一种高压线异物检测算法

张凡 范亚雷 刘文达 蔡涛

摘  要： 高压线路异物缠绕极易引发区域大面积停电，导致停运事故，智能异物检测算法是未来智能电力巡检系统的关键模块之一。通过整理近年人工处理高压线异物时备案的原始图片数据，对数据进行规范化处理和人工标注，建立“高压线异物检测数据集”，研究一种高压线异物检测算法，该算法基于SSD模型，并有針对性地对数据集使用K?means聚类的方法获取先验框参数，以此替代默认值。实验结果在测试集上的平均准确率为86.69%，定位准确率为69.2%，表明所提算法可有效地对高压线上的异物进行检测和定位。

关键词： 异物检测; 高压线; 数据集构建; 参数设置; 模型训练; 结果分析

中图分类号： TN345?34; TP391.4                 文献标识码： A                      文章编号： 1004?373X（2020）08?0036?05

High?voltage line foreign object detection algorithm

ZHANG Fan1，2， FAN Yalei2，3， LIU Wenda2，3， CAI Tao2，3

（1. Hubei Collaborative Innovation Center for High?Efficiency Utilization of Solar Energy， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China;

2. Hubei Power Grid Intelligent Control and Equipment Engineering Technology Research Center， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China;

3. Hubei Key Laboratory for High?Efficiency Utilization of Solar Energy and Operation Control of Energy Storage， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China）

Abstract： The high?voltage line foreign object winding is easy to cause large?area regional blackout， resulting in the outage accidents. The intelligent foreign object detection algorithm is one of the key modules of the future intelligent power inspection system. The original picture data recorded in the manual processing of high?voltage line foreign objects in recent years is arranged， which is normalized and labeled manually， and the "high?voltage line foreign object detection data set" is established. A high?voltage line foreign object detection algorithm is studied. The algorithm is based on the SSD model， and the K?means clustering method is used to obtain the prior box parameters of the data set， so as to replace the default value. The average accuracy of the experimental results on the testing set is 86.69%， and the positioning accuracy is 69.2%. The algorithm can detect and locate foreign objects on the high?voltage line effectively.

Keywords： foreign object detection; high?voltage line; construct database; model training; result analysis

0  引  言

变电站和高压走廊是电力网中重要的组成部分，我国的电力设施多分布在人烟较少的郊区和植被茂密的农村地带，电力电缆和高压铁塔安置在这些地区难免会受到“异物”侵扰。一般常见的电力设备异物缠绕多是由风筝缠绕、气球缠绕、条幅缠绕以及农业大棚碎片缠绕引起。若是在大风天气或者多雨的潮湿气候下，塑料布被风吹起造成两股高压线缠绕，缠绕在高压电线上的风筝线因雨水导电造成短路事故，引发跳闸停电事故并损坏设备。更严重的是，异物缠绕造成电力设备对地放电距离缩减，极易对经过电力设备底下的行人造成电击伤害。根据统计，近年来由于外部因素所导致的电力线路跳闸或者故障停运的事故呈现逐年递增的势态。……