基于高光谱技术的陶瓷绝缘子污秽等级检测

本研究应用了900-1700 nm的高光谱相机，可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS15进行相关研究。包含可见光（400-700nm）、近红外（400-1000nm）和短波近红外（900-1700nm）3种光谱区域，广泛应用于印刷，纺织等各种工业制品的表面颜色纹理检测（颜色测量单像素重复性可达dE*ab<0.1），成分识别，物质鉴别，机器视觉，农产品品质等领域。

      电力系统的安全稳定运行一直受输电线路绝缘子污秽闪络问题的影响。污闪问题严重时，会引起大面积、长时间的停电，造成巨大的经济损失。因此，在污闪事故发生之前，对绝缘子绝缘状态进行有效监测及评估具有重要意义。陶瓷绝缘子作为应用的绝缘子，在电力系统中使用较广，其污秽检测主要采用传统检测方法，如等值盐密法、泄漏电流法、表面污层电导法等。但这些方法耗时长、效率低，应用具有一定的局限性。陶瓷绝缘子表面存在釉质，在采集其高光谱图像时会出现反光现象，对谱线信息有较大影响。因此，文中首先通过直方图均衡化处理去除反光干扰；然后采集不同污秽等级的陶瓷片样本的高光谱图像，对其进行预处理，去除噪声干扰；接着通过连续投影算法(successive projections algorithm，SPA)对样本谱线进行特征提取；基于SVM模型根据特征谱线建立污秽检测模型，对待测样本进行污秽等级划分，实现陶瓷绝缘子非接触式污秽等级检测。

结论如下：

(1) 陶瓷绝缘子表面污秽等级不同时，其高光谱谱线在幅值上存在明显差异，这种幅值差异能够作为污秽等级判定的标准；

(2) 直方图均衡化处理能够有效弱化陶瓷绝缘子自身材质原因所造成的反光现象，提高陶瓷绝缘子高光谱数据的准确性；

(3) 文中方法能够实现陶瓷绝缘片人工污秽样本的污秽等级检测，准确率可达95%，为实现陶瓷绝缘子污秽等级检测提供了技术参考。