[0001] 本发明属于电力辅助设备检测技术领域，尤其涉及一种基于电场强度变化程度检测零值绝缘子方法及系统。

[0002] 为保障输电线路的安全稳定运行，电网公司每年均会对输电线路中的绝缘子串绝缘程度进行开展测量检修工作。目前，大多数采用电阻测量法（测量时间过长效率低）、电压测量法（不能精确判别零值、低值绝缘子）、红外成像测量法（不能精确判别零值、低值绝缘子）对绝缘子串进行绝缘程度检测，然而，在对特高压线路盘形悬式绝缘子串进行零值检测时，由于容易受到外界因素的影响，难免会出现绝缘子串绝缘检测失误致使整串绝缘子的绝缘检测结果误判别为低值或零值情况等现象，即使安装全新的质量完好的绝缘子串或更换其它合格的零值检测仪仍存在相同情况。且上述目前绝缘子串绝缘检测方式，不能精确快速高效检测判别绝缘子串哪些绝缘子片为零值绝缘子和低值绝缘子，不能及时进行更换绝缘子片。因此，上述目前绝缘子串绝缘检测方式不能保证检测结果的有效性，阻碍了特高压线路检修作业的顺利实施，威胁到了特高压输电线路的安全稳定运行。

[0027] 下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

[0028] 实施例一：一种基于电场强度变化程度检测零值绝缘子方法，包括以下步骤：
S101、获取输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息，构建输电线路绝缘子模型并确定绝缘子串电场强度空间分布情况；
获取输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息，基于输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息构建输电线路绝缘子模型，并确定绝缘子串电场强度空间分布情况。输电导线数据信息包括输电导线电压和输电导线之间的距离，绝缘子串结构数据信息包括绝缘子片数、绝缘子型状、绝缘子材料和绝缘子串长度。

[0029] 获取输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息，构建输电线路绝缘子模型并确定绝缘子串电场强度空间分布情况包括以下步骤：基于输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息，构建输电线路绝缘子模型；
基于输电导线电压、绝缘子片数、绝缘子材料和绝缘子串长度作为输电线路绝缘子模型的输入数据，得到绝缘子串电场强度分布；
基于输电导线电压浮动范围和输电导线之间的距离作为输电线路绝缘子模型的输入数据，得到绝缘子串电场强度叠加变化范围；
基于绝缘子串电场强度分布和绝缘子串电场强度叠加变化范围，得到绝缘子串电场强度空间分布。

[0030] 例如，完成输电线路绝缘子模型构建，选择其一单相输电线路进行电场强度分布模拟（未同时选择其它相输电线路），将单相输电线路的输电导线电压、绝缘子片数、绝缘子材料和绝缘子串长度作为输电线路绝缘子模型的输入数据，得到单相输电线路的绝缘子串电场强度分布。选择其他两相输电线路（未同时选择上述其一相输电线路），将输电导线电压浮动范围和输电导线之间的距离作为输电线路绝缘子模型的输入数据，得到绝缘子串电场强度叠加变化范围。最后，通过基于绝缘子串电场强度分布和绝缘子串电场强度叠加变化范围，可得到绝缘子串电场强度空间分布情况。通过输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息构建输电线路绝缘子模型得到绝缘子串电场强度空间分布情况，可以在离绝缘子串的一定距离进行电场强度测量，大大保障了进行零值绝缘子检测时的安全性。

[0031] S102、基于绝缘子串电场强度空间分布情况生成检测路径位置，获取绝缘子串电场强度信号数据信息并构建绝缘子串电场强度曲线；将输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息作为输电线路绝缘子模型的输入数据，得到绝缘子串电场强度空间分布情况。基于绝缘子串电场强度空间分布情况生成检测路径位置，基于时间序列获取绝缘子串电场强度信号数据信息。绝缘子串电场强度信号数据信息包括第一绝缘子片电场强度、第二绝缘子片电场强度、第三绝缘子片电场强度……第N绝缘子片电场强度。对绝缘子串不同位置的电场信号数据信息进行电场强度信号处理，并构建绝缘子串电场强度曲线。

