一种高压套管表面污秽监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压套管表面污秽监测系统及其监测方法，包括信息采集模块，用于测量高压套管表面的污秽信息，采集高压套管表面信息和温度信息；信息融合处理模块，用于接收、处理、分析信息采集模块发送的污秽信息、表面信息和温度信息；信息传输模块，用于将处理、分析后的污秽信息、表面信息和温度信息传输至后台服务器；后台服务器，用于远程监控和显示信息融合处理模块处理的信息结果，并根据信息结果发出报警信息。本发明专利技术当高压套管表面积污过多时，能自动向运行线路发出报警信息，从而能在一定程度上降低因高压套管积污过多引起的电力故障，保证电力系统的正常运行。保证电力系统的正常运行。保证电力系统的正常运行。

A high voltage bushing surface contamination monitoring system and its monitoring method

【技术实现步骤摘要】
一种高压套管表面污秽监测系统及其监测方法


[0001]本专利技术属于高压套管监测的
，具体涉及一种高压套管表面污秽监测系统及其监测方法。

技术介绍

[0002]电力变压器作为电力系统的枢纽设备，其运行可靠性与电力系统的安全与稳定紧密相关，高压套管是电力变压器的重要组成部分。变压器绕组的引出线必须穿过高压套管接外电路，高压套管是引出线之间以及引出线与油箱之间的绝缘，并起固定引出线的作用。因此保证高压套管的安全正常运行对电力系统至关重要。现有的高压套管监测系统缺少对高压套管表面污秽的监测。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种高压套管表面污秽监测系统及其监测方法，以解决现有的高压套管监测系统缺少对高压套管表面污秽的监测的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0005]一种高压套管表面污秽监测系统，其包括：
[0006]信息采集模块，用于测量高压套管表面的污秽信息，并采集高压套管表面信息和温度信息；
[0007]信息融合处理模块，用于接收、处理、分析信息采集模块发送的高压套管污秽信息、表面信息和温度信息；
[0008]信息传输模块，用于将处理、分析后的污秽信息、表面信息和温度信息传输至后台服务器；
[0009]后台服务器，用于远程监控和显示信息融合处理模块处理的信息结果，并根据信息结果发出报警信息。
[0010]进一步地，信息采集模块包括用于对高压套管表面的污秽进行测量的光纤传感器，用于对高压套管表面进行实时监控采集高压套管表面信息的摄像头，和用于采集高压套管温度信息的红外热成像仪。
[0011]进一步地，光纤传感器包括光发送器、石英玻璃棒、敏感元件和光接收器。
[0012]一种高压套管表面污秽监测系统的监测方法，包括：
[0013]S1、计算高压套管光功率损耗率η：
[0014][0015]其中，P
in
与P
out
分别为输入石英管的光功率和输出石英管的光功率；
[0016]S2、构建样本集{x
i
，y
i
}，i＝1，2，...，l，其中，x
i
为光功率损耗量的样本输入数据，y
i
为样本输出数据，l为样本数量；
[0017]S3、基于样本集构建支持向量机模型，并通过训练后的数据输出高压套管的盐密度值；
[0018]S4、采用相对误差评价支持向量机模型的准确性。
[0019]进一步地，S3中构建支持向量机模型，包括：
[0020]S3.1、根据支持向量机的学习目标为在n维数据空间中寻找一分类超平面，构造函数f(x)：
[0021][0022]其中，ω为超平面法向量，为将样本向量映射到高维特征空间的映射函数，b为偏移量；
[0023]S3.2、采用二次优化将函数f(x)转化为最优解求解，并引入拉格朗日函数，得到下式：
[0024][0025]其中，α为引入拉格朗日乘子，L(ω,b,ξ,α)为最优解函数，ξ为优化后与x有关的参数，J(ω,ξ)为f(x)的二次优化，α
i
为拉格朗日乘子，ξ
i
为优化后与第i个x有关的参数；
[0026]S3.3、基于库恩－塔克条件列出S3.2中的约束方程，求解参数α和b，得到支持向量机模型y(x)：
[0027][0028]其中，K(x，x
i
)为核函数。
[0029]进一步地，约束方程为：
[0030][0031][0032]其中，γ为核函数的宽度。
