基于红外热像的瓷绝缘子劣化识别技术研究

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1、学校代号10532学号S150900650分类号TM855密级公开硕士学位论文基于红外热像的瓷绝缘子劣化识别技术研究学位申请人姓名彭子健培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称姚建刚教授学科专业电气工程研究方向高压外绝缘论文提交日期2018年4月23日学校代号：10532学号：S150900650密级：公开湖南大学硕士学位论文基于红外热像的瓷绝缘子劣化识别技术研究学位申请人姓名：彭子健导师姓名及职称：姚建刚教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2018年4月23日论文答辩日期：2018年4

2、月28日答辩委员会主席：汪沨教授ResearchontheTechnologyofFaultyInsulatorIdentificationBasedonInfraredThermalImagesbyPengZiJianB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateSc

3、hoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYAOJiangangApril,2018学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者

4、完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I基于红外热像的瓷绝缘子劣化识别技术研究摘要瓷绝缘子工作运行在高温、雨雪等恶劣的环境条件之下，长期的机电联合作用导致绝

5、缘子容易发生绝缘性能和机械性能下降的情况，形成劣化绝缘子。处于潮湿或雨雪等天气的劣化绝缘子串非常容易发生闪络，如果不及时发现并进行处理，可引发严重的断串、掉串事故。近年来，随着红外热像技术的进步及便携式热像仪的使用，基于红外热像的故障诊断技术在变压器、绝缘子、高压断路器等故障识别中得到了越来越广泛的应用，但现有绝缘子红外热像检测水平还是处在初级阶段，还存在以定性检测为主、诊断标准不够完善、存在检测盲区等问题。针对现阶段绝缘子红外检测技术的不足，本文采用仿真分析和试验验证相结合的方式，提出了一种基于卷积神经网络的劣化

6、绝缘子识别模型。根据绝缘子串的等值电路和温升模型，应用电网络法对绝缘子的温升规律进行仿真计算，以此阐明红外检测中的盲区现象，并探讨盲区范围与环境温度、风速、劣化绝缘子所处位置和测量误差之间的关联性。针对绝缘子原始红外图像中存在着椒盐噪声和高斯噪声的问题，应用自适应中值滤波的方法进行图像去噪通过霍夫变换对绝缘子进行角度校正，采用投影统计法定位分割单片绝缘子区域。在图像处理的基础上，建立基于卷积神经网络的劣化绝缘子识别模型，对于图像处理后的绝缘子片区域红外图像，采用背景温度均一化、尺寸规格化及灰度线性增强变换的方式对其

7、进行预处理，并以预处理后的图像直接作为模型的输入，避免了显式的特征提取，而隐式地从训练数据中进行学习，自动提取出更能反映图像本质的图像纹理特征，最后以试验和现场采集的红外图像对模型进行训练和测试。试验结果表明，现有的常规绝缘子红外检测方法存在检测盲区，盲区范围会不同程度地受到环境温度、风速、劣化绝缘子位置和测量误差的影响，局限性较大；本文的基于卷积神经网络的劣化绝缘子识别模型具有较高的低零值绝缘子识别率，能够准确地检测出带电运行中的劣化绝缘子，可为电力运检部门检测劣化绝缘子提供有效的技术支持。关键词：红外热像；劣化

8、绝缘子识别；卷积神经网络；绝缘子检测盲区；自适应中值滤波；图像定位分割II硕士学位论文AbstractTheporcelaininsulatorssometimesoperateunderharshenvironmentconditionssuchashightemperature,rainandsnow.Longtermmechanicalandelect