[0032] 基于绝缘子串电场强度空间分布情况生成检测路径，获取绝缘子串电场强度信号数据信息并构建绝缘子串电场强度曲线包括以下步骤：基于绝缘子串电场强度空间分布情况和输电线路绝缘子模型生成检测路径位置方案；
通过选择其一检测路径位置方案基于时间序列获取绝缘子串不同位置的电场强度信号数据信息，并对绝缘子串进行绝缘子片标记处理；
基于绝缘子串不同位置的电场强度信号数据信息和绝缘子片标记处理结果，构建绝缘子串电场强度曲线。

[0033] 例如，通过基于绝缘子串电场强度空间分布情况生成检测路径位置方案，检测路径位置方案包括第一检测路径位置方案、第二检测路径位置方案、第三检测路径位置方案……第N检测路径位置方案。基于绝缘子串电场强度空间分布情况和输电线路绝缘子模型，确定选择最佳的检测路径位置方案。通过选择最佳的检测路径位置方案基于时间序列获取绝缘子串不同位置的电场强度信号数据信息，其中可对绝缘子串不同位置的电场信号数据信息进行异常数据预处理（例如存在缺失值自动补填以保证数据的可靠性）。基于绝缘子串不同位置的电场强度信号数据信息，对绝缘子串进行绝缘子片标记处理，通过基于绝缘子串不同位置的电场强度信号数据信息和绝缘子片标记处理结果，进行绝缘子串电场强度曲线构建处理，得到绝缘子串电场强度曲线。通过基于绝缘子串电场强度空间分布情况和输电线路绝缘子模型，确定最佳的检测路径位置方案进行获取绝缘子串不同位置的电场强度信号数据信息，从而大大保证了零值绝缘子检测的精确性和可靠性。

[0034] S103、基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度变化特征识别提取处理，得到电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果；通过基于绝缘子串电场强度空间分布情况生成检测路径位置方案，选择最佳的检测路径位置方案获取绝缘子串电场强度信号数据信息，并构建绝缘子串电场强度曲线，完成绝缘子串电场强度曲线构建。基于无存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度信号数据信息和存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度信号数据信息，构建绝缘子串电场模型，基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度变化特征识别提取处理，得到电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果。

[0035] 构建绝缘子串电场模型包括以下步骤：基于无存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度信号数据信息和存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度信号数据信息，分别构建无存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度曲线和存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度曲线；
将无存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度曲线和存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度曲线，对绝缘子串电场模型进行模型训练；
若模型训练结果与训练样本结果一样，则训练完成；若模型训练结果与训练样本结果不一样，则重新进行训练。

[0036] 基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度变化特征识别提取处理，得到电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果包括以下步骤：基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度增大特征识别；
基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度减小特征识别；
基于绝缘子片电场强度增大特征识别结果和绝缘子片电场强度减小特征识别结果，同时将出现电场强度异常骤降的绝缘子片相邻的绝缘子片电场强度特征进行提取处理，得到电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果。

[0037] 例如，识别出绝缘子片电场强度增大特征识别结果和绝缘子片电场强度减小特征识别结果，可同时将其中出现电场强度异常骤降的绝缘子片左右相邻两个的绝缘子片电场强度特征进行提取处理（若第六绝缘子片电场强度出现异常骤降，可同时将第五绝缘子片电场强度特征、第六绝缘子片电场强度特征和第七绝缘子片电场强度特征进行提取处理）。通过同时将其中出现电场强度异常骤降的绝缘子片左右相邻两个的绝缘子片电场强度特征进行提取处理，可以得到电场强度出现异常骤降的绝缘子片的电场强度变化程度，可根据该绝缘子片的电场强度变化程度进行判断其绝缘性，从而进一步提高零值绝缘子检测精确度。

