一種帶電檢測電氣設(shè)備外絕緣配置參數(shù)測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶電檢測電氣設(shè)備外絕緣配置參數(shù)測量方法，屬于電力系統(tǒng)電氣設(shè)備帶電檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站電氣設(shè)備外絕緣配置參數(shù)包括電氣設(shè)備外絕緣最小直閃放電距離、設(shè)備表面爬電距離、設(shè)備外表面爬電比距等設(shè)備外絕緣系列參數(shù)，這些參數(shù)是否滿足電網(wǎng)運行要求，是保障電氣設(shè)備自身安全運行的必要條件，是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的前提條件之一，變電站電氣設(shè)備在運行時要承受大氣過電壓、系統(tǒng)操作過電壓的沖擊以及正常運行的電壓，同時還會遇到污穢污染、極端自然災(zāi)害等諸多情況，為全面做好應(yīng)對電網(wǎng)防過電壓、防污閃措施，提高電網(wǎng)抵御故障能力，在運維管理過程中需要對電氣設(shè)備的外絕緣配置參數(shù)進行檢測和校核工作，電子經(jīng)瑋儀、全站儀等測量儀器雖然相對大空間內(nèi)的目標(biāo)可以精確測量，但是遇到變電站測量活動空間受到帶電安全距離限制，被檢測設(shè)備外形尺寸雜狀況下就無法有效檢測，目前在對于電氣設(shè)備外絕緣配置參數(shù)檢測方法和手段研究較少，近年公開的專利(專利號201110330908.5、201410271701.9)等通過圖像傳感器和激光發(fā)射器組合，激光發(fā)射器發(fā)射激光線，獲取包含激光線在內(nèi)的設(shè)備影像信息進行計算獲取，對單調(diào)背景目標(biāo)的測量尚可以，但對于變電站的電氣設(shè)備在有限空間安裝設(shè)備數(shù)量多，形狀、材質(zhì)、顏色基本相同并且相互襯托的復(fù)雜檢測背景，無法準(zhǔn)確進行測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種帶電檢測電氣設(shè)備外絕緣配置參數(shù)測量方法，通過產(chǎn)生特定的激光波束照射在待檢測設(shè)備上，抑制背景其它波段的信息，提高了獲得被測設(shè)備圖像相關(guān)信息的準(zhǔn)確性。
[0004]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種帶電檢測電氣設(shè)備外絕緣配置參數(shù)測量方法，包括以下步驟:
[0005](I)同步控制裝置控制信號調(diào)制器產(chǎn)生頻率信號驅(qū)動激光發(fā)射器發(fā)射穩(wěn)定波長激光束；
[0006](2)激光束通過處理產(chǎn)生窄帶掃描單色激光線，對被檢測設(shè)備進行掃描投射；
[0007](3)左視覺傳感裝置和右視覺傳感裝置在同步控制裝置控制下獲取被檢測設(shè)備反射的窄帶掃描單色激光線；
[0008](4)左視覺傳感裝置和右視覺傳感裝置所獲取的圖像信息經(jīng)過處理模塊處理得到被檢測設(shè)備的三維圖像，根據(jù)三維圖像計算出被測電氣設(shè)備的外絕緣配置特征參數(shù)；
[0009](5)同步控制裝置控制激光接收及測相單元接收被檢測設(shè)備表面漫反射的窄帶掃描單色激光線，基于相位法測量獲取被測設(shè)備物體表面激光線上基準(zhǔn)點云數(shù)據(jù)，以此作為基準(zhǔn)值與上述測量分析計算結(jié)果進行比對，對其計算結(jié)果數(shù)據(jù)進行修正。
[0010]作為優(yōu)選，所述步驟(2)中激光束通過擴束整形單元和旋轉(zhuǎn)掃描棱鏡后產(chǎn)生窄帶掃描單色激光線。
[0011]作為優(yōu)選，三維圖像采用光學(xué)測量三角法計算出電氣設(shè)備外絕緣特征尺寸值，再根據(jù)被測電氣設(shè)備運行電壓等級，按照設(shè)備外絕緣有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計算得出外絕緣配置特征參數(shù)。
[0012]作為優(yōu)選，所述步驟(5)包括以下步驟:
[0013](a)激光線掃描到被測設(shè)備表面交匯形成反射的光線，選取檢測范圍中一條反射線的一部分或者全部長度作為基準(zhǔn)線；
[0014](b)將基準(zhǔn)線劃分為若干段，利用相位法對基準(zhǔn)線進行長度檢測；
[0015](C)將檢測的長度進行加權(quán)平均作為高精度的基準(zhǔn)值與三維圖像所測同一基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)進行比較，求其平均修正系數(shù)；
[0016](d)將修正系數(shù)帶入到電氣設(shè)備外絕緣配置特征參數(shù)計算中，對結(jié)果進行修正。
