CN111198040B - 电气设备状态监测及故障预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电气设备状态监测及故障预警系统，包括：多个设置于电气设备内不同部位的红外传感器以及一设备端监测子系统，其中，所述红外传感器用于采集电气设备内不同部位的红外热成像数据；所述设备端监测子系统用于将来自多个红外传感器的红外热成像数据与电气设备的可见光图像对应融合以得到融合图像，且根据融合图像判断电气设备内各部位的检测温度是否超过其预设阈值，若超过预设阈值则进行预警，并显示融合图像。与现有技术相比，本发明通过图像融合和识别以及红外温度场诊断技术，以图像方式直观地显示出电气设备内部位的温度情况，能实时了解电气设备内部部件的工作温度，使得用户及时发现电气设备内部故障位置以便于检修。

Description

电气设备状态监测及故障预警系统
技术领域
本发明涉及电气设备运行维护领域，更具体地涉及一种电气设备状态监测及故障预警系统。
背景技术
现有国内外传统的诊断仪多为环境温度监控、单一视频监控和红外单点监控，这些设备采用常规的初级传感器，例如：(1)在线式采用热敏电阻，绑扎检测点方式，然而其检测节点多，由于在线上成长的绑扎会出现二次故障引发，没有图像数据计算存贮，不能做到柜内端计算，不能现场闭配电柜门监看成像；(2)在线式双波检测，一台主机一个红外检测，但面积小，造价高，网络管理数量多；(3)手持移动红外热成像检测，需要巡检式采集数据，不能实时传回故障预判信息，不能在发生故障时做出即时应急处理，一但发生突发事故损失巨大。
鉴于此，有必要提供一种电气设备状态监测及故障预警系统以解决上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电气设备状态监测及故障预警系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电气设备状态监测及故障预警系统，包括多个设置于电气设备内不同部位的红外传感器以及一设备端监测子系统，其中，
所述红外传感器用于采集电气设备内不同部位的红外热成像数据；
所述设备端监测子系统用于将来自多个红外传感器的红外热成像数据与电气设备的可见光图像对应融合以得到融合图像，且根据融合图像判断电气设备内各部位的检测温度是否超过其预设阈值，若超过预设阈值则进行预警，并显示融合图像。
其进一步技术方案为：所述电气设备状态监测及故障预警系统还包括一设于所述电气设备内部的摄像装置，所述摄像装置与设备端监测子系统连接，用于获取电气设备的可见光图像。
其进一步技术方案为：所述设备端监测子系统包括：
第一存储模块，用于存储电气设备的可见光图像；
第一通信模块，用于接收来自多个红外传感器的红外热成像数据；
图像融合及信息处理模块，用于将多个红外热成像数据与电气设备的可见光图像对应融合以得到融合图像，并根据融合图像判断电气设备内各部位的检测温度是否超过其预设阈值；
警报模块，用于在检测温度超过预设阈值时进行预警；
第一显示模块，包括设于电气设备外表面的显示屏，用于显示所述融合图像。
其进一步技术方案为：所述警报模块包括HX-100B声光报警器。
其进一步技术方案为：所述第一通信模块包括4G模块和/或wifi模块。
其进一步技术方案为：所述电气设备状态监测及故障预警系统还包括一与设备端监测子系统通信连接的中心诊断子系统，所述中心诊断子系统用于接收融合图像以及红外热成像数据，并在设备端监测子系统预警时对所接收的红外热成像数据进行综合分析以获得电气设备各部位的工作状态及故障发展趋势，且显示所述融合图像、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势。
其进一步技术方案为：所述中心诊断子系统包括：
第二通信模块，用于接收来自设备端监测子系统的融合图像及红外热成像数据；
分析预判模块，用于在设备端监测子系统预警时对所接收的红外热成像数据进行综合分析以获得电气设备各部位的工作状态及故障发展趋势；
第二显示模块，用于显示所述融合图像、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势，以供用户查看。
其进一步技术方案为：所述中心诊断子系统还包括一第二存储模块，所述第二存储模块用于存储融合图像、红外热成像数据、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势。
其进一步技术方案为：所述第二通信模块包括4G模块和/或wifi模块。
与现有技术相比，本发明的电气设备状态监测及故障预警系统通过图像融合和识别以及红外温度场诊断技术，以图像方式直观地显示出电气设备内部位的温度情况，能实时了解电气设备内部部件的工作温度，使得用户及时发现电气设备内部故障位置以便于检修，可知，本发明的电气设备状态监测及故障预警系统适合电务设备高密度、大规模集群的运用场合，即其可同时对一定范围内多个单一检测点进行针对性的实时监测及温度数据反馈，能直观地反应被检设备的工况，在出现问题时及时预警，使用户能实时掌握电气设备核心部位工作状态，及时处理故障隐患，提升电气设备的运行正常率。
附图说明
