本發(fā)明涉及手車斷路器，更具體地說，本發(fā)明涉及手車斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、各個(gè)斷路器位置狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生不同的故障或異常；在開路位置，故障可能包括手車無法完全打開或卡住，導(dǎo)致刀閘無法分開，電路無法斷開；在閉路位置，可能出現(xiàn)手車無法完全閉合或閉合時(shí)異常，導(dǎo)致電接觸不良或無法有效導(dǎo)通電流；而在未知位置，則可能是由于傳感器故障、監(jiān)控系統(tǒng)錯(cuò)誤或操作誤判，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確判斷刀閘的具體位置狀態(tài)，增加了操作風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患；因此，及時(shí)的故障診斷和修復(fù)對(duì)于確保斷路器安全、可靠運(yùn)行至關(guān)重要。

2、例如公告號(hào)為：cn114089175a的發(fā)明專利公告的一種手車斷路器機(jī)械特性在線監(jiān)測裝置，通過裝置本體，所述本體上設(shè)有顯示裝置、傳感器、固定板和傳感控制器；所述傳感器包括分閘時(shí)間傳感器、合閘時(shí)間傳感器、操作信號(hào)發(fā)生傳感器，所述分閘時(shí)間傳感器、合閘時(shí)間傳感器、操作信號(hào)發(fā)生傳感器分別安裝于相應(yīng)的二次回路線上；所述傳感控制器分別與所述傳感器和所述顯示裝置電性連接。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，可直接測量運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)，操作簡便快捷，只需安裝停電一次，后續(xù)監(jiān)測時(shí)無需停電，大大提高了設(shè)備可靠性。

3、例如公告號(hào)為：cn107179424b的發(fā)明專利公告的一種手車斷路器機(jī)械特征性試驗(yàn)的連線方法，通過選擇一個(gè)手車斷路器插件，一個(gè)航空插件；所述手車斷路器插件包括多個(gè)觸角，所述航空插件包括出線板進(jìn)線板，以及位于觸角上方的空心柱，一個(gè)觸角上方設(shè)置一個(gè)空心柱，所述進(jìn)線板與空心柱開口端連接，進(jìn)線板設(shè)置與空心柱開口相匹配的進(jìn)線口；步驟2：確定待測觸角數(shù)量，選擇相對(duì)應(yīng)的連接線，所述連接線一側(cè)為探頭結(jié)構(gòu)，所述探頭在空心柱內(nèi)可上下滑動(dòng)；步驟3：在出線板上設(shè)置與待測觸角數(shù)量相同的出線口，所述出線口通過接線件與連接線另一側(cè)固定連接；步驟4：讓連接線的探頭通過空心柱下滑，使得探頭與觸角接觸，接著用萬用表通斷檔測試連接線是否通電。

4、上述公開的技術(shù)方案中，至少存在如下技術(shù)問題：

5、現(xiàn)有的狀態(tài)監(jiān)測只有外在的狀態(tài)監(jiān)測或者通過人工巡檢進(jìn)行，對(duì)手車斷路器不同位置下的實(shí)際狀態(tài)并沒有很好的監(jiān)測。

6、針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出一種解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供手車斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方法及裝置，通過手車斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、手車斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方法及裝置，包括如下步驟：獲取手車斷路器的位置信息，所述位置信息包括開路位置、閉路位置以及未知位置；獲取預(yù)先通過視頻邊界框法訓(xùn)練的開路位置狀態(tài)分析模型，利用所述開路位置狀態(tài)分析模型對(duì)開路位置進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測；獲取預(yù)先通過仿真建模接觸力分析訓(xùn)練的閉路位置狀態(tài)分析模型，利用所述閉路位置狀態(tài)分析模型對(duì)閉路位置進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測；獲取開路位置狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果、閉路位置狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，并結(jié)合未知位置，對(duì)異常狀態(tài)發(fā)出警報(bào)。