[0017]三維圖像檢測數(shù)據(jù)是對傳感器檢測的像素點處理計算結(jié)果，圖像采樣存在的像點提取偏差，受到傳感器可以檢測多少像素點數(shù)制約，其精度往往不高，但是對被測設(shè)備表面漫反射調(diào)制激光線光信息利用相位法檢測可獲取比三維圖像檢測精度高很多的基準(zhǔn)線測量尺度數(shù)據(jù)，將基準(zhǔn)線分為若干段，測距進行加權(quán)平均作為高精度的基準(zhǔn)值與三維圖像所測同一基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)進行比較，求其平均修正系數(shù)，將修正系數(shù)帶入電氣設(shè)備外絕緣配置特征參數(shù)計算中，對結(jié)果可以起到修正，經(jīng)過修正，通常可以將10%的相對誤差控制在5%以下。
[0018]—種上述的帶電檢測電氣設(shè)備外絕緣配置參數(shù)測量方法的裝置，包括同步控制裝置、信號調(diào)制器和激光接收及測相單元，所述同步控制裝置同時與信號調(diào)制器、激光接收及測相單元、左視覺傳感裝置和右視覺傳感裝置連接，信號調(diào)制器與激光發(fā)射器連接，激光發(fā)射器依次與擴束整形單元和旋轉(zhuǎn)掃描棱鏡連接，左視覺傳感裝置、右視覺傳感裝置和激光接收及測相單元分別與處理模塊連接。
[0019]作為優(yōu)選，所述左視覺傳感裝置和右視覺傳感裝置均為包含濾波片變焦鏡頭的視覺傳感器。
[0020]在本發(fā)明中，窄帶單色激光發(fā)射裝置、信號調(diào)制器、同步控制裝置、左視覺傳感裝置和右視覺傳感裝置、激光接收及測相單元固定在同一箱體內(nèi)。左視覺傳感裝置和右視覺傳感裝置均為包含濾波片變焦鏡頭的視覺傳感器。所述左視覺傳感裝置和右視覺傳感裝置在同一視場內(nèi)與同步控制裝置組成檢測特定波段的立體視覺系統(tǒng)。左視覺傳感裝置和右視覺傳感裝置相當(dāng)于人的雙眼，左、右視覺傳感裝置獲取被測量設(shè)備圖像，從其圖像中通過對像素比對，識別出兩幅圖像被測設(shè)備的物體全部圖像特征信息，其中包含基準(zhǔn)線特征點信息，將兩幅圖像基準(zhǔn)線的特征點進行匹配，使得兩幅二維圖像信息統(tǒng)一換算到同一坐標(biāo)系中融合為一幅圖像的三維圖像信息，重建三維被測設(shè)備。
[0021]在本發(fā)明中，穩(wěn)定波長的激光發(fā)射器，產(chǎn)生穩(wěn)定波長的一束激光，通過聚焦擴束整形、旋轉(zhuǎn)掃描棱鏡形成單色窄帶激光線，對被檢測設(shè)備進行掃描投射，光線在被檢測設(shè)備表面相交形成一條可被視覺傳感器獲取到窄帶單色光的信息特征，視覺傳感器加載濾波片變焦鏡頭通過抑制背景其它信息，增強被測設(shè)備的對比度，對被測目標(biāo)準(zhǔn)確聚焦獲得含有穩(wěn)定波長信息特征實現(xiàn)立體視覺圖像信息數(shù)據(jù)，通過圖像識別、信息融合匹配對被測目標(biāo)三維重構(gòu)，基于光學(xué)測量的三角法數(shù)學(xué)模型計算可獲取被測電氣設(shè)備外絕緣配置基礎(chǔ)參數(shù)；同時對激光發(fā)射器發(fā)射的激光進行調(diào)制，通過激光接收對被測設(shè)備表面漫反射激光線光信息基于相位法檢測獲取較高精度激光線基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對上述計算結(jié)果進行修正，實現(xiàn)帶電狀態(tài)下快速、高精度檢測電氣設(shè)備外絕緣配置特征參數(shù)。
[0022]有益效果:本發(fā)明采用穩(wěn)定波長的單色激光線對被檢測設(shè)備進行掃描，穩(wěn)定波長的單色激光線與被檢測設(shè)備表面交匯并且反射，視覺傳感器加載濾波片變焦鏡頭檢測時，僅僅對被測量設(shè)備反射的穩(wěn)定波長光敏感，其它背景的波段光通過量較少，增強被測設(shè)備的對比度作用，提高獲得被測設(shè)備圖像相關(guān)信息的準(zhǔn)確性;通過對激光發(fā)射器發(fā)射的激光束進行調(diào)制，激光接收及測相單元接收對被測設(shè)備表面漫反射激光線獲取到高精度基準(zhǔn)點云數(shù)據(jù)，對上述測量計算結(jié)果進行修正;基于立體視覺三角法與相位法相融合的光學(xué)測量方法，解決變電站內(nèi)帶電狀態(tài)下檢測活動空間受限，安裝電氣設(shè)備數(shù)量多、形狀、材質(zhì)、顏色又基本相同導(dǎo)致檢測背景復(fù)雜被檢測設(shè)備識別困難、計算難度大等問題，實現(xiàn)帶電狀況下快速、準(zhǔn)確對電氣設(shè)備外絕緣配置參數(shù)地檢測。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)基本原理圖；
[0024]圖2是本發(fā)明窄帶單色光掃描裝置原理圖；
[0025]圖3是本發(fā)明特定波段的立體視覺檢測系統(tǒng)原理圖；
[0026]圖4是本發(fā)明激光相位