图1是本发明电气设备状态监测及故障预警系统一实施例的系统框图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参照图1，图1为本发明电气设备状态监测及故障预警系统1一实施例的系统框图。在附图所示的实施例中，所述电气设备状态监测及故障预警系统1包括：多个设置于电气设备内不同部位的红外传感器10、一设备端监测子系统11 以及一与设备端监测子系统11通信连接的中心诊断子系统12。
其中，所述红外传感器10用于采集电气设备内不同部位的红外热成像数据，本实施例中，红外传感器10采集的是电气设备内配电开关、接触器、空气开关以及漏电保护器等器件所处的部位的工作温度；所述设备端监测子系统11用于将来自多个红外传感器10的红外热成像数据与电气设备的可见光图像对应融合以得到融合图像，且根据融合图像判断电气设备内各部位的检测温度是否超过其预设阈值，若超过预设阈值则进行预警，并显示融合图像；本实施例中，所述可见光图像可以是预先存储在设备端监测子系统11中的图片或电气设备内部的设计图纸，因电气设备内各部位的检测温度超过某一温度时设备可能因内部老化或故障产生异常过热现象，而在检测温度低于另一温度时设备可能因故障产生异常冻结现象，本实施例中电气设备内各部位的预设阈值均设置为0℃ -65℃，可理解地，在某些其他实施例中，电气设备内每一部位的预设阈值可根据实际情况设置为不同的数值。所述中心诊断子系统12用于接收融合图像以及红外热成像数据，并在设备端监测子系统11预警时对所接收的红外热成像数据进行综合分析以获得电气设备各部位的工作状态及故障发展趋势，并显示所述融合图像、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势。可理解地，通过电气设备内部部位的温度状态展示其工作状态，所述工作状态可用颜色指示灯表示，不同颜色的指示灯表示不同状态等级，即可用绿灯、黄灯、橙灯以及红灯分别表示该部位良好、正常、预警以及危险这些等级。
基于上述设计，本发明的电气设备状态监测及故障预警系统1可同时对一定范围内多个单一检测点进行针对性的实时监测及温度数据反馈，即通过图像融合和识别以及红外温度场诊断技术，可以图像方式直观地显示出电气设备内部部位的温度情况，能实时了解电气设备内部部件的工作温度，在被检设备温度出现异常时第一时间进行预警，从而使作业人员及时到达现场巡检确认，再通过设备端监测子系统11提供的直观图像，准确找到异常点并判断设备工作情况。
可理解地，在某些其他实施例中，所述电气设备状态监测及故障预警系统1 还包括一设于所述电气设备内部的摄像装置，所述摄像装置与设备端监测子系统11连接，用于获取电气设备的可见光图像。基于上述设计，所述可见光图像还可以由摄像装置摄取，可知，该实施例在摄像装置镜头范围内任意设置多个监控点、面、线位的红外传感器10的同时还提供温度显示。
在本实施例中，所述设备端监测子系统11包括第一存储模块115、第一通信模块111、图像融合及信息处理模块112、警报模块113以及第一显示模块114。其中，所述第一存储模块115用于存储电气设备的可见光图像；所述第一通信模块111用于接收来自多个红外传感器10的红外热成像数据，并发送融合图像及红外热成像数据至中心诊断子系统12；优选地，该第一通信模块111包括4G 模块和/或wifi模块，可理解地，在某些其他实施例中还可通过局域网等进行通信。所述图像融合及信息处理模块112用于将多个红外热成像数据与电气设备的可见光图像对应融合以得到融合图像，并根据融合图像判断电气设备内各部位的检测温度是否超过其预设阈值；具体地，本实施例中，多个红外传感器10 获得的红外热成像数据对应融合在所述电气设备的一个可见光图像相应的部位中(例如，若电气设备是大型设备时可将其内部分别为上下左右等几个区域，每个区域设置的多个红外传感器10测得的红外热成像数据对应融合在一该区域的可见光图像相应的部位中；而若电气设备是小型设备时则用一个整体的可见光图像即可)，并对所述融合图像进行智能检测和识别，即检测识别出融合图像中每个部位RGB颜色数值，根据预先设定的该RGB颜色数值与温度的色码对照表，得出每个部位的温度，从而判断各部位的检测温度是否超过其预设阈值。所述警报模块113用于在检测温度超过预设阈值时进行预警，即在任一部位或多个部位的检测温度超过预设阈值时则进行预警；优选地，该警报模块113包括HX-100B声光报警器，以向用户预警，可理解地，还可通过第一通信模块111 发送预警信息到用户的终端设备。所述第一显示模块114，包括设于电气设备外表面的显示屏，用于显示所述融合图像。基于上述设备端监测子系统11的设计，使得用户在现场可不拆解电气设备进行连续实时检测，且可定位诊断，同时可减少中心诊断子系统12的运算压力，提高系统1的诊断效率。
具体地，本实施例中，所述中心诊断子系统12包括第二通信模块121、分析预判模块122以及第二显示模块123。其中，所述第二通信模块121用于接收来自设备端监测子系统11的融合图像及红外热成像数据；优选地，该第二通信模块121包括4G模块和/或wifi模块。所述分析预判模块122用于在设备端监测子系统11预警时对所接收的红外热成像数据进行综合分析以获得电气设备各部位的工作状态及故障发展趋势；即在电气设备内部某一部位或者是多个部位的工作温度超过预设阈值时，分析预判模块122根据接收的红外热成像数据进行进一步的综合分析，以获得更准确的电气设备各部位的工作状态，以及预判故障发展趋势(例如温度过高可能将会导致器件烧毁出现火灾，或者是温度过低可能将会导致设备不能正常工作等趋势)。所述第二显示模块123用于显示所述融合图像、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势，以供用户查看。