4、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述開路位置狀態(tài)分析模型的具體構(gòu)建方法如下：首先獲取手車斷路器的原始圖像；然后使用邊界框或框架對(duì)檢測圖像中狀態(tài)分析的區(qū)域進(jìn)行限定和后處理；接著基于光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)對(duì)限定區(qū)域進(jìn)行特征字符提取和識(shí)別監(jiān)測；最后通過決策算法根據(jù)特征字符的差異對(duì)手車斷路器開路位置狀態(tài)進(jìn)行判斷。

5、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述使用邊界框或框架對(duì)檢測圖像中狀態(tài)分析的區(qū)域進(jìn)行限定和后處理的具體方法如下：首先，范圍確定：基于預(yù)處理后的圖像，在圖像中選擇四個(gè)坐標(biāo)，將待分析范圍確定為四個(gè)坐標(biāo)相連內(nèi)的區(qū)域；接著對(duì)坐標(biāo)的連線作為警戒線，將圖像區(qū)域進(jìn)行限定，最后對(duì)限定區(qū)進(jìn)行監(jiān)測，剔除限定區(qū)外的圖像數(shù)據(jù)。

6、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述基于光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)對(duì)限定區(qū)域進(jìn)行特征字符提取和識(shí)別監(jiān)測，具體為：從限定區(qū)域提取特征圖，并通過relu激活函數(shù)激活特征圖；將多個(gè)特征圖建立序列，并依次通過循環(huán)層，進(jìn)行捕捉序列中的特征字符信息；結(jié)合預(yù)設(shè)的ctc損失函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，得到所有特征字符差異的集合。

7、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述通過決策算法根據(jù)特征字符的差異對(duì)手車斷路器開路位置狀態(tài)進(jìn)行判斷，具體為：計(jì)算特征字符差異的集合內(nèi)的兩個(gè)特征字符的歐式距離；將所述歐式距離與預(yù)設(shè)的狀態(tài)評(píng)估閾值作比較，將歐式距離小于預(yù)設(shè)狀態(tài)評(píng)估閾值的狀態(tài)設(shè)為同一狀態(tài)，否則為不同狀態(tài)；根據(jù)已知特征字符的狀態(tài)，確定手車斷路器開路位置狀態(tài)。

8、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述通過仿真建模接觸力分析訓(xùn)練的閉路位置狀態(tài)分析模型的具體為：首先通過虛擬樣機(jī)技術(shù)基于相關(guān)建模軟件聯(lián)合對(duì)手車斷路器進(jìn)行三維建模；然后對(duì)模型不影響仿真效果的部分進(jìn)行簡化；接著對(duì)簡化后模型建立材料和單位部分的網(wǎng)格，得到仿真模型；并創(chuàng)建約束條件，通過調(diào)節(jié)約束條件的參數(shù)，對(duì)手車斷路器閉路位置下的梅花觸頭工作狀態(tài)進(jìn)行模擬；最后通過仿真模型基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析手車斷路器觸頭的接觸力和形變建立閉路位置狀態(tài)分析模型。

9、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述對(duì)模型不影響仿真效果的部分進(jìn)行簡化，具體為：將同一組內(nèi)的觸片簡化為一個(gè)觸指單元；去除觸指上存在用于安裝彈簧的凹槽，采用簡化的直線模型來替代；使用與實(shí)際對(duì)應(yīng)的彈簧單元模型，選擇彈簧的連接位置、設(shè)定剛度系數(shù)和預(yù)緊力，模擬彈簧對(duì)梅花觸頭的徑向作用；對(duì)于相鄰的彈簧，將其簡化為一組進(jìn)行等效加載。

