CN112097919A - 一种电气设备的热成像在线监测方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种电气设备的热成像在线监测方法和系统，采用多个热成像摄像头采集电气设备的不同位置的热成像照片，对每个位置设置至少一个监控区域及对应的超温阈值；监测主机获取热成像照片中各个监控区域的温度数据并上传至采集服务器；采集服务器分析温度数据并与对应的超温阈值进行比较，将比较结果和温度数据上报至系统服务器；系统服务器存储温度数据并根据比较结果判断是否报警。本发明能实现全天候、多区域、智能化的在线温度监测，保证了设备的安全、稳定、可靠的运行，全面提升电气设备的检修水平，降低运维成本。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备监控技术领域，特别是指一种电气设备的热成像在线监测方法和系统。
背景技术
电力系统自其诞生之日起就始终处于不断技术革新的发展的演化过程。当前由于电力需求的不断增长，电力成本的上升；国家环保压力增大；电力相关技术与标准的不断提出，国家对电力系统安全性、稳定性和经济性的要求越来越高，传统的电力系统面临着越来越多的挑战。在全球环境状况急需改善，新能源开发不断发展的今天，为实现可持续发展和可再生能源比重不断增加及发电模式的转变，“智能电网”的深入研究成为21世纪各国发展的重要方向和必然趋势。
目前比较常用的是采用手持式热像仪定期对电力设备进行人工巡检，这种方式使得监测人员工作量大，再加上节前保电、迎峰度假等非计划测温工作，造成监测人员容易疲劳，增加了工作的不安全性，同时也降低了设备故障的检出率。另外，由于近年来电力系统发展较快，电力设备较多，而且有些变电站路途遥远，从而导致测温往往不在负荷高峰期进行，以致部分热缺陷不能及时地被发现，同样也降低了设备故障的检出率。
为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，一种配电变压器故障监控终端[申请号：201020257078.9],包括主控芯片,主控芯片的信号输入端接用于采集三相电流、电压信号的三相电流、电压输入电路,以及用于采集断路器开关位置信号的开关信号输入电路,主控芯片的信号输出端与断路器相连,主控芯片的信号输出端与主站通讯。
上述方案虽然在一定程度上提高了监控效率和监控可靠性，但是仍然存在着现有技术普遍存在的技术问题，例如自动化程度较低，操作使用不够方便，故障检出率较低等。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种全方位、多角度、智能化程度高、操作使用方便的电气设备的热成像在线监测方法和系统。
本发明采用如下技术方案：
一种电气设备的热成像在线监测方法，其特征在于，采用多个热成像摄像头采集电气设备的不同位置的热成像照片，对每个位置设置至少一个监控区域及对应的超温阈值；监测主机获取热成像照片中各个监控区域的温度数据并上传至采集服务器；采集服务器分析温度数据并与对应的超温阈值进行比较，将比较结果和温度数据上报至系统服务器；系统服务器存储温度数据并根据比较结果判断是否报警。
优选的，所述采集服务器分析温度数据得到各个监控区域的温度信息，判断温度信息是否大于超温阈值，若是，则为异常温度数据，若否，则为正常温度数据。
优选的，所述系统服务器分别保存异常温度数据和正常温度数据，并针对异常温度数据进行报警。
优选的，所述系统服务器将温度数据和报警信息结合天气信息和时间信息生成实时温度数据或月报数据或年报数据。
优选的，所述监测主机还将所述温度数据和热成像照片传送至显示端进行可视化显示。
优选的，通过监测主机、或采集服务器或系统服务器设置所述监控区域及超温阈值，并将设置参数传送至热成像摄像头。
一种电气设备的热成像在线监测系统，其特征在于，包括：
多个热成像摄像头，分别通过固定座进行固定，用于拍摄电气设备不同位置的热成像照片，每个位置设置至少一个监控区域及对应的超温阈值；
监测主机，获取各个监控区域的温度数据并上传至采集服务器；
采集服务器，用于分析温度数据并与对应的超温阈值进行比较，将比较结果和温度数据上报至系统服务器；
系统服务器，用于存储温度数据并根据比较结果判断是否报警。
