一种电力设备缺陷检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力设备缺陷检测系统及检测方法，系统包括数据处理装置、图像采集装置、围绕所述图像采集装置设置的多个声波采集装置以及多个特高频传感器；所述数据处理装置用于接收图像采集装置采集的待检电力设备的可见光图像、声波采集装置采集的声波信号以及特高频传感器采集的电磁信号，根据所述可见光图像、声波信号以及电磁信号，对待检电力设备的缺陷进行定位；通过可见光图像、声波信号以及电磁波信号综合分析，能够对电力设备缺陷位置进行判断，提高电力设备缺陷检测的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种电力设备缺陷检测系统及检测方法


[0001]本专利技术涉及缺陷检测
，尤其涉及一种电力设备缺陷检测系统及检测方法。

技术介绍

[0002]电力设备缺陷检测是电力设备运行维护的重要工作之一。当电力设备存在局部缺陷时，常出现绝缘局部放电现象、并伴有异常的音频声信号、超声信号。因此，对电力设备的关键部位开展放电检测具有重要的价值。然而，由于变电站现场存在大量的背景电磁干扰、及各类由风扇、鸟叫等引起的干扰声信号，单一的通过电磁探测法或声探测法检测电力设备缺陷易出现误判。目前现场常用的电磁探测传感器、声传感器主要以放电过程中的电磁信号和声信号波形探测为主。例如，专利文献CN105548832B公开了一种高压电力电缆故障识别方法，通过UHF超高频传感器采集电磁波、压电式AE超声波传感器采集超声波信号、TEV地电波传感器采集地电波、HFCT高频电流传感器采集瞬变磁场，通过对电磁波、超声波信号、地电波以及瞬变磁场的分析，确定电力电缆故障的类型和大小。但是，该方案仅能识别电力电缆的故障类型和大小，不能够对故障位置进行定位。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种电力设备缺陷检测系统及检测方法，能够对电力设备的故障进行定位。
[0004]一种电力设备缺陷检测系统，包括数据处理装置、图像采集装置、围绕所述图像采集装置设置的多个声波采集装置以及多个特高频传感器；
[0005]所述数据处理装置用于接收图像采集装置采集的待检电力设备的可见光图像、声波采集装置采集的声波信号以及特高频传感器采集的电磁信号，根据所述可见光图像、声波信号以及电磁信号，对待检电力设备的缺陷进行定位。
[0006]进一步地，所述数据处理装置根据所述可见光图像、声波信号以及电磁信号，对待检电力设备的缺陷进行定位，包括：
[0007]根据所述可见光图像，计算所述可见光图像中每个像素对应的入射角和方位角；
[0008]根据所述声波信号和所述入射角和方位角，计算所述可见光图像中每个像素对应的声场强度，获得声场图像；
[0009]根据所述电磁信号和所述入射角和方位角，计算所述可见光图像中每个像素对应的电磁场强度，获得电磁场图像；
[0010]将所述可见光图像、声场图像和电磁场图像进行叠加获得叠加图像，将叠加图像中声场强度局部极大值和电磁场强度局部极大值重叠的位置确定为缺陷区域。
[0011]进一步地，所述每个像素对应的入射角和方位角通过以下公式进行计算：
[0012][0013][0014]其中，可见光图像的像素为M
×
N，Θ
H
为可见光图像采集的水平视场角，Θ
V
为可见光图像采集的垂直视场角，θ
l,m
为第l行、第m列像素对应的入射角，为第l行、第m列像素对应的方位角。
[0015]进一步地，可见光图像中每个像素对应的声场通过以下公式进行计算：
[0016]P
l,m
＝e
l,mT
·
R
·
e
l,m
；
[0017][0018][0019]其中，θ
l,m
为第l行、第m列像素对应的入射角，为第l行、第m列像素对应的方位角，P
l,m
为第l行、第m列像素对应的声场强度，e
l,mT
为e
l,m
的转置矩阵，s1(t)，s2(t)...s
k
(t)为各个声波采集装置采集的声波信号，k为声波采集装置的数量，(x1、x2……
x
k
，y1、y2……
y
k
)为各个声波采集装置相对于图像采集装置中心点的位置坐标，e为自然常数，λ为声波信号的波长，R为以各个声波采集装置采集的声波信号分别为横向量和列向量的两个矩阵的乘积。
[0020]进一步地，所述可见光图像中每个像素对应的电磁场通过以下公式进行计算：
[0021]J
l,m
＝e
’
l,mT
·
T
·
e
’
l,m
；
[0022][0023][0024]其中，θ
l,m
为第l行、第m列像素对应的入射角，为第l行、第m列像素对应的方位角，J
l,m
为第l行、第m列像素对应的电磁场强度，e
’
l,mT
为e
’
l,m
的转置矩阵，u1(t)，u2(t)...u
p
(t)为各个特高频传感器采集的电磁信号，p为特高频传感器的数量，(x1、x2……
x
p
，y1、y2……
y
p
