基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统技术方案

本发明专利技术公开了基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统，其架构包括专家诊断系统

【技术实现步骤摘要】
基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统


[0001]本专利技术涉及变压器温度检测
，尤其涉及基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统
。

技术介绍

[0002]变压器是变电站的心脏中枢在运行过程中要求工作必须可靠一旦出现故障轻则造成设备损坏重则引发火情危及正常的站内安全因此必须及时且有效地对变压器进行热缺陷检测以防止安全事故发生
。
在变压器出现故障的前夕，都伴随着自身温度的升高，而红外热成像是发现变压器热缺陷的检测技术，为变压器的热缺陷
、
设备状态
、
安全运行监测提供温度安全检测
。
[0003]尤其在户外的变压器套管检测上，便携式红外热像仪可实现远程温度检测，能够快速地检测出变压器套管各部位的温度异常，从而推测出哪个部位出现问题，再根据检测人员的经验判断，推断出到底是由于内部损坏
、
接头异常
、
绝缘子漏电或其他原因而表现出的温度异常，从而可以及时发现套管是否处于狼嚎的工作状态，提高工作效率，避免事故的发生
。
[0004]但现有基于热成像仪的变压器套管温度检测系统尚存在以下缺陷：
[0005]1)
户外套管的红外检测图像中，其受外部环境干扰的因素也较多，如日照
、
鸟类
、
风雪灰尘等异物的干扰；
[0006]2)
套管外壁是一层导热性能交叉的绝缘陶瓷，通过测量表面温度并不等于套管内部的真实温度，因此还需要三相对比法来衡量三个套管中的哪一个是否异常发热；
[0007]3)
由于红外检测的特性，红外成像仪需要一段时间的动态扫描，而且不同角度拍摄形成的温度反射也有影响，造成红外分析无统一检测标准；
[0008]4)
更为重要地是，现有红外检测所输出的是红外图像，尚需要检测人员根据红外图像逐帧区域扫描地分析套管各部位的温度，且需要调整红外成像仪的最小温度范围，得到各色彩差异的红外温度图像，由于不同检测人员的知识水平
、
经验积累程度均有较大差别，也会造成同一红外图像会有不同的判断，从而对温度检测有较大差异；
[0009]以上具体问题归根结底是现有红外成像仪所得红外图像过度依赖检测人员的经验判断，对干扰因素无具体分析，尤其针对不同部位的温度范围参数，尚无统一的调整标准，导致红外图像的区域色差达不到标准的安全检测作用，亟待改进
。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统
。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0012]本专利技术首先提出基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统，其架构包括以下模块：
[0013]专家诊断系统，包括人工交互平台和控制器，人工交互平台用于数据逻辑编写及数据更新，控制器用于对各元器件
(
即除控制器及人工交互平台以外的其他电子器件
)
发出控制指令；
[0014]历史数据池，根据同类整理国内
(
来源国家电网公司的各地检测人员的数据汇总
)
高
、
中
、
低压的各类变压器套管通过红外热像仪得出的红外图像及其对应的红外测温报告，先按照高
、
中
、
低压进行分类，再根据变压器套管的型号分类，再根据红外热像仪型号分类，再根据气候区域分类，汇总成各类表格数据按目录标记进行储存；
[0015]检测经验数据库，将历史数据池的表格数据根据专家诊断系统的经验数据，整理成检测经验数据包；
[0016]测试单元，包括测距仪
、
红外热像仪和调节支架，测距仪用于测距和测试拍摄仰角
(
需要考虑测距仪和红外热像仪的高度差
)
，红外热像仪用于拍摄红外图像，调节支架用于支撑和调整测距仪和红外热像仪的角度及高度；
[0017]图像输出单元，将测试单元所得红外图像按各套管及其各部位分为整体红外图像
A、
单红外图像
B、
分段红外图像
C、
重点红外图像
D
，便于分类管理；
[0018]图像运算单元，将图像输出单元所得各红外图像转换为数据帧；
[0019]对比运算单元，将各相变压器套管中相同部位进行三相色彩运算对比，当色彩运算差别小于
10
％
(
以任一相色彩深度值为标准值
1)
时，比较各红外图像输出的数据帧，尤其比对三相的温度值字节区别；
[0020]反馈逻辑写模块，根据检测经验数据库得出的一系列经验数据：部位，测试点距离
、
仰角，发射率，工作背景，拍摄角度
、
焦距，测温范围
(
水平和跨度
)
，在该经验数据下测试一系列红外图像，通过三相对比运算，得到三相最大色彩差值，得出各变压器套管
、
各部位的各红外图像的最佳数据，将最佳数据反馈至检测经验数据库记录
。
[0021]优选地，所述经验数据包中包括红外成像的部位
