外图像自动分类的混合深度神经网络,从而评估绝缘子的污秽严重性。性能对比实验证明所提方法取得了更精确的分类效果,准确度达到98.86%,特异度达到99.72%,精度达到98.86%,F1分数达到98.86%,为瓷绝缘子表面污秽等级分类、危险性评估提供了智能化技术手段。 展开更多

关键词 瓷绝缘子 污秽等级分类 红外图像 混合深度神经网络

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基于红外图像识别的输电线路故障诊断方法 被引量：34

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作者 王淼 杜伟 +1 位作者 孙鸿博 张静 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第4期383-386,共4页

基于红外图像研究了输电线路的故障诊断方法,首先采用LSD线段检测法提取红外图像中的导线,采用深度卷积神经网络提取红外图像中绝缘子,从而得到线路元件区域。在线路元件区域内进行温度和灰度分析提取发热点,并利用漫水填充算法对过热... 基于红外图像研究了输电线路的故障诊断方法,首先采用LSD线段检测法提取红外图像中的导线,采用深度卷积神经网络提取红外图像中绝缘子,从而得到线路元件区域。在线路元件区域内进行温度和灰度分析提取发热点,并利用漫水填充算法对过热区域进行分割,提取骨架扫描点数、有效凸缺陷、引流线对缺陷类型进行识别。实验证明该算法有较高发热点定位准确率和缺陷类型识别准确率。 展开更多

关键词 红外图像 输电线巡检 导线提取 绝缘子检测 缺陷点定位 特征提取 缺陷识别

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