CN106644086A - 一种中压配电一次设备过热检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种中压配电一次设备过热检测系统及方法，所述检测系统包括：多个红外探测器、多模无线接入终端、一个或多个手持终端及一主站检测服务器；所述红外探测器分别设置于被测一次设备的一次导电回路的测点处，并且与所述多模无线接入终端连接，所述红外探测器用于采集被测设备一次导电回路测点处的红外热图像信息并发送给所述多模无线接入终端；所述多模无线接入终端与所述手持终端及主站检测服务器分别连接，用于将接收到的红外热图像信息分别发送给所述手持终端及主站检测服务器；所述手持终端及主站检测服务器均用于接收所述红外热图像信息并根据所述红外热图像信息对所述被测一次设备进行故障诊断。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种中压配电一次设备过热检测系统及方法。
背景技术
中压配电一次设备，由于采取SF6或者环氧树脂两种绝缘方式，空间密闭狭小，在配电网长期挂网运行过程中，常由于中压配电一次设备的一次导电部件长期受化学气体侵蚀，灰尘凝结，造成严重的固体绝缘介质腐蚀或者氧化的金属导体接触一次导电回路表面，氧化层造成一次导电回路表面接触电阻增加几倍，甚至上百倍。另外，由于机械振动导致一次导电回路接头处松动，电阻增大，进而使得该部位热功率变大，形成局部过热，这种过热安全风险发展到一定程度会造成严重的电力故障，甚至烧毁中压配电一次设备，造成配电网事故。为了确保配电网的安全可靠运行，有必要对中压配电一次设备内大电流的特定关键部位(例如，一次导电回路的接头处)进行在线故障诊断。这些一次导电回路的接头诸如固体绝缘套管处、高压电缆与真空灭弧室的铜排连接处等。国内关于中压配电一次设备的一次导电回路接头关键触点温度测量方面的研究，大多是采用接触式测量，例如光纤预埋式探伤技术，这种检测方式对开关内部绝缘局放水平要求高、存在短路安全风险，通常不满足中压、高压、特高压等高电压等级的绝缘性要求。此外，目前在配电网检修过程中，检修技术人员常常利用红外热像仪对柱上开关、避雷器、变压器等中压配电一次设备进行故障诊断，但是所依赖的红外检测技术并没有实现与配电网一二次设备集成，造成中压配电一次设备的红外故障诊断和配电网参数在线检测自动化系统的互相孤立。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种中压配电一次设备过热检测系统及方法。
本发明实施例一方面提供了一种中压配电一次设备过热检测系统，所述检测系统包括：多个红外探测器、多模无线接入终端、一个或多个手持终端及一主站检测服务器；
所述红外探测器分别设置于被测一次设备的一次导电回路的测点处，并且与所述多模无线接入终端连接，所述红外探测器用于采集被测设备一次导电回路测点处的红外热图像信息并发送给所述多模无线接入终端；
所述多模无线接入终端与所述手持终端及主站检测服务器分别连接，用于将接收到的红外热图像信息分别发送给所述手持终端及主站检测服务器；
所述手持终端及主站检测服务器均用于接收所述红外热图像信息并根据所述红外热图像信息对所述被测一次设备进行故障诊断。
本发明实施例另一方面提供了一种中压配电一次设备过热检测方法，所述检测方法包括：
利用红外探测器获取被测一次设备的一次导电回路的测点处的红外热图像信息，并发送给多模无线接入终端；
所述多模无线接入终端将接收到的红外热图像信息分别发送给手持终端及主站检测服务器；
所述手持终端及主站检测服务器分别根据接收到的所述红外热图像信息对被测一次设备进行故障诊断。
本发明实施例实现了中压配电设备的红外故障诊断和配电网参数在线检测自动化系统的集成，可使在线检测主站与手持终端同时接收中压配电设备的一次回路的红外热图像信息，满足了双边检测的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中压配电一次设备过热检测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中压配电一次设备过热检测系统的结构示意图；
图3为本发明实施例中压配电一次设备过热检测系统的结构示意图；
图4为本发明实施例中压配电一次设备过热检测方法的流程示意图；
图5为本发明实施例利用红外热图像信息对被测设备进行故障诊断的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例中压配电一次设备过热检测系统的结构示意图。如图1所示，改检测系统主要包括多个红外探测器、多模无线接入终端、一个或多个手持终端及一主站检测服务器。
各个红外探测器分别设置于被测一次设备的一次导电回路中接头处的测点处，并且与所述多模无线接入终端连接，用于采集被测设备一次导电回路中测点处的红外热图像信息并发送给多模无线接入终端。