、
测试点的距离和仰角
、
发射率
、
工作背景
、
拍摄角度和焦距以及测温范围
(
水平和跨度
)。
[0022]优选地，所述测距仪和红外热像仪同时设置在调节支架上，实现各个角度和各个方向的扫描式红外图像采集
(
人工或自动化智能调节
)。
[0023]优选地，所述图像输出单元的各红外图像的分类方法包括以下过程：
[0024]检测人员通过测距仪，衡量各备选测试点与变压器套管的距离
、
仰角，选择合适的距离
、
高度和角度的位置作为优选测试点
(
一个或多个，不同天气或不同故障类型需要既定的测定点
)
，将红外热像仪设置在该优选测试点上，使三相变压器套管能同时出现在一个整体红外图像
A
中；
[0025]调整焦距和方位，使各相变压器套管的整体分别可拍摄成一个单红外图像
B
中，并记录该焦距和方位；使各相变压器套管沿高度方向自上而下或自下而上分段拍摄成多个分段红外图像
C
，并记录该焦距和方位；根据历史数据，对一些易发生故障的重点部位进行拍摄，使各重点部位可拍摄成单独的重点红外图像
D
，并记录该焦距和方位
。
[0026]优选地，所述图像运算单元的数据帧包括以下字节：测试时间
、
测距
、
工作背景
、
相位
、
部位
、
对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统，其特征在于，包括以下模块：专家诊断系统，包括人工交互平台和控制器，人工交互平台用于数据逻辑编写及数据更新，控制器用于对各元器件发出控制指令；历史数据池，根据同类整理国内高
、
中
、
低压的各类变压器套管通过红外热像仪得出的红外图像及其对应的红外测温报告，先按照高
、
中
、
低压进行分类，再根据变压器套管的型号分类，再根据红外热像仪型号分类，再根据气候区域分类，汇总成各类表格数据按目录标记进行储存；检测经验数据库，将历史数据池的表格数据根据专家诊断系统的经验数据，整理成检测经验数据包；测试单元，包括测距仪
、
红外热像仪和调节支架，测距仪用于测距和测试拍摄仰角，红外热像仪用于拍摄红外图像，调节支架用于支撑和调整测距仪和红外热像仪的角度及高度；图像输出单元，将测试单元所得红外图像按各套管及其各部位分为整体红外图像
A、
单红外图像
B、
分段红外图像
C
和重点红外图像
D
，便于分类管理；图像运算单元，将图像输出单元所得各红外图像转换为数据帧；对比运算单元，将各相变压器套管中相同部位进行三相色彩运算对比，当色彩运算差别小于
10
％时，比较各红外图像输出的数据帧；反馈逻辑写模块，根据检测经验数据库得出的一系列经验数据包，在该经验数据包的参数支持下测试一系列红外图像，通过三相对比运算，得到三相最大色彩差值，得出各变压器套管
、
各部位的各红外图像的最佳数据，将最佳数据反馈至检测经验数据库记录
。2.
根据权利要求1所述的基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统，其特征在于，所述经验数据包包括红外成像的部位
、
测试点的距离和仰角
、
发射率
、
工作背景
、
拍摄角度和焦距以及测温范围
。3.
根据权利要求1所述的基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统，其特征在于，所述测距仪和红外热像仪同时设置在调节支架上，实现各个角度和各个方向的扫描式红外图像采集
。4.
根据权利要求1所述的基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统，其特征在于，所述图像输出单元得出的各红外图像的分类方法包括以下过程：检测人员通过测距仪，衡量各备选测试点与变压器套管的距离
、
仰角，选择合适的距离
、
高度和角度的位置作为优选测试点，将红外热像仪设置在该优选测试点上，使三相变压器套管能同时出现在一个整体红外图像
A
中；调整焦距和方位，使各相变压器套管的整体分别可拍摄成一个单红外图像
B
中，并记录该焦距和方位；使各相变压器套管沿高度方向自上而下或自下而上分段拍摄成多个分段红外图像
C
，并记录该焦距和方位；根据历史数据，对一些易发生故障的重点部位进行拍摄，使各重点部位可拍摄成单独的重点红外图像
D
，并记录该焦距和方位
。5.
根据权利要求1所述的基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统，其特征在于，所述图像运算单元的数据帧包括以下字节：测试时间
、
测距
、
工作背景
、
相位
、
部位
、
对应红外图像编号
、
焦距
、
温度值字节
。6.
根据权利要求1所述的基于热成像技术的变压器套管在线温度监测系统，其特征在
于，所述反馈逻辑写模块对最佳数据确定的方法，包括以下步骤：
1)
最小温度范围的确定：首先在与环境对应的经验数据中分别择一工作背景数据
、
发射率

【专利技术属性】
技术研发人员：于德利，林山河，王珏，苏红伟，王谦君，
申请(专利权)人：国能神皖合肥发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：