一种局部放电真实源点的检测方法及装置与流程

本发明涉及电力检测；尤其涉及一种局部放电真实源点的检测方法及装置，适用于高压电力设备状态监测与绝缘故障诊断。

背景技术：

1、局部放电是高压电力设备绝缘劣化和潜在故障发展的早期征兆之一。当设备存在尖端电场集中、表面污秽受潮、连接部位松动、绝缘边界场强畸变或局部缺陷时，容易在运行电压作用下形成局部电离并产生局部放电。若不能在故障初期及时发现，局部放电将持续诱发绝缘老化、沿面碳化、闪络扩展甚至绝缘击穿，最终影响设备及电网的安全稳定运行。

2、现有局部放电紫外检测方案多数利用日盲紫外成像观察局部放电伴随产生的紫外辐射，具有非接触、可远距离巡检和早期发现等优势。已有公开方案主要集中在两类：一类是紫外与可见双光谱识别和叠加定位，通过同光轴可见光相机和日盲紫外相机获取观测区域的紫外图像和可见光图像，并将紫外放电目标映射至可见图像中进行轮廓分析和类别识别；另一类是双通道或扫描式日盲紫外成像平台，通过双通道结构或视场扫描扩展观测范围。

3、从上述公开报道可以看出：紫外检测“能看见局部放电”、偏振器件“能获取紫外偏振信息”、多视角紫外平台“能研究观测角度影响”，这些能力本身都已有基础。特别是已有研究指出，高压直流局部放电的紫外成像结果会随观测角度变化，并建立了双通道、角度可调的同步紫外成像平台及修正方法。但是，现有公开方案通常将上述能力分别用于目标显示、设备识别、探测器结构或角度影响修正，未建立偏振消光轨迹与双视角视差稳定性的联合判据。

4、然而，在电力现场真正困扰技术人员的一个关键问题仍未被有效解决：紫外图像中的亮斑并不一定都是真实放电源点。局部放电产生的紫外辐射除直接进入成像系统外，还可能在光滑金具、均压环、瓷套外表面、金属壳体局部抛光面或其他反射性结构上形成反射伪源亮斑。现有系统通常依据单帧亮度、光斑面积或简单位置进行判断，导致反射伪源亮斑的误判风险较高，造成检修定位错误。目前，缺乏在纯紫外条件下判别局部放电亮斑真伪的方法。

技术实现思路

1、鉴于上述分析，本发明提供一种局部放电真实源点的检测方法及装置，仅利用日盲紫外和偏振信息，通过双视角同步观测、多检偏角消光轨迹分析、视差漂移判据以及自适应消光增强采样，实现对真实局部放电源点的高可信提取和反射伪源亮斑的有效抑制。

2、本发明一方面公开了一种局部放电真实源点的检测方法，包括：

3、调节两个日盲紫外偏振成像相机的基线长度和会聚角度，使所述两个成像相机在多个检偏角下对同一检测区域进行粗扫描的同步曝光，获取双视角日盲紫外图像序列；

4、从所述图像序列中提取候选亮斑区域，针对每个候选亮斑区域构建亮度随检偏角变化的消光轨迹，确定最小响应检偏角，计算偏振调制度和视差漂移量；

5、依据所述偏振调制度和视差漂移量从候选亮斑区域中筛选出反射伪源亮斑，根据所述反射伪源亮斑的最小响应检偏角确定出消光抑制角，控制两个成像相机锁定至所述消光抑制角进行精扫描的同步采集，得到消光抑制后的双视角日盲紫外图像；

6、对所述消光抑制后的双视角日盲紫外图像再次执行亮斑提取和双视角匹配，重新计算偏振调制度和视差漂移量，依据重新计算后的偏振调制度和视差漂移量检测出真实局部放电源点。

7、进一步地，所述筛选包括初筛；初筛中将候选亮斑区域初步分类为反射伪源亮斑、真实局部放电源点候选或待确认亮斑；判定方法包括：

8、反射伪源亮斑判定：将偏振调制度高于第一阈值且视差漂移量高于第二阈值的候选亮斑区域判定为反射伪源亮斑；其中，所述第一阈值和第二阈值根据反射伪源亮斑的偏振光学响应特征与双视角几何稳定性特征预先标定；

9、真实局部放电源点候选判定：将偏振调制度低于第三阈值且视差漂移量低于第四阈值的候选亮斑区域判定为真实局部放电源点候选；其中，所述第三阈值和第四阈值根据真实局部放电源点的非偏振辐射特性与固定空间位置特性预先标定；

10、待确认亮斑判定：将偏振调制度处于第三阈值与第一阈值之间，或视差漂移量处于第四阈值与第二阈值之间的候选亮斑区域，判定为待确认亮斑。

11、进一步地，还包括对待确认亮斑的精筛；精筛中，围绕每个待确认亮斑的最小响应检偏角设定扩展检偏角范围，在所述范围内增加细分角度采样，重新构建消光轨迹并计算偏振调制度和视差漂移量；之后再次依据重新计算的偏振调制度和视差漂移量，按照与初筛相同的阈值标准，将待确认亮斑判定为反射伪源亮斑或真实局部放电源点候选。