通常地，在中压配电一次设备的一次导线回路中接头处设置有相应测点，中压配电一次设备在配电网挂网运行过程中，检测关键的电气接头所发射出热辐射信息，经过组合凸镜和光栅，然后被红外探测器接收，可以得到相应的红外热图像数据。此处的红外探测器可以采用红外传感器实现。
多模无线接入终端与所述手持终端及主站检测服务器分别连接，用于将接收到的红外热图像信息分别发送给所述手持终端及主站检测服务器。
手持终端及主站检测服务器均用于接收所述红外热图像信息并根据红外热图像信息对被测一次设备进行故障诊断。
本发明实施例实现了中压配电设备的红外故障诊断和配电网参数在线检测自动化系统的集成，可使在线检测主站与手持终端同时接收中压配电设备的一次回路的红外热图像信息，满足了双边检测的需求。
根据本发明的一个实施例，所述多模无线接入终端上具有多个串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)，各所述红外探测器在采集得到红外热图像信息后，分别通过这些串行外设接口与多模无线接入终端进行串行数据通信。
在一实施例中，该中压配电一次设备过热检测系统还包括一无线通信模块，多模无线接入终端通过无线通信模块与手持终端进行通信。由于通常在现场使用手持终端来接收红外检测器采集的红外热图像信息，因此该无线通信模块可以采用具有短距离数据传输功能的蓝牙模块或WiFi模块，例如可以采用EPS8266模块，EPS8266模块与手持终端的上行无线通信方式是WiFi，其实施方式如图2所示。
在一实施例中，本发明提供的检测系统还包括一无线数据传输模块，多模无线接入终端通过该无线数据传输模块与所述主站检测服务器进行通信，以实现远距离的数据传输。例如，上述的无线数据传输模块可以采用FC-RF209模块，FC-RF209模块与远程主站检测平台的上行无线通信方式是LTE 230Mesh(无线网格网络通信)，其实施方式如图2所示。
根据本发明的一实施例，当所述多模无线接入终端采用无线方式分别与手持终端及主站检测服务器通信时，该多模无线接入终端具有至少两个异步收发接口，分别与无线通信模块及无线数据传输模块连接。可选地，上述的异步收发接口可以由UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitte，通用异步收发传输器)来实现。
可选地，本发明实施例中的多模无线接入终端还可以通过有线的方式与主站检测服务器通信，例如可以采用电力线缆或光线线缆与主站检测服务器连接通信。当采用光线线缆时，该检测系统还包括两个光调制解调器，分别设置在光纤线缆的两端分别与多模无线接入终端、主站检测服务器连接，以对传输的信号进行调制及解调，其具体实施方式见图3。
当手持终端或主站检测服务器接收到红外热图像信息后，可以通过对该红外热图像数据进行相应的处理，实现故障诊断。例如，可以对原始红外热图像进行图像预处理，然后滤除图像噪声，进行图像增强和边缘检测，最后进行红外热图像的结果分析。
本发明实施例实现了中压配电设备的红外故障诊断和配电网参数在线检测自动化系统的集成，可使在线检测主站与手持终端同时接收中压配电设备的一次回路的红外热图像信息，满足了双边检测的需求。
基于与图1所示中压配电一次设备过热检测系统相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种利用图1所示检测系统对中沿配电一次设备进行过热检测的方法，如下面实施例所述。由于该方法解决技术问题的原理与图1所示检测系统的原理相似，因此该检测方法的实施可以参见图1所示检测系统的实施，重复之处不再赘述。
图4所示本发明实施例提供的中压配电一次设备过热检测方法，如图4所示，该检测方法主要包括以下步骤：
步骤S1、红外探测器获取被测一次设备的一次导电回路的测点处的红外热图像信息，并发送给多模无线接入终端。
步骤S2、所述多模无线接入终端将接收到的红外热图像信息分别发送给手持终端及主站检测服务器。
步骤S3、所述手持终端及主站检测服务器分别根据接收到的所述红外热图像信息对被测一次设备进行故障诊断。
在一实施例中，所述多模无线接入终端通过无线方式与手持终端通信，并且通过无线方式或有线方式与所述主站检测服务器通信。
根据本发明的一实施例，所述手持终端及主站检测服务器在根据接收到的所述红外热图像信息后，可以通过图5所示步骤实现对被测一次设备的故障诊断：
步骤S31、对所述红外热图像信息进行去噪处理，以滤除所述红外热图像信息中包含的噪声。
步骤S32、对经过去噪处理的红外热图像信息进行图像增强处理。
在对中压配电一次设备电气接头的红外热成像图进行图像增强时，具体计算公式如式(1)～式(4)所示：
g(x,y)＝μ(M)-f(x,y) (1)