优选的，所述固定座包括底板、连杆和固定板；该底板固定于所述电气设备内壁；该连杆一端与底板可转动连接，另一端与固定板可转动连接；所述热成像摄像头固定于该固定板上。
优选的，所述固定板设有安装槽，所述热成像摄像头外设有壳体，通过紧固件穿过安装槽并锁固壳体。
优选的，所述监测主机设有主板，该主板上设有处理器、WIFI模块和若干USB接口，该若干USB接口与所述若干热成像摄像头一一对应相连，该处理器与USB接口和WIFI模块相连。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的方法和系统，采用多个热成像摄像头采集电气设备的不同位置的热成像照片，对每个位置设置至少一个监控区域及对应的超温阈值，通过获取热成像照片中各个监控区域的温度数据与对应的超温阈值进行比较，根据比较结果判断是否报警，在不影响电气设备正常运行的基础上，实现全天候、多区域、智能化的在线温度监测，保证了设备的安全、稳定、可靠的运行，全面提升变压器的检修水平，降低运维成本。
2、本发明的方法和系统，可通过监测主机或采集服务器或系统服务器等，对监控区域进行个性化设置，以满足不同电气设备的需求。
3、本发明的系统，其固定座设置有底板、连杆和固定板等，通过连杆与底板和固定板可转动连接，方便将热成像摄像头固定于固定板上，还可根据实际需求调整热成像摄像头拍摄位置，操作方便。
4、本发明的系统，可包括四个热成像装置，分别安装于变压器箱体内的顶部和/或底部，更为全面监控变压器不同区域，更为安全可靠。
5、本发明的系统，在固定板上设置安装槽，热成像摄像头外设有壳体，通过紧固件穿过安装槽和壳体来锁固热成像摄像头，该还可调节热成像摄像头在安装槽上的锁定位置，拆装角度、安装更为灵活。
6、本发明的系统，其监测主机的主板设有处理器、WIFI模块和若干USB接口等，通过若干USB接口连接热成像摄像头，检测的温度数据和热成像照片等可通过WIFI模块发送至监控端，实现远程采集、远程监控。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为四个热成像摄像头拍摄的热成像照片；
图3为单个热成像摄像头的监控区域和超温阈值设置示意图；
图4为月报数据图；
图5为热成像摄像头安装示意图；
图6为固定座结构图；
图7为热成像摄像头固定结构图；
图8为热成像摄像头和监测主机连接图；
图9为监测主机模块图；
其中:10、监测主机，11、主板，12、处理器，13、WIFI模块，14、USB接口，15、以太网接口，16、PoE接口，17、HDMI接口，18、电源接口，19、DSI显示器接口，20、热成像摄像头，30、固定座，31、底板，32、连杆，33、固定板，34、安装槽，40、电气设备。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
参见图1至图4，一种电气设备的热成像在线监测方法，用于监测电气设备的温度变化。通过设置多个热成像摄像头采集电气设备的不同位置的热成像照片，热成像照片内包括有全局的温度数据及坐标等信息。热成像摄像头的数量为至少两个，优选为四个。可根据热成像照片对每个位置设置至少一个监控区域及对应的超温阈值，并将设置的参数即监控区域的坐标传送至对应的热成像摄像头，热成像摄像头即可可响应监控区域对应坐标的温度数据。
监测主机通过SDK调用热成像摄像头，获取全局或各个监控区域的温度数据上传至采集服务器。具体的，可设置与监测主机相连的显示端对获得的实时温度数据及坐标进行渲染和可视化，参见图2。对于单个热成像摄像头，可在显示端框选一个以上的监控区域，并设置对应的超温阈值，则监测主机将区域坐标传送至对应的热成像摄像头，参见图3，方框位置即为监控区域，图中设有3个监控区域。
进一步的，监控区域的数量、大小和位置可根据电气设备的不同进行选择，可框选特别容易发生过热情况的部位或者重要部位等。各个监控区域的超温阈值可相同或不同，根据需要设定，不做限定。
采集服务器与监测主机之间通过TCP传输数据。采集服务器分析温度数据并与对应的超温阈值进行比较，将比较结果和温度数据上报至系统服务器。
具体的，采集服务器分析温度数据得到各个监控区域的温度信息，包括最高温度、最低温度及相应坐标，对各个监控区域，判断其温度信息是否大于对应的超温阈值，若是，则为异常温度数据，该监控区域异常，若否，则为正常温度数据，该监控区域正常。
