[0001] 本发明属于零值绝缘子检测领域，具体涉及一种零值绝缘子检测装置及检测方法。

[0002] 绝缘子日常检测在电力系统中具有极其重要的意义，它不仅能够及时发现并替换失效的零值绝缘子，确保电力设备的正常运行和电网的稳定供电，还能有效预防因绝缘子故障引发的安全事故，保障电力工作人员和公众的生命财产安全；此外，通过日常检测还能对绝缘子的使用寿命和性能进行评估，为设备的维护和更换提供科学依据，提高电力设备的可靠性和经济性；因此，绝缘子的日常检测是电力系统运维中不可或缺的重要环节。

[0003] 绝缘子的常规检测方式主要包括使用绝缘电阻测试仪进行直接测量和红外成像检测法。绝缘电阻测试仪能够直接给出绝缘子的电阻值，从而判断其是否为零值绝缘子，但这种方式需要逐个检测，效率较低。红外成像检测法，作为一种先进的非接触式检测技术，其原理在于利用绝缘子串电压分布特性引起的温度场分布特征来检测是否存在零值绝缘子。这一技术基于物体红外辐射与表面温度之间的密切关系，通过红外热像仪捕捉并转换这些辐射为可视化的热图像，从而揭示绝缘子串的温度分布情况。然而，尽管红外成像检测法在绝缘子检测领域具有显著优势，如非接触、无损、高效等，但在实际应用中仍面临一些挑战和限制；例如，当绝缘子的绝缘电阻值处于特定区间、湿度较低时，位于红外检测盲区中的零值绝缘子很难通过红外成像检测法检测到，这是由于位于红外检测盲区中的零值绝缘子，当湿度降低至一定程度时，其表面温度与周围环境的温差随之减小，导致红外热像仪难以捕捉到明显的温度差异，从而造成漏检。

[0004] 由此可见，现有零值绝缘子检测方式，在湿度偏低的环境下，由于红外热像仪难以捕捉到明显的温度差异，导致发生漏检现象。

[0044] 为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0045] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0046] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0047] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0048] 在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0049] 此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0050] 在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0051] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

[0052] 实施例1

[0053] 结合背景技术中提到的，红外成像检测法的原理是根据绝缘子串电压分布特性引起的温度场分布特征来检测是否存在零值绝缘子；而红外成像检测法存在一定的检测盲区，即当绝缘子的绝缘电阻值大小在某个区间范围内时，会难以判断其是否为良好绝缘子；在湿度较低时，位于红外检测盲区中的零值绝缘子很难通过红外成像检测法检测到，从而造成漏检。

[0054] 为了解决上述问题，本实施例提供了一种零值绝缘子检测装置及检测方法，通过为绝缘子增加湿度的方式，对绝缘子表面的红外热像图进行采集，根据红外热像图的图像亮度进行分析，当判断明显亮度较低时，即低于预设亮度范围，则可判断存在零值绝缘子；实现了绝缘子在绝缘电阻值处于特定区间情况下的精准检测。

[0055] 本实施例提供了一种零值绝缘子检测装置，其检测原理在于：

[0056] 绝缘子串的电压分布受环境湿度影响。在干燥条件下，绝缘子表面的泄漏电阻被认为是无限大，因此表面泄漏电流导致的发热几乎可以忽略不计，电压分布主要受分布电容的影响；然而，当绝缘子湿度达到一定水平时，表面电阻不可被忽视，变化的表面电阻直接影响绝缘电阻的变化，进而影响电压分布。绝缘子的电压分布直接影响其发热情况，当电压变化时，绝缘子的发热情况也会相应变化；此外，随着表面电阻随湿度变化，表面泄漏电流导致的发热功率也将显著变化；增加湿度有利于检测处于红外热像检测盲区的零值绝缘子，降低零值绝缘子漏检率。在同一绝缘子串中，相邻绝缘子的温差不大，红外热像图中绝缘子钢帽的发热较高，零值绝缘子比正常绝缘子的发热温度更低，因此在红外热像图中，相对于其他良好绝缘子，零值绝缘子是明显的低温点，亮度低于良好绝缘子；根据图像亮度可以判断待测绝缘子是否为零值绝缘子。