)为各个特高频传感器相对于图像采集装置中心点的位置坐标，e为自然常数，λ1为电磁信号的波长，T为以各个特高频传感器采集的电磁信号分别为横向量和列向量的两个矩阵的乘积。
[0025]进一步地，所述系统还包括底板，所述图像采集装置安装于所述底板的几何中心
处，多个声波采集装置以及多个特高频传感器安装于所述底板上并均匀分布于所述图像采集装置周围。
[0026]进一步地，所述系统还包括与所述数据处理装置连接的显示装置，用于显示所述可见光图像、声场图像、电磁场图像、叠加图像中的至少一种。
[0027]一种采用上述系统的电力设备缺陷检测方法，其特征在于，包括：
[0028]接收图像采集装置采集的待检电力设备的可见光图像、声波采集装置采集的声波信号以及特高频传感器采集的电磁信号；
[0029]根据所述可见光图像、声波信号以及电磁信号，对待检电力设备的缺陷进行定位。
[0030]进一步地，根据所述可见光图像、声波信号以及电磁信号，对待检电力设备的缺陷进行定位，包括：
[0031]根据所述可见光图像，计算所述可见光图像中每个像素对应的入射角和方位角；
[0032]根据所述声波信号和所述入射角和方位角，计算所述可见光图像中每个像素对应的声场强度，获得声场图像；
[0033]根据所述电磁信号和所述入射角和方位角，计算所述可见光图像中每个像素对应的电磁场强度，获得电磁场图像；
[0034]将所述可见光图像、声场图像和电磁场图像进行叠加获得叠加图像，将叠加图像中声场强度局部极大值和电磁场强度局部极大值重叠的位置确定为缺陷区域。
[0035]进一步地，所述方法还包括：
[0036]将所述可见光图像、声场图像、电磁场图像、叠加图像中的至少一种进行推送显示。
[0037]本专利技术提供的电力设备缺陷检测系统及检测方法，通过可见光图像、声波信号以及电磁波信号综合分析，能够对电力设备缺陷位置进行判断，提高电力设备缺陷检测的准确性。
附图说明
[0038]图1为本专利技术提供的电力设备缺陷检测系统一种实施例的结构示意图。
[0039]图2为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力设备缺陷检测系统，其特征在于，包括数据处理装置、图像采集装置、围绕所述图像采集装置设置的多个声波采集装置以及多个特高频传感器；所述数据处理装置用于接收图像采集装置采集的待检电力设备的可见光图像、声波采集装置采集的声波信号以及特高频传感器采集的电磁信号，根据所述可见光图像、声波信号以及电磁信号，对待检电力设备的缺陷进行定位。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理装置根据所述可见光图像、声波信号以及电磁信号，对待检电力设备的缺陷进行定位，包括：根据所述可见光图像，计算所述可见光图像中每个像素对应的入射角和方位角；根据所述声波信号和所述入射角和方位角，计算所述可见光图像中每个像素对应的声场强度，获得声场图像；根据所述电磁信号和所述入射角和方位角，计算所述可见光图像中每个像素对应的电磁场强度，获得电磁场图像；将所述可见光图像、声场图像和电磁场图像进行叠加获得叠加图像，将叠加图像中声场强度局部极大值和电磁场强度局部极大值重叠的位置确定为缺陷区域。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述每个像素对应的入射角和方位角通过以下公式进行计算：以下公式进行计算：其中，可见光图像的像素为M
×
N，Θ
H
为可见光图像采集的水平视场角，Θ
V
为可见光图像采集的垂直视场角，θ
l,m
为第l行、第m列像素对应的入射角，为第l行、第m列像素对应的方位角。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，可见光图像中每个像素对应的声场强度通过以下公式进行计算：P
l,m
＝e
l,mT
·
R
·
e
l,m
；；其中，θ
l,m
为第l行、第m列像素对应的入射角，为第l行、第m列像素对应的方位角，P
l,m
为第l行、第m列像素对应的声场强度，e
l,mT
为e
l,m
的转置矩阵，s1(t)，s2(t)...s
k
(t)为各个声波采集装置采集的声波信号，k为声波采集装置的数量，(x1、x2……
x
k
，y1、y2……
y
k
)为各个声波采集装置相对于图像采集装置中心点的位置坐标，e为自然常数，λ为声波信号的
波长，j为虚数单位，R为以各个声波采集装置采集的声波信号分别为横向量和列向量的两个矩阵的乘积。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述可见光...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈培锋，张强，李勇，钱森，陈挺，陈川，张泽，张熙民，鞠玲，程阳，何天雨，汤德宝，吴艳，陆子渊，袁乐，李双伟，贾骏，翁蓓蓓，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：