12、进一步地，当只有单反射伪源亮斑的情况下，以所述反射伪源亮斑的最小响应检偏角为消光抑制角，控制两个成像相机锁定至所述消光抑制角进行精扫描的同步采集，得到消光抑制后的双视角日盲紫外图像；

13、当存在多个反射伪源亮斑的情况下，按以下方式之一执行，得到消光抑制后的双视角日盲紫外图像：

14、优先级依次抑制：根据各反射伪源亮斑的偏振调制度与视差漂移量之和的大小排序，按从大到小的顺序依次锁定各反射伪源亮斑的最小响应检偏角作为消光抑制角进行精扫描的同步采集，逐轮压制；

15、折中角统一抑制：当多个反射伪源亮斑的最小响应检偏角分布集中时，计算所述最小响应检偏角的平均值作为消光抑制角进行精扫描的同步采集；

16、分轮次融合抑制：当多个反射伪源亮斑的最小响应检偏角分布分散时，分轮次锁定各反射伪源亮斑的最小响应检偏角作为消光抑制角进行精扫描的同步采集，对各轮次采集的图像进行加权融合，权重与各反射伪源亮斑的偏振调制度正相关。

17、进一步地，所述粗扫描在多个基本检偏角下完成同步曝光，所述多个基本检偏角覆盖0°至180°范围内的偏振方向；

18、所述精扫描的同步采集，围绕所述消光抑制角进行密集角度采样，精细化该反射伪源亮斑的消光轨迹，并确定出对应的最小响应检偏角。

19、进一步地，所述检测出真实局部放电源点之后，还包括：

20、对于在双视角中均成功匹配的真实局部放电源点，依据双视角标定参数进行立体三角测量，输出其空间位置、相对深度或方位坐标；

21、对于仅在单视角中高可信出现的真实局部放电源点，输出其在对应视角中的角度位置和亮斑特征量。

22、进一步地，所述偏振调制度的计算方式为：

23、；

24、其中，为候选亮斑区域的偏振调制度；、分别为在所有检偏角中的最大亮度、最小亮度；

25、所述视差漂移量的计算方式为：

26、；

27、其中，为候选亮斑区域的视差漂移量；、分别为在检偏角下的双视角视差值的最大值和最小值。

28、进一步地，所述检测区域包括：输电线路、变电站一次设备、套管、绝缘子串、均压环、引流线连接部位、电缆终端、开关柜、gis外部构件中的至少一种。

29、本发明另一方面还公开了一种局部放电真实源点的检测装置，包括：

30、第一日盲紫外偏振成像相机、第二日盲紫外偏振成像相机、基线调节机构、同步触发及偏振角控制模块以及处理终端；

31、所述第一日盲紫外偏振成像相机和第二日盲紫外偏振成像相机分别安装于所述基线调节机构上；

32、所述基线调节机构，用于调节两成像相机之间的基线长度和会聚角度，使两成像相机朝向具有重叠视场的检测区域；

33、所述同步触发及偏振角控制模块，与所述第一日盲紫外偏振成像相机、第二日盲紫外偏振成像相机以及处理终端连接，用于接收所述处理终端的指令，控制两成像相机的检偏角切换与同步曝光；

34、所述处理终端，与所述第一日盲紫外偏振成像相机、第二日盲紫外偏振成像相机以及同步触发及偏振角控制模块连接，用于执行如上所述的局部放电真实源点的检测方法，接收双视角日盲紫外图像序列，输出真实局部放电源点。

35、进一步地，所述日盲紫外偏振成像相机包括：前置紫外镜头、日盲紫外偏振成像相机滤光片、偏振调制组件和紫外探测器；其中，

36、所述偏振调制组件能够在所述同步触发及偏振角控制模块的控制下，在0°、45°、90°、135°四个基本检偏角之间快速切换，并能够在所述处理终端判定存在反射伪源亮斑后，围绕该反射伪源亮斑的最小响应检偏角执行细分角度扫描。

37、相较于传统方法，本发明具有以下技术优势：

38、本发明完全基于日盲紫外和偏振信息完成局部放电检测，不依赖可见光共光路背景，不依赖工频相位同步链路，能够与现有紫外/可见融合路线和工频相位路线形成明显区分。

39、本发明通过为每个亮斑建立偏振消光轨迹，将“亮斑是否随检偏角显著变化”转化为可量化判据，使系统不再仅依赖亮度、面积等传统图像特征，而是直接利用亮斑的偏振响应规律参与判别。

40、本发明进一步引入双视角视差漂移量作为几何稳定性判据，能够在纯紫外条件下识别反射伪源亮斑和真实局部放电源点之间的成像差异，显著提高复杂反射场景下的检测可信度。

41、本发明通过消光角锁定方式对伪源亮斑进行再采样抑制，在不引入可见光辅助的前提下实现了“先判别、后压制、再确认”的闭环检测过程，有利于提升真实源点的可见度和最终输出稳定性。

42、本发明还可以利用双视角匹配结果对真实局部放电源点进行空间定位，相较于单视角日盲紫外检测方式，更有利于后续运维人员精确锁定故障部位，具有较高的工程应用价值和推广意义。