运行复合绝缘子高光谱污秽检测技术_马御棠.pdf
《运行复合绝缘子高光谱污秽检测技术_马御棠.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《运行复合绝缘子高光谱污秽检测技术_马御棠.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 年第 期(总第 期)年 月电瓷避雷器 ()收稿日期:运行复合绝缘子高光谱污秽检测技术马御棠,李谦慧,马 仪,潘 浩,杨 坤,周志鹏(云南电网有限责任公司电力科学研究院,昆明;西南交通大学电气工程学院,成都;云南电网有限责任公司研究生工作站,昆明)摘 要:目前传统的高光谱污秽检测主要针对人工涂污样本。而运行复合绝缘子由于结构和自然积污复杂、基材浸污严重,难以运用其方法进行污秽检测。因此搭建了适用于绝缘子污秽检测的高光谱拍摄平台,并提出了一种基于高光谱的运行复合绝缘子污秽检测技术。首先,针对绝缘子光谱特性,提出了一种基于噪声学习的一维卷积降噪自动编码器()高光谱数据转换方法,消除不同拍摄情况导致
2、的谱线偏移现象。其次通过核主成分()提取不同污秽程度的光谱特征;分别建立基于线性判别算法()、神经网络()以及极限学习机()的运行复合绝缘子污秽检测模型。最终,检测结果表明,较之传统的高光谱污秽检测方法,笔者提出的污秽检测技术对不同拍摄情况下的污秽程度检测准确度有了大幅提高,由 左右提高到了 以上,为后续运行复合绝缘子光谱检测奠定了基础。关键词:高光谱检测;污秽检测;深度残差;卷积自编码 ,(,;,;,):,:;引言输电线路绝缘子污秽检测在污闪防治中至关重要。尽管目前已有多种绝缘子污秽检测技术运用于实验室阶段和现场工程。但随着电网规模扩大及智能化要求的提高,目前亟需一种快速 年第 期运行复合绝
3、缘子高光谱污秽检测技术(总第 期)准确的检测方法。近年来,具有非接触式检测优势的高光谱技术由于其分辨率高,包含波段广,且具备图谱双重信息,在突破现阶段绝缘子污秽检测方面展现出了巨大潜力。文献 利用高光谱仪获取不同形态和密度的污秽颗粒光谱差异,实现了不同污秽等级人工污秽检测以及单一污秽成分识别;文献通过建立不同灰密回归模型,将高光谱应用于人工积污绝缘子的灰密检测;文献分析光谱数据中的含水量信息,对污层电导高光谱检测方法进行了研究;文献利用高光谱空间信息使污秽程度可视化。但目前少有针对运行复合绝缘子进行高光谱污秽检测的研究。较于人工污秽样本,运行复合绝缘子结构复杂,基材受油污等影响,多呈现灰黑色,
4、反射率低,光谱复杂性更高。目前,复合绝缘子实验室内污秽检测主要采用等值盐密法,其操作繁琐,容易产生人工误差,效率较低。因此,本研究针对运行复合绝缘子不同污秽情况,提出一种实验室内快速检测运行复合绝缘子污秽程度的高光谱检测技术。为高光谱自然积污绝缘子污秽检测提供了技术参考。复合绝缘子高光谱图像采集试验 高光谱检测系统为探究自然污秽绝缘子的光谱特性,削弱无关信息干扰,需要搭建变量可控、固定绝缘串的高光谱检测平台(见图)。其主要部件及功能分别为:补光灯:左右斜前方向各一个,提供均匀稳定的光源;便携式高光谱仪:用于采集高光谱图像;固定架:放置绝缘子串;三角架:固定,调节拍摄距离、角度;计算机:存储及处
5、理光谱数据;位置标尺:用于记录拍摄距离。试验温湿条件为 ,光源照度为 。图 自然污秽绝缘子检测平台 污秽检测区域选择本次研究的试品为自然积污 小型绝缘串,见图。按照 电力设备预防性试验规程()要求进行盐密检测,污秽等级结果为。基于补光效果及污秽情况,笔者选取绝缘串中段、位置绝缘片进行研究,对应污秽情况:级污秽区、级浸污区以及 级污秽区。为避免取样位置引起的谱线差异,取同一竖直位置标记为谱线取样区,图 中方框选定范围。图 中,位置取样清洗后的绝缘片浸污和磨损严重程度高于 位置。图 种不同污秽等级光谱取样区 高光谱污秽图像工况选择笔者研究的运行复合绝缘子高光谱污秽检测技术,旨在实现不同拍摄条件下绝
6、缘子污秽等级的准确识别。因此,通过设置不同拍摄距离及角度,模拟不同绝缘子拍摄情况差异。拍摄参数见图。在拍摄距离 ,拍摄俯角、以及;拍摄俯角,拍摄距离 、和 的情况下进行高光谱信息采集。图 拍摄参数示意图 高光谱图像拍摄校正 光谱数据校正原理试验获取的原始光谱数据(见图),包含了大量由于环境、设备等的高频噪声;同一位置谱线在不同拍摄条件下分散性大(见图),不同污秽情况原始谱线存在重叠(图见),不利于不同污秽情况检测。年第 期电 瓷 避 雷 器(总第 期)图 单个位置原始含噪光谱 图 种污秽情况光谱曲线 图 级浸污区不同拍摄情况下的谱线对比 因此,本研究采取数据处理方式见图。通过预处理滤除高频噪声
7、和光散射引起的谱线偏移;提出一种适用于光谱数据的转换方法,将不同拍摄情况下的数据转换到同一拍摄参数下进行比对;利用特征提取算法提高信噪比,增强不同污秽程度的类间差异;最后,应用提取特征后的数据与对应的污秽程度标签建立高光谱污秽程度检测模型。图 污秽检测光谱数据处理流程图 拍摄因素差异校正方法及结果将经过光谱常规预处理方法 指数平滑和多元散射校正()处理后的光谱数据进行拍摄因素差异校正,旨在将不同拍摄情况下获取的谱图信息,转换到同一标准下进行检测。深度残差卷积自编码()是本研究在残差学习与 的基础上提出的一种针对高光谱谱线,基于噪声学习的一维卷积降噪自动编码器;将各种条件下的数据映射为标准数据。
8、本研究选取拍摄距离 ,拍摄俯角 的谱线(见图)作为校正标准。图 校正选取的 种污秽情况标准谱线 年第 期运行复合绝缘子高光谱污秽检测技术(总第 期)其算法原理(见图),对输入光谱谱线与标准谱线的偏差,采用卷积神经网络通过多层多个卷积核对其进行深层特征提取,和编码器连接权重计算;利用反卷积对降采样后的压缩数据进行解码重构;学习模拟出偏差在不同拍摄情况下的分布情况。图 拍摄参数校正方法原理 将预处理后的数据输入该网络进行学习,交叉验证后得到的校正模型网络参数结果见图。图 光谱变换网络参数计算结果 经深度残差卷积自编码校正之后不同污秽程度光谱谱线(见图),较处理前的数据在类别区分度上有了明显的提高。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 运行 复合 绝缘子 光谱 污秽 检测 技术 马御棠
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。