[0057] 如图1所示，基于上述检测原理，本实施例提供了一种零值绝缘子检测装置，包括相连的检测模块、喷水模块、飞行模块和分析模块，具体功能如下：

[0058] 其中，检测模块用于采集待测绝缘子的红外热像图；喷水模块用于向待测绝缘子均匀喷水，以使得待测绝缘子在检测过程中始终能够保持湿润状态；飞行模块用于承载检测模块和喷水模块沿待测绝缘子的高压侧向接地侧移动；分析模块用于对接收到的红外热像图进行图像亮度分析，以判断待测绝缘子中是否存在零值绝缘子。

[0059] 本实施例中，飞行模块采用无人机1，无人机1的一端设置红外热像仪2，另一端为喷水装置4，无人机1的底部固定了水箱3，水箱3与喷水装置4通过水管和水泵相连。

[0060] 为了便于实现检测的精准控制，本实施例中，还设置了控制单元，分别与无人机1、红外热像仪2、水箱3和喷水装置4相连，用于对以上部件逐一控制。

[0061] 本实施例中，喷水装置4具体包括用于喷射均匀水雾的锥形的喷头；锥形喷头通过喷水管道以及水泵与所述水箱相连；所述喷水管道上设置有用于控制喷水量的调节阀门；通过旋转调节阀门的开关来调节水的流量；当控制阀门打开时，水会被水泵抽取后通过喷水管道输送到锥形喷头处，进而喷出锥形水雾，根据控制阀门的开关程度可以调节喷水量的大小。

[0062] 通过控制单元控制无人机1的飞行高度以及飞行速度，以保证带动整个装置平稳地沿待测绝缘子的高压侧向接地侧移动；控制单元控制红外热像仪2，在红外热像仪可以完整捕捉待测绝缘子串的情况下，开启红外热像图的采集；控制单元控制水箱3为喷水装置4提供水源，保障喷水装置4有充足的水源供给；控制单元控制喷水装置4以预设速度进行喷淋，从而保证喷水量不能过大，确保绝缘子均匀润湿且不会滴水，兼顾了采集湿润度和图像采集效果。

[0063] 本实施例中，为了实时测距控制无人机1的位置，无人机1上还设置了测距模块，具体可采用测距仪，保证无人机移动时始终与待测绝缘子串保持相同的间距，进而保证了喷水和检测的工作效果。

[0064] 本实施例采用在飞行模块上设置检测模块和喷水模块，飞行模块带动检测模块和喷水模块沿待测绝缘子的高压侧向接地侧移动，在移动过程中，喷水模块随着飞行模块的移动同步向待测绝缘子均匀喷出水雾，对待测绝缘子均匀润湿，检测模块采集待测绝缘子的红外热像图，最终通过分析模块根据红外热像图对待测绝缘子是否存在零值绝缘子进行判断；本装置在检测前将待测绝缘子均匀润湿，绝缘子在一定湿度下，变化的表面电阻直接影响绝缘电阻的变化，从而影响电压分布，进而影响着其发热情况，当电压值发生变化时，绝缘子的发热情况也会随之改变，即表面电阻随湿度变化时，表面泄漏电流引起的发热功率也会显著变化，零值绝缘子的图像亮度明显低于正常绝缘子；本装置通过湿度增加的方式，实现对处于红外热像检测盲区的零值绝缘子的有效检测，降低了零值绝缘子漏检率[0065] 实施例2

[0066] 基于实施例1提供的零值绝缘子检测装置，如图2所示，本实施例提供了一种零值绝缘子检测方法，具体步骤如下：

[0067] 第一步，启动飞行模块，带动零值绝缘子检测装置靠近待测绝缘子串，保持与绝缘子串间距不变，沿绝缘子串移动检测装置，从高压侧移动至接地侧，同时保持喷水模块自动均匀地向待测绝缘子串喷水，使待测绝缘子串均匀润湿。

[0068] 第二步，当待测绝缘子串被完整润湿后，控制检测装置移动至合适位置，使红外热像仪可以完整捕捉待测绝缘子串，获取待测绝缘子串的红外热像图。

[0069] 第三步，零值绝缘子检测返回，导出红外热像仪中的红外热像图数据。

[0070] 第四步，根据红外热像图中是否存在亮度明显较低的绝缘子来判断待测绝缘子串中是否存在零值绝缘子；具体的，对接收到的红外热像图进行图像亮度分析，若图像亮度低于预设亮度范围，则判断待测绝缘子存在零值绝缘子；否则，判断待测绝缘子不存在零值绝缘子。