其中，f(x,y)表示原始的灰度图像；(x,y)表示图像中的某一个点的位置坐标；g(x,y)为在非空区域的灰度色调函数，函数区间为[0，M)；μ(M)为图像的最大灰度值；g1(x,y)和g2(x,y)分别为非空区域的两个灰度色调函数；μ(M)、k(M)、γ(M)∈[M，∞)，此三个参数的值都由图像处理过程决定，可以是任意的表达式，例如，γ(M)＝aM+b，a是大于零的数乘系数，用来进行放大或缩小。通过选取μ(M)、k(M)、γ(M)的值获得理想图像处理模型，以取得较好的图像增强效果。在本发明一实施例中，μ(M)的值可以去256，利用图像评价函数来选取k(M)、γ(M)的最优参数。
步骤S33、对经过图像增强处理的红外热图像信息进行边缘检测，以获取所述红外热图像信息中的关键图像信息。
步骤S34、将所述关键图像信息与预设故障图像模型进行匹配，以确定被测一次设备的故障类型。
本发明实施例中压配电一次设备的重要电气接头红外热图像特征而进行特定分析与设计，实现了中压配电设备的红外故障诊断和配电网参数在线检测自动化系统的集成，可使在线检测主站与手持终端同时接收中压配电设备的一次回路的红外热图像信息，满足了双边检测的需求。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种中压配电一次设备过热检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：多个红外探测器、多模无线接入终端、一个或多个手持终端及一主站检测服务器；
所述红外探测器分别设置于被测一次设备的一次导电回路的测点处，并且与所述多模无线接入终端连接，所述红外探测器用于采集被测设备一次导电回路测点处的红外热图像信息并发送给所述多模无线接入终端；
所述多模无线接入终端与所述手持终端及主站检测服务器分别连接，用于将接收到的红外热图像信息分别发送给所述手持终端及主站检测服务器；
所述手持终端及主站检测服务器均用于接收所述红外热图像信息并根据所述红外热图像信息对所述被测一次设备进行故障诊断。
2.根据权利要求1所述的中压配电一次设备过热检测系统，其特征在于，所述红外探测器经串行外设接口与所述多模无线接入终端进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的中压配电一次设备过热检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括一无线通信模块，所述多模无线接入终端通过所述无线通信模块与所述手持终端进行通信。
4.根据权利要求3所述的中压配电一次设备过热检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括一无线数据传输模块，所述多模无线接入终端通过所述无线数据传输模块与所述主站检测服务器进行通信。
5.根据权利要求3所述的中压配电一次设备过热检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括一电力线缆或光纤线缆，所述多模无线接入终端通过所述电力线缆或光纤线缆与所述主站检测服务器进行通信。
6.根据权利要求4所述的中压配电一次设备过热检测系统，其特征在于，所述多模无线接入终端具有至少两个异步收发接口，所述异步收发接口分别与所述无线通信模块、无线数据传输模块连接。
7.根据权利要求3所述的中压配电一次设备过热检测系统，其特征在于，所述无线通信模块为ESP8266模块。
8.根据权利要求4所述的中压配电一次设备过热检测系统，其特征在于，所述无线数据传输模块为FC-RF209模块。
9.一种中压配电一次设备过热检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
红外探测器获取被测一次设备的一次导电回路的测点处的红外热图像信息，并发送给多模无线接入终端；
所述多模无线接入终端将接收到的红外热图像信息分别发送给手持终端及主站检测服务器；
所述手持终端及主站检测服务器分别根据接收到的所述红外热图像信息对被测一次设备进行故障诊断。
10.根据权利要求9所述的中压配电一次设备过热检测方法，其特征在于，所述多模无线接入终端通过无线方式与手持终端通信，并且通过无线方式或有线方式与所述主站检测服务器通信。
11.根据权利要求9所述的中压配电一次设备过热检测方法，其特征在于，所述手持终端及主站检测服务器分别根据接收到的所述红外热图像信息对被测一次设备进行故障诊断，具体包括：
对所述红外热图像信息进行去噪处理，以滤除所述红外热图像信息中包含的噪声；
对经过去噪处理的红外热图像信息进行图像增强处理；
对经过图像增强处理的红外热图像信息进行边缘检测，以获取所述红外热图像信息中的关键图像信息；
将所述关键图像信息与预设故障图像模型进行匹配，以确定被测一次设备的故障类型。
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