[0038] S104、基于绝缘子串电场模型对电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果，进行电场强度变化程度判定处理，以确定是零值绝缘子片或低值绝缘子片；通过绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度变化特征识别提取处理，得到电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果。通过绝缘子串电场模型对电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果，进行电场强度变化程度判定处理，得到电场强度变化程度判定处理结果，通过根据电场强度变化程度判定处理结果进行确定是否存在零值绝缘子片和低值绝缘子片。

[0039] 基于绝缘子串电场模型对电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果，进行电场强度变化程度判定处理，以确定是零值绝缘子片或低值绝缘子片包括以下步骤：基于绝缘子串电场模型对电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果，进行电场强度变化率计算处理；
基于电场强度变化率计算处理结果，进行电场强度变化程度判定处理；
若电场强度变化程度判定处理结果存在大于或等于电场强度变化程度零值设定阈值，则判定电场强度异常骤降的绝缘子片为零值绝缘子片；
若电场强度变化程度判定处理结果存在小于电场强度变化程度零值设定阈值、且大于或等于电场强度变化程度低值设定阈值，则判定电场强度异常骤降的绝缘子片为低值绝缘子片。

[0040] 通过根据电场强度变化程度判定处理结果，进行确定该电场强度异常骤降的绝缘子片，是零值绝缘子片还是低值绝缘子片，大大提高了绝缘子片绝缘程度的检测精确性。

[0041] S105、基于零值绝缘子片数和低值绝缘子片数，判定绝缘子串的绝缘程度是否合格，并生成绝缘子串绝缘程度报告；通过基于绝缘子串电场模型对电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果，进行电场强度变化程度判定处理，以确定该电场强度异常骤降的绝缘子片，是零值绝缘子片还是低值绝缘子片。通过根据零值绝缘子片数和低值绝缘子片数，判定该绝缘子串的绝缘程度是否合格并生成绝缘子串绝缘程度报告。

[0042] 基于零值绝缘子片数和低值绝缘子片数，判定该绝缘子串的绝缘程度是否合格，并生成绝缘子串绝缘程度报告包括以下步骤：若零值绝缘子片数和低值绝缘子片数小于基于输电导线电压等级所设定的不良绝缘子片数阈值，则判定该绝缘子串的绝缘程度为合格，并生成绝缘子串绝缘程度报告；
若零值绝缘子片数和低值绝缘子片数大于或等于基于输电导线电压等级所设定的不良绝缘子片数阈值，则判定该绝缘子串的绝缘程度为不合格，并生成绝缘子串绝缘程度报告。

[0043] 通过根据零值绝缘子片数和低值绝缘子片数，与基于输电导线电压等级所设定的不良绝缘子片数阈值进行比较处理，可判定出绝缘子串的绝缘程度是否合格。

[0044] 以上为本申请实施例中提供的一种基于电场强度变化程度检测零值绝缘子方法，以下为本申请实施例中提供的一种基于电场强度变化程度检测零值绝缘子系统。

[0045] 一种基于电场强度变化程度检测零值绝缘子系统，包括：第一模型构建单元,用于基于输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息，构建输电线路绝缘子模型并确定绝缘子串电场强度空间分布情况；
第一数据处理单元，用于基于绝缘子串电场强度空间分布情况生成检测路径位置，获取绝缘子串电场强度信号数据信息并构建绝缘子串电场强度曲线；
第二模型构建单元,用于构建绝缘子串电场模型；
第二数据处理单元，用于基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度变化特征识别提取处理，得到电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果；
第三数据处理单元，用于基于绝缘子串电场模型对电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果，进行电场强度变化程度判定处理，以确定是零值绝缘子片或低值绝缘子片；
第四数据处理单元，用于基于零值绝缘子片数和低值绝缘子片数，判定绝缘子串的绝缘程度是否合格，并生成绝缘子串绝缘程度报告。

[0046] 第一模型构建单元,用于基于输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息，构建输电线路绝缘子模型并确定绝缘子串电场强度空间分布情况。输电导线数据信息包括输电导线电压和输电导线之间的距离，绝缘子串结构数据信息包括绝缘子片数、绝缘子型状、绝缘子材料和绝缘子串长度。

