Page 43 - 电力与能源2024年第一期

第 45 卷 第 1 期 电力与能源
2024 年 2 月 37

DOI：10.11973/dlyny202401008
电网技术

高压电缆隧道内广域极差异常故障检测方法

颜楠楠 ，雷 兴 ，姚周飞 ，陈 琰 ，陈 坚 2
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（1. 国网上海市电力公司电力科学研究院，上海 200437；
2. 上海交通大学，上海 200240）
摘 要：高压电缆运行在电缆隧道环境中，需要工作人员进行周期性巡视以发现异常故障。为了提高工作效
率，及时发现不良工况，提出了一种基于广域极差的机器视觉跟踪成像异常故障检测方法。该方法能够利用
广域极差在复杂背景和光照条件下极高对比度和稳定性的特性，快速准确地定位和跟踪电缆隧道内异常积水
情况，并通过机器视觉构图技术，生成高质量的积水图像。通过仿真试验和现场试验验证了所提出方法的有
效性。仿真试验结果表明，该方法能够在不同视角和距离下实现隧道内积水目标稳定跟踪和清晰成像，且具
有较高的识别率和跟踪率。现场试验结果表明，该方法能够在实际变电所环境中自动完成电缆隧道内积水故
障检测任务，且具有较高的准确率。
关键词：电缆隧道；广域极差；故障检测；异常目标识别
作者简介：颜楠楠（1981—），女，博士，高级工程师，从事高电压试验技术、图像识别与试验诊断方面的工作。
中图分类号：TM855 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2024）01-0037-06
Wide-Area Abnormal Fault Detection Method in High Voltage Cable Tunnel

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YAN Nannan ，LEI Xing ，YAO Zhoufei ，CHEN Yan ，CHEN Jian 2

（1.State Grid Electric Power Science Research Institute，SMEPC，Shanghai 200437，China；

2.Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China）

Abstract：High voltage cables operate in cable tunnel environments and require periodic inspections by personnel
to detect abnormal faults. A machine vision tracking imaging anomaly fault detection method based on wide range
range range is proposed to improve personnel work efficiency and detect adverse working conditions in a timely
manner. This method can utilize the characteristics of extremely high contrast and stability in complex back⁃
grounds and lighting conditions with wide area range, quickly and accurately locate and track abnormal water accu⁃
mulation in cable tunnels, and generate high-quality lightning arrester images through machine vision composition
technology. The effectiveness of the method has been verified through simulation experiments and on-site experi⁃
ments. The results show that the method can achieve stable tracking and clear imaging of water accumulation tar⁃
gets in tunnels under different perspectives and distances, and has high recognition and tracking rates. The on-site
test results show that this method can automatically complete the task of detecting water accumulation faults in
cable tunnels in actual substation environments, and has high accuracy.

Key words：cable tunne，wide area extremely difference，fault detection，abnormal target recognition
高压电缆运行在电缆隧道环境中，需要工作 环境具有重要意义。
人员开展周期性巡视以发现异常故障。隧道内常 在电缆隧道内安装有监控摄像头，运行人员
见的环境异常缺陷有照明、潮湿、积水、沉降等问 可以通过监控摄像头远程监控隧道内的环境变
题。特别是在上海地区。据统计，每年 4 月至 9 月 化。由于隧道内安装的摄像头数量多，实时采集
雨季期间，80% 的缺陷问题均源自隧道内积水。 的视频数据量大，依靠人工浏览的方式发现积水
常常在人工巡视周期内，积水量就会有明显增加， 情况难以做到全覆盖，容易出现疏漏。此外，人眼
因此及时有效地发现积水对于保障电缆安全运行 通过可见光摄像头去判断是否存在积水以及积水