10、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述創(chuàng)建約束條件，通過調(diào)節(jié)約束條件的參數(shù)，對(duì)手車斷路器閉路位置下的梅花觸頭工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，具體為：所述梅花觸頭工作狀態(tài)，包括正常狀態(tài)、橫向偏移異常狀態(tài)、縱向偏移異常狀態(tài)、角度偏移異常狀態(tài)；在仿真軟件中創(chuàng)建合適的約束條件，所述約束條件包括靜觸頭的位置和觸頭姿態(tài)以及彈簧的剛度系數(shù)；所述觸頭姿態(tài)包括在y軸方向的位移、x軸方向的位移、繞x軸的角度以及繞y軸的角度；對(duì)每個(gè)約束條件的參數(shù)基于進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置和調(diào)整，得到其他約束條件參數(shù)的變化量，并結(jié)合梅花觸頭工作狀態(tài)建立對(duì)應(yīng)約束條件－接觸力關(guān)系曲線。

11、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述仿真模型基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析手車斷路器觸頭的接觸力和形變建立閉路位置狀態(tài)分析模型，具體為：獲取歷史的手車斷路器閉路位置下觸頭的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過模型仿真得到約束條件－接觸力關(guān)系數(shù)據(jù)集；所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括第一卷積層、第二卷積層、第三卷積層；將約束條件－接觸力關(guān)系數(shù)據(jù)集添加噪聲進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)；

12、通過第一卷積層對(duì)增強(qiáng)的約束條件－接觸力關(guān)系數(shù)據(jù)集進(jìn)行降維；

13、通過第二卷積層降低增強(qiáng)的約束條件－接觸力關(guān)系數(shù)據(jù)集的復(fù)雜度；

14、通過第三卷積層基于處理后的約束條件－接觸力關(guān)系數(shù)據(jù)集激活和構(gòu)建閉路位置狀態(tài)分析模型。

15、手車斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，包括位置監(jiān)測模塊、閉路監(jiān)測模塊、開路監(jiān)測模塊、報(bào)警模塊；位置監(jiān)測模塊，用于獲取手車斷路器的位置信息，所述位置信息包括開路位置、閉路位置以及未知位置；開路監(jiān)測模塊，用于獲取預(yù)先通過視頻邊界框法訓(xùn)練的開路位置狀態(tài)分析模型，利用所述開路位置狀態(tài)分析模型對(duì)開路位置進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測；閉路監(jiān)測模塊，用于獲取預(yù)先通過仿真建模接觸力分析訓(xùn)練的閉路位置狀態(tài)分析模型，利用所述閉路位置狀態(tài)分析模型對(duì)閉路位置進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測；報(bào)警模塊，用于獲取開路位置狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果、閉路位置狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，并結(jié)合未知位置，對(duì)異常狀態(tài)發(fā)出警報(bào)。

16、本發(fā)明手車斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測方法及裝置的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

17、1.本發(fā)明通過視頻邊界框法訓(xùn)練開路位置狀態(tài)分析模型，能夠有效地從原始圖像中提取關(guān)鍵信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)手車斷路器開路位置狀態(tài)的精確監(jiān)測；這種方法不僅提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確性和效率，還能夠有效地應(yīng)對(duì)復(fù)雜場景和多變的操作環(huán)境，為工業(yè)設(shè)備的安全運(yùn)行和維護(hù)提供了有力支持。

18、2.本發(fā)明通過利用仿真建模技術(shù)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析手車斷路器閉路位置下梅花觸頭的工作狀態(tài)。通過建立精確的三維模型并簡化不影響仿真效果的部分，包括觸指單元的簡化和凹槽采用直線模型替代。約束條件的設(shè)置通過調(diào)節(jié)參數(shù)模擬觸頭在正常和異常工作狀態(tài)下的行為，這些狀態(tài)包括正常、橫向偏移、縱向偏移和角度偏移。利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析觸頭的接觸力和形變，建立閉路位置狀態(tài)分析模型，這一技術(shù)能夠準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測斷路器的安全性和性能，對(duì)電力設(shè)備的長期可靠性和安全性提供了重要的技術(shù)支持和保障。