基于图谱特征演化机理的复合绝缘子老化程度定量评估方法研究

As the using year of composite insulator increased, the aging degree of composite insulator increases.Therefore,the number of composite insulator flashover and damage accident grows in recent years. There is a need to research targeted detection technology of composite insulators aging to protect the security of grid operations very important.Present detection of composite insulators is not more, existing low detection accuracy,complicated to operate,low efficiency,can not be online testing, labor-intensive and other shortcomings. There is only qualitative description to describe aging degree, and should be removed in the laboratory to be evaluated. A new remote sensing technology will be used in this project to detect composite insulators. It can change the current occasion that is lacking of method to detect the aging status of composite insulator in routine inspections. The project team has carried out theoretical research of using hyperspectral remote sensing technology to detect polymeric insulator. Experiment results show that the method is feasible. Based on the early detection of composite insulators experiments, this project will further research on the map and spectrum characteristics of composite insulators, to establish a quantitative assessment model describing the aging degree of composite insulators, given the criteria and method of the aging degree. It is also a theoretical basis for further online detecting composite insulators.

随着使用年数的增加，复合绝缘子老化程度增加，致使近年来复合绝缘子发生闪络、损坏事故日趋增多，因此，有必要针对性地开展复合绝缘子老化检测技术的研究。目前复合绝缘子的检测方法不多，且普遍存在检测精度低、操作复杂、效率低、无法在线检测、劳动强度大等缺点；关于其老化程度，只有定性的描述方法，且需要拆卸下来在实验室进行评估。本项目将新型遥感技术应用于复合绝缘子检测，可改变当前无法在日常巡视中对复合绝缘子运行状态进行检测、及时判断其缺陷的现状。项目组已经开展了利用高光谱遥感技术检测复合绝缘子的相关理论研究，实验结果证明该方法是可行的。本项目将以前期进行的复合绝缘子检测实验为基础，深入研究复合绝缘子老化的图谱特征（包括图像特征和光谱特征），建立定量评估模型描述复合绝缘子的老化程度，给出老化程度的评判标准和方法，为进一步在线检测复合绝缘子奠定理论基础。

复合绝缘子已经在电网中大量采用，但随着使用年数的推移，复合绝缘子老化状态和程度也在增加。近年复合绝缘子的闪络、损坏事故日趋增多，因此，有必要针对性地开展复合绝缘子老化检测技术的研究。目前复合绝缘子的检测方法不多，且普遍存在检测精度低、操作复杂、效率低、无法在线检测、劳动强度大等缺点；关于其老化程度，只有定性的描述方法，且需要拆卸下来在实验室进行评估。本项目将新型遥感技术应用于复合绝缘子检测，可改变当前无法在日常巡视中对复合绝缘子运行状态进行检测、及时判断其缺陷的现状。项目利用了高光谱遥感的多波段和大数据手段，通过研究光谱特征曲线的统计指标值、整体变化趋势、突变特征规律（拐点、谷点、峰值、半宽高）等特征的演化规律，分析复合绝缘子不同老化状态、老化等级的光谱特征曲线的演化机理和其内在的定量关系，使用BP神经网络等分析算法构建基于图谱特征的复合绝缘子老化状态定量评估模型。首先分析环境对复合绝缘子老化的影响，结合粉化、电蚀损、憎水性丧失等表现特征，建立了不同老化程度复合绝缘子材质的图谱特征，包括图谱的统计特征、波谱特性曲线局部特征及图像纹理特征。反演了不同老化程度复合绝缘子的光谱特性曲线，结合不同老化程度复合绝缘子的光谱特性曲线及老化的表现特征，建立了复合绝缘子老化图谱特征的分析方法。其次，分析了不同老化程度复合绝缘子光谱特性统计指标及波谱局部特征的变化趋势和突变规律，初步形成了连续的复合绝缘子老化——图谱演化库，同时发掘出复合绝缘子老化与图谱演化的定量化内在关系，为状态评估提供了判定依据。继而，研究了不同运行环境（年限、地区等）下复合绝缘子老化的图谱特征，分析影响复合绝缘子图谱特征的因素。建立判断复合绝缘子老化程度的非线性模型，并利用了大量样本对模型进行统计分析，建立了复合绝缘子老化定量评估模型。最后，根据复合绝缘子老化程度与其图谱特征的关系，建立了复合绝缘子老化程度的定量评判标准，并提出了预估复合绝缘子使用寿命的方法。