[0033]进一步地，S4中采用相对误差评价支持向量机模型的准确性，包括：
[0034][0035]其中，Q(i)为算法测量盐密值即模型y(x)的输出值，T(i)实测盐密值，λ为误差。
[0036]本专利技术提供的高压套管表面污秽监测系统及其监测方法，具有以下有益效果：
[0037]本专利技术通过对高压环境中实时运行的高压套管的表面污秽进行实时监测，融合了红外热成像技术、光纤表面污秽监测和图像识别方法来反应高压套管的表面污秽的情况；当表面污秽过多时，可自动向运行线路发出报警信息，从而能在一定程度上降低因污秽过多引起的电力故障，保证电力系统的正常运行。
附图说明
[0038]图1为高压套管表面污秽监测系统的原理框图。
[0039]图2为高压套管表面污秽监测系统的光纤传感器测量盐密和灰密工作原理图。
[0040]图3为高压套管表面污秽监测系统的红外测温技术成像原理图。
[0041]图4为高压套管表面污秽监测系统的监测方法的原理图。
[0042]其中，1、信息采集模块；2、信息融合处理模块；3、信息传输模块；4、后台服务器；5、光纤传感器；6、摄像头；7、红外热成像仪。
具体实施方式
[0043]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0044]根据本申请的一个实施例，参考图1
‑
图3，本方案的高压套管表面污秽监测系统，包括依次信号连接的信息采集模块1、信息融合处理模块2、信息传输模块3和后台服务器4。
[0045]其中，信息采集模块1，用于测量高压套管表面的污秽信息，采集高压套管表面信息和温度信息。
[0046]信息融合处理模块2，用于接收、处理、分析信息采集模块1发送的污秽信息、表面信息和温度信息。
[0047]信息传输模块3，用于将处理、分析后的污秽信息、表面信息和温度信息传输至后台服务器4。
[0048]后台服务器4，用于远程监控和显示信息融合处理模块2处理的信息结果，并根据信息结果发出报警信息。
[0049]以下对上述各个模块进行详细描述：
[0050]信息采集模块1，包括光纤传感器5、摄像头6和红外热成像仪7，光纤传感器5、低功耗的摄像头6和红外热成像仪7分别和信息融合处理模块2信号连接。
[0051]光纤传感器5包括光发送器、石英玻璃棒、敏感元件和光接收器，用于对高压套管表面的污秽进行测量，并将测量信息传输到信息融合处理模块2。
[0052]摄像头6，用于对高压套管表面进行24小时不间断地监控，采集高压套管表面的信息，并将测量信息传输到信息融合处理模块2。
[0053]红外热成像仪7，用于采集高压套管的温度信息，并将测量信息传输到信息融合处理模块2。
[0054]信息融合处理模块2，用于处理来自光纤传感器5、摄像头6和红外热成像仪7所采集的信息，并分析来自红外热成像仪7的温度信息和来自光纤传感器5、摄像头6的污秽信息，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压套管表面污秽监测系统，其特征在于，包括：信息采集模块，用于测量高压套管表面的污秽信息，并采集高压套管表面信息和温度信息；信息融合处理模块，用于接收、处理、分析信息采集模块发送的高压套管污秽信息、表面信息和温度信息；信息传输模块，用于将处理、分析后的污秽信息、表面信息和温度信息传输至后台服务器；后台服务器，用于远程监控和显示信息融合处理模块处理的信息结果，并根据信息结果发出报警信息。2.根据权利要求1所述的高压套管表面污秽监测系统，其特征在于：所述信息采集模块包括用于对高压套管表面的污秽进行测量的光纤传感器，用于对高压套管表面进行实时监控采集高压套管表面信息的摄像头，和用于采集高压套管温度信息的红外热成像仪。3.根据权利要求1所述的高压套管表面污秽监测系统，其特征在于：所述光纤传感器包括光发送器、石英玻璃棒、敏感元件和光接收器。4.一种根据权利要求1
‑
3任一所述的高压套管表面污秽监测系统的监测方法，其特征在于，包括：S1、计算高压套管光功率损耗率η：其中，P
in
与P
out
分别为输入石英管的光功率和输出石英管的光功率；S2、构建样本集{x
i
，y
i
}，i＝1，2，...，，其中，x
i
为光功率损耗量的样本输入数据，y
i
为样本输出数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴广宁，刘凯，李波，林牧，高波，杨雁，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：