优选地，本实施例中，所述中心诊断子系统12还包括一第二存储模块124，所述第二存储模块124用于存储融合图像、红外热成像数据、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势。基于该设计，当用户需要查看某个时刻或某个部位的工作状态等时，可从第二存储模块124中调取以进行查看。
综上所述，本发明的电气设备状态监测及故障预警系统通过图像融合和识别以及红外温度场诊断技术，以图像方式直观地显示出电气设备内部位的温度情况，能实时了解电气设备内部部件的工作温度，使得用户及时发现电气设备内部故障位置以便于检修，可知，本发明的电气设备状态监测及故障预警系统适合电务设备高密度、大规模集群的运用场合，即其可同时对一定范围内多个单一检测点进行针对性的实时监测及温度数据反馈，能直观地反应被检设备的工况，在出现问题时及时预警，给维修作业人员最直观可靠的图像数据参考依据，有效解决因设备老化、变形、灰尘等其他客观因素影响所导致的异常点模糊、异常部件无法确认的问题，及时处理故障隐患，提高了检测效率，增加了检测面积，有效降低了故障发生率和检测投入成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于，所述电气设备状态监测及故障预警系统包括：多个设置于电气设备内不同部位的红外传感器以及一设备端监测子系统，其中，
所述红外传感器用于采集电气设备内不同部位的红外热成像数据；
所述设备端监测子系统用于将来自多个红外传感器的红外热成像数据与电气设备的一可见光图像对应融合以得到融合图像，且根据融合图像判断电气设备内各部位的检测温度是否超过其预设阈值，若超过预设阈值则进行预警，并显示融合图像。
2.如权利要求1所述的电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于：所述电气设备状态监测及故障预警系统还包括一设于所述电气设备内部的摄像装置，所述摄像装置与设备端监测子系统连接，用于获取电气设备的可见光图像。
3.如权利要求1所述的电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于，所述设备端监测子系统包括：
第一存储模块，用于存储电气设备的可见光图像；
第一通信模块，用于接收来自多个红外传感器的红外热成像数据；
图像融合及信息处理模块，用于将多个红外热成像数据与电气设备的可见光图像对应融合以得到融合图像，并根据融合图像判断电气设备内各部位的检测温度是否超过其预设阈值；
警报模块，用于在检测温度超过预设阈值时进行预警；
第一显示模块，包括设于电气设备外表面的显示屏，用于显示所述融合图像。
4.如权利要求3所述的电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于：所述警报模块包括HX-100B声光报警器。
5.如权利要求3所述的电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于：所述第一通信模块包括4G模块和/或wifi模块。
6.如权利要求1所述的电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于：所述电气设备状态监测及故障预警系统还包括一与设备端监测子系统通信连接的中心诊断子系统，所述中心诊断子系统用于接收融合图像以及红外热成像数据，并在设备端监测子系统预警时对所接收的红外热成像数据进行综合分析以获得电气设备各部位的工作状态及故障发展趋势，且显示所述融合图像、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势。
7.如权利要求6所述的电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于，所述中心诊断子系统包括：
第二通信模块，用于接收来自设备端监测子系统的融合图像及红外热成像数据；
分析预判模块，用于在设备端监测子系统预警时对所接收的红外热成像数据进行综合分析以获得电气设备各部位的工作状态及故障发展趋势；
第二显示模块，用于显示所述融合图像、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势，以供用户查看。
8.如权利要求7所述的电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于：所述中心诊断子系统还包括一第二存储模块，所述第二存储模块用于存储融合图像、红外热成像数据、电气设备各部位的工作状态以及故障发展趋势。
9.如权利要求7所述的电气设备状态监测及故障预警系统，其特征在于：所述第二通信模块包括4G模块和/或wifi模块。
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