高光谱相机对陶瓷绝缘子污秽等级检测

本研究使用了900-1700 nm的高光谱相机，选用了广东赛斯拜克公司SP130M型号进行研究。该相机涵盖了可见光（400-700nm）、近红外（400-1000nm）和短波近红外（900-1700nm）三种光谱范围，被广泛应用于印刷、纺织等各类工业制品表面颜色纹理检测（颜色测量单像素重复性可达dE*ab<0.1）、成分辨识、物质鉴别、机器视觉、以及农产品品质评估等领域。

陶瓷绝缘子污秽检测的重要性：

• 陶瓷绝缘子是电力系统中广泛使用的设备，其污秽程度直接影响电力系统的安全稳定运行。

• 污闪问题可能导致大面积、长时间的停电，造成经济损失。

传统检测方法的局限性：

• 传统方法如等值盐密法、泄漏电流法、表面污层电导法等耗时长、效率低。

高光谱技术的应用优势：

• 通过直方图均衡化处理去除反光干扰，提高图像质量。

• 采集不同污秽等级的陶瓷片样本的高光谱图像，进行预处理和噪声去除。

• 利用连续投影算法（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，实现陶瓷绝缘子非接触式污秽等级检测。

利用高光谱技术对陶瓷绝缘子进行污秽等级检测

输电线路绝缘子污秽闪络问题一直对电力系统的安全稳定运行产生影响。若污闪问题严重，可能导致大面积长时间的停电，造成巨大经济损失。因此，在污闪事故发生之前，有效监测和评估绝缘子的绝缘状态至关重要。陶瓷绝缘子作为最早使用的绝缘子，在电力系统广泛应用，主要采用传统的污秽检测方法，如等值盐密法、泄漏电流法、表面污层电导法等。然而，这些方法耗时长、效率低，且存在一定的局限性。陶瓷绝缘子表面有釉质，在采集其高光谱图像时会有反光问题，影响谱线信息。因此，文章首先通过直方图均衡化处理来消除反光干扰；随后采集不同污秽等级的陶瓷片样本高光谱图像，对其进行预处理，去除噪声干扰；再通过连续投影算法（SPA）对样本谱线进行特征提取；最后基于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，以实现陶瓷绝缘子的非接触式污秽等级检测。

陶瓷绝缘子的污秽等级检测基于高光谱技术。

结论如下：

陶瓷绝缘子表面的污染等级不同，其高光谱线在幅值上有显著差异，这种差异可以作为判断污染等级的标准；

直方图均衡化处理能够有效减少陶瓷绝缘子反光现象的影响，提升其高光谱数据的准确性。

文中提出的方法可用于检测陶瓷绝缘片人工污染样本的污染等级，准确率高达95%，为陶瓷绝缘子的污染等级检测提供了技术参考。