基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法和系统技术方案

本发明专利技术提出基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法，包括以下步骤；步骤S1、在基准环境温度的设备正常工况下，以红外热成像装置对其多次拍摄，完成参考图像的数据采集；步骤S2、根据红外热图像中的明暗变化标识出高亮区域、明区和暗区，并对各个高亮区域的中心点坐标、亮度、面积进行计算，形成标定数据并存储；步骤S3、在监控设备的运行状态时，步骤S1中的红外热成像装置以相同方位和拍摄角，按预设频次对设备持续拍摄以采集实时图像；步骤S4、对实时图像进行处理和识别，对图像的高亮区域与标定数据进行比对以计算偏移量，当偏移量大于阈值时进行报警；本发明专利技术可以通过非接触式测量的方式实现对电力设备的监控。的方式实现对电力设备的监控。的方式实现对电力设备的监控。

【技术实现步骤摘要】
基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法和系统


[0001]本专利技术涉及电力设施运维领域，尤其是基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法和系统。

技术介绍

[0002]电力系统是指由发电厂、电力网及电能用户所组成的发电、输电、变电、配电和用户的整体。
[0003]电力系统内的电力设备多种多样，对于一些比较重要的电力设备，一般会建设设备室，设备室内会放置空调，以维持室内恒温状态。将这些电力设备安放在设备室内，一来可以使这些电力设备在恒温的环境下工作，使设备更加稳定可靠地运行，二来可以方便对电力设备进行集中监控。
[0004]现有的监控方式为：在电力设备内加装各种传感器、仪表，再通过高清摄像头拍摄传感器和仪表上显示的数据，从而对电力设备的运行状态进行监控。这种监控方式，由于是接触式测量，有时候需要拆开电力设备，装好传感器和仪表后在装好电力设备，需要进行复杂的布线且对传感器和仪表的安装方位有限制，布置监控系统的操作难度大、维护成本高。
[0005]与接触式测量方式相比，非接触式测量有巨大的优势，电力设备运行时出现的绝大部分故本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法，用于监控设备工况，其特征在于：包括以下步骤；步骤S1、在基准环境温度下，使设备运行于正常工况，在设备旁架设红外热成像装置对其多次拍摄，获取该工况的多张红外热图像，完成参考图像的数据采集；步骤S2、对参考图像进行处理，根据红外热图像中的明暗变化标识出高亮区域、明区和暗区，并对各个高亮区域的中心点坐标、亮度、面积进行计算，再根据计算结果对各个高亮区域的多组中心点基准坐标、亮度和面积进行标定形成标定数据并存储；步骤S3、在监控设备的运行状态时，步骤S1中的红外热成像装置以相同方位和拍摄角，按预设频次对设备持续拍摄以采集实时图像；步骤S4、对实时图像进行处理和识别，对图像的高亮区域的中心点坐标、亮度和面积进行实时计算，并把计算结果与标定数据进行比对以计算偏移量，当偏移量大于阈值时进行报警。2.根据权利要求1所述的基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法，其特征在于：所述方法还包括设备故障原因判断步骤，其方法为：当实时图像中的高亮区域的亮度或面积的变化超过允许值时，结合该实时图像中其他高亮区域的亮度或面积变化趋势来判断故障原因，具体为：A、若其他高亮区域的亮度或面积未变化或变化趋势均与该高亮区域的亮度或面积变化趋势相反，则初步判断该高亮区域内的设备元器件发生故障；B、若其他高亮区域的亮度或面积的变化趋势均与该高亮区域的亮度或面积变化趋势相同，再对设备的工作环境温度进行检测，若环境温度变化趋势与高亮区域的亮度或面积变化趋势相同，则判断是环境温度变化引起设备元器件的温度变化，此时即初步判断元器件无故障。3.根据权利要求2所述的基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法，其特征在于：在设备故障原因判断步骤中，当初步判断元器件发生故障时，通过采集该区域的元器件的输入电压和电流对故障成因进一步判定，具体为：C、将电压和电流数据与该元器件的额定输入电压和电流数据进行比较，若采集到电压和电流数据与额定的电压和电流数据的差值超过阈值，则判断设备内部电路或设备的输入侧供电线路出现故障；D、若采集到的电压和电流数据与额定的电压和电流数据的差值未超过阈值，则判断是元器件自身发生故障。4.根据权利要求2所述的基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法，其特征在于：所述方法还包括预警方法，具体为：当判断是环境温度变化引起设备元器件的温度变化时，计算检测到的当前环境温度与基准环境温度之间的温度差值，并计算各个高亮区域当前的亮度或面积与各自对应标定数据之间的热成像偏移差值，将环境温度差值、热成像偏移差值带入温度分析模型，根据环境温度差值与热成像偏移差值之间的对应关系，对各个高亮区域进行温度分析，从而对各个高亮区域内的元器件进行风险等级划分，再发出包含有各个元器件风险等级的预警信息。5.根据权利要求4所述的基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法，其特征在于：所述方法还包括图像监控频次动态设定方法，具体为：在实时图像中划定各个高亮区域的
图像采集边界，当有高亮区域内的元器件风险等级被判断为风险最高，使该高亮区域成为风险最高区域时，则对该高亮区域提高图像拍摄的频次，在提高拍摄频次后每间隔一定张数，对整张图像内的所有高亮区域的图像数据进行处理和识别，且对这间隔的两张图像之间的每一张图像中的风险最高的高亮区域的图像采集边界内的图像进行分割，只对分割得到的图像数据进行处理和识别。6.根据权利要求5所述的基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法，其特征在于：在图像监控频次动态设定方法中，计算已设定频次拍摄的间隔时间，将间隔时间均匀划分为若干个时间段，在各个时间段结束时拍摄图像，以提高图像采集的频次，且使划分的时间段数量与高亮区域的风险等级正相关。7.根据权利要求1所述的基于红外热成像的设备故障在线监测报警方法，其特征在于：在步骤S2和步骤S4中，在对图像处理时，对每张图像进行灰度化处理，使经过灰度化处理后图像中只含亮度信息；在步骤S2和步骤S4中，对亮区进行简化处理以减少数据处理量来提升图像分析识别速度，具体方法为：步骤A1、根据图像的红外成像亮度，预设多个亮度依次减弱的亮度等级；步骤A2、根据亮度等...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈其泽，周晓东，姚文杰，张昊，陈新星，魏薇，孔美美，范炜琳，李舒婷，陈思颖，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：