[0071] 本实施例中，步骤一中，飞行模块采用型号为经纬MATRICE 600PRO的无人机1；保证了检测装置在移动过程中的平稳性，从而保证了检测结果的准确性。

[0072] 本实施例中，步骤二中，当待测绝缘子串被完整润湿后，控制红外热像仪2移动至合适位置，红外热像仪2采用型号为FLIR A655sc，确保红外热像仪2可以完整捕捉待测绝缘子串的每一处细节，获取待测绝缘子串的红外热像图。在红外热像图的显示屏上，不同颜色的区域代表着不同的温度范围，可以根据这些颜色的变化来判断待测绝缘子串是否存在异常情况。

[0073] 本实施例中，步骤四中，具体的分析步骤如下：

[0074] 对接收到的红外热像图进行图像亮度分析，通过设定一个预设的亮度范围，可以确定绝缘子的正常工作状态。如果红外热像图中存在亮度明显较低的绝缘子，那么很可能是因为该绝缘子存在零值情况，即绝缘子已经失效，无法正常工作；相反，如果红外热像图中的所有绝缘子亮度都在预设范围内，那么可以判断待测绝缘子串中不存在零值绝缘子，所有绝缘子都处于正常工作状态。

[0075] 这里，为了进一步提升检测准确率，分析模块采用预训练的评估模型；将采集的待测绝缘子的红外热像图输入至评估模型，输出评估结果；根据评估结果完成图像亮度分析，以判断待测绝缘子是否存在零值绝缘子，具体步骤包括：

[0076] 首先对红外热像图进行去除噪声、调整图像对比度的操作，以确保数据质量。之后通过图像处理技术，采用灰度直方图、边缘检测、轮廓提取的方式，提取红外热像图中的亮度信息，以及绝缘子的位置信息。

[0077] 构建一个卷积神经网络，用于学习红外热像图中绝缘子的特征。将提取的特征作为输入，训练模型来判断是否存在亮度明显较低的绝缘子；使用已标记的数据集对模型进行训练，调整评估模型参数以提高准确性和泛化能力；使用未标记的数据集对训练好的模型进行测试，评估模型的性能并进行调整和优化；根据模型预测的结果，判断待测绝缘子串中是否存在零值绝缘子；如果模型预测存在亮度明显较低的绝缘子，则可以判断待测绝缘子存在零值绝缘子。

[0078] 综上所述，本发明提供了一种零值绝缘子检测装置及方法，相比现有的绝缘子检测方式，具有如下优势：

[0079] 本发明中，检测模块通过红外热像仪采集待测绝缘子的红外热像图，利用了红外成像技术，能够准确捕捉绝缘子表面的温度变化，为后续分析提供有力依据；喷水模块通过向绝缘子均匀喷水，保持待测绝缘子在检测过程中始终处于湿润状态，有助于在红外热像图中更清晰地显示零值绝缘子的特征，通过增加待测绝缘子串表面湿度的方式，实现对处于红外热像检测盲区的零值绝缘子的有效检测，降低了零值绝缘子漏检率；飞行模块采用无人机作为载体，不仅提高了检测的灵活性和效率，还能在复杂环境中进行作业；分析模块作为本装置的核心，它采用预训练的评估模型对红外热像图进行图像亮度分析，通过对比预设亮度范围，快速准确地判断绝缘子是否存在零值；充分利用了人工智能和机器学习的优势，提高了判断的准确性和可靠性；此外，本技术方案还具备测距模块，能够实时监测无人机与待测绝缘子之间的距离，确保检测的精确性和安全性；整个检测过程实现了自动化和智能化，减少了人为因素的干扰，提高了检测效率和准确性；本发明提供的一种零值绝缘子检测装置及方法，显著提升了绝缘子检测的自动化和智能化水平，通过集成检测模块、喷水模块、飞行模块和分析模块，实现了对绝缘子从红外热像图采集到零值绝缘子判断的完整流程；本装置和方法具有广泛的应用前景和重要的社会经济效益；不仅能够提高电网运行的安全性和稳定性，还能为绝缘子检测领域带来新的技术突破和发展机遇。

[0080] 上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。