[0047] 第一模型构建单元基于输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息，构建输电线路绝缘子模型并确定绝缘子串电场强度空间分布情况包括：基于输电导线数据信息和绝缘子串结构数据信息，构建输电线路绝缘子模型；
基于输电导线电压、绝缘子片数、绝缘子材料和绝缘子串长度作为输电线路绝缘子模型的输入数据，得到绝缘子串电场强度分布；
基于输电导线电压浮动范围和输电导线之间的距离作为输电线路绝缘子模型的输入数据，得到绝缘子串电场强度叠加变化范围；
基于绝缘子串电场强度分布和绝缘子串电场强度叠加变化范围，得到绝缘子串电场强度空间分布。

[0048] 第一数据处理单元，用于基于绝缘子串电场强度空间分布情况生成检测路径位置，获取绝缘子串电场强度信号数据信息并构建绝缘子串电场强度曲线。绝缘子串电场强度信号数据信息包括第一绝缘子片电场强度、第二绝缘子片电场强度、第三绝缘子片电场强度……第N绝缘子片电场强度。

[0049] 第一数据处理单元基于绝缘子串电场强度空间分布情况生成检测路径位置，获取绝缘子串电场强度信号数据信息并构建绝缘子串电场强度曲线包括：基于绝缘子串电场强度空间分布情况和输电线路绝缘子模型生成检测路径位置方案；
通过选择其一检测路径位置方案基于时间序列获取绝缘子串不同位置的电场强度信号数据信息，并对绝缘子串进行绝缘子片标记处理；
基于绝缘子串不同位置的电场强度信号数据信息和绝缘子片标记处理结果，构建绝缘子串电场强度曲线。

[0050] 第二模型构建单元,用于构建绝缘子串电场模型，构建绝缘子串电场模型包括：基于无存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度信号数据信息和存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度信号数据信息，分别构建无存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度曲线和存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度曲线；
将无存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度曲线和存在异常绝缘子片的绝缘子串电场强度曲线，对绝缘子串电场模型进行模型训练；
若模型训练结果与训练样本结果一样，则训练完成；若模型训练结果与训练样本结果不一样，则重新进行训练。

[0051] 第二数据处理单元基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度变化特征识别提取处理，得到电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果包括：基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度增大特征识别；
基于绝缘子串电场模型对绝缘子电场强度曲线进行绝缘子片电场强度减小特征识别；
基于绝缘子片电场强度增大特征识别结果和绝缘子片电场强度减小特征识别结果，同时将出现电场强度异常骤降的绝缘子片相邻的绝缘子片电场强度特征进行提取处理，得到电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果。

[0052] 第三数据处理单元基于绝缘子串电场模型对电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果，进行电场强度变化程度判定处理，以确定是零值绝缘子片或低值绝缘子片包括：基于绝缘子串电场模型对电场强度异常骤降的绝缘子片及其相邻的绝缘子片电场强度特征提取处理结果，进行电场强度变化率计算处理；
基于电场强度变化率计算处理结果，进行电场强度变化程度判定处理；
若电场强度变化程度判定处理结果存在大于或等于电场强度变化程度零值设定阈值，则判定电场强度异常骤降的绝缘子片为零值绝缘子片；
若电场强度变化程度判定处理结果存在小于电场强度变化程度零值设定阈值、且大于或等于电场强度变化程度低值设定阈值，则判定电场强度异常骤降的绝缘子片为低值绝缘子片。

[0053] 第四数据处理单元基于零值绝缘子片数和低值绝缘子片数，判定绝缘子串的绝缘程度是否合格，并生成绝缘子串绝缘程度报告包括：若零值绝缘子片数和低值绝缘子片数小于基于输电导线电压等级所设定的不良绝缘子片数阈值，则判定该绝缘子串的绝缘程度为合格，并生成绝缘子串绝缘程度报告；
若零值绝缘子片数和低值绝缘子片数大于或等于基于输电导线电压等级所设定的不良绝缘子片数阈值，则判定该绝缘子串的绝缘程度为不合格，并生成绝缘子串绝缘程度报告。