系统服务器分别保存异常温度数据和正常温度数据，并针对异常温度数据进行报警。具体的，系统服务器设置有正常数据处理业务和异常数据处理业务。正常数据处理业务是进行Redis保存和正常数据保存。异常数据处理业务是进行异常数据保存，及启动报警。报警包括有采集服务器报警、系统服务器报警、手机短信报警和微信公众号报警等。
另外，也可通过采集服务器或系统服务器设置每个热成像摄像头的监控区域及其超温阈值。具体的，可设置与采集服务器或系统服务器相连的显示端对获得的实时温度数据及坐标进行渲染和可视化。对于单个热成像摄像头，可在显示端框选一个以上的监控区域，并设置对应的超温阈值，则采集服务器或系统服务器将区域坐标传送至对应的热成像摄像头。
进一步的，系统服务器还可将温度数据和报警信息结合天气信息和时间信息等生成实时温度数据或月报数据或年报数据，并推送至显示端，参见图4；还可形成实时的温度曲线。
在实际应用中，用户通过预先注册的账号和密码，登入系统服务器，查看实时及历史温度数据，及设置监控区域和超温阈值等。
基于此，本发明还提出一种电气设备的热成像在线监测系统，参见图5至图9，包括：多个热成像摄像头20、监测主机10、采集服务器和系统服务器等。
多个热成像摄像头分别通过固定座30进行固定，用于拍摄电气设备不同位置的热成像照片，每个位置可设置至少一个监控区域及对应的超温阈值。该热成像摄像头20可采用市场上的产品，例如型号为SRB500的热成像摄像头，但不限于此。
具体的，固定座30包括底板31、连杆32和固定板33等。底板31上可开设安装孔，通过螺钉锁固于电气设备40内壁。该连杆32一端与底板31可转动连接，另一端与固定板33可转动连接，连杆32可以是一个或两个，优选为两个，分别位于底板31一端两侧。连杆32与底板31和固定板33的连接处具有一定摩擦力，以支撑并定位热成像摄像头20的位置。
固定板33设有安装槽34，热成像摄像头20外设有壳体，壳体上开设小孔。通过紧固件穿过安装槽34，插入小孔以锁固壳体。该安装槽34设置成一字孔或十字孔或弧形孔等，以便于调整热成像摄像头20的位置，优选为一字孔。
连杆32一端可相对底板31旋转，固定板33可相对连杆32另一端旋转，采用这种结构，方便调整热成像摄像头20的高度和角度等。
进一步的，热成像装置的数量为至少两个，可以是三个、四个甚至更多，优选为四个热成像装置，分别安装于电气设备40内的顶部和/或底部，用于全方面监控配电气设备40，优选的，位于电气设备40底部四个角落处。
监测主机10用于获取各个监控区域的温度数据并上传至采集服务器。具体的，监测主机10设有主板11，该主板11上设有处理器12、WIFI模块13和若干USB接口14等。其中，热成像摄像头20设有USB接口14，用于输出数据即热成像照片，该若干USB接口14与若干热成像摄像头20一一对应相连，用于接收热成像照片。该USB接口14可采用USB2.0。
该处理器12与USB接口14和WIFI模块13相连，该处理器12用于读取热成像照片中的温度信息，包括最高温和最低温等，可通过WIFI模块13发送这些温度信息至采集服务器。该WIFI模块13可支持2.4G、5G等，该处理器12可采用市场上的处理器，例如型号为MY002，但不限于此。另外，在处理器12中也可结合预设的温度阈值或范围，判断温度信息是否异常，且在异常时发送报警信息。
监测主机10还可设置有以太网接口15、音频输出接口、HDMI接口17、电源接口18、电源模块、DSI显示器接口19、PoE接口16、LED指示灯11a等。以太网接口15用于接入以太网，即监测主机10还可通过以太网接口15与采集服务器连接通信。音频输出接口可输出音频信息，HDMI接口17作为高清多媒体输出接口，电源接口18和电源模块相连用于外接电源。DSI显示器接口19可连接显示器。
采集服务器用于分析温度数据并与对应的超温阈值进行比较，将比较结果和温度数据上报至系统服务器。系统服务器用于存储温度数据并根据比较结果判断是否报警。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (10)
1.一种电气设备的热成像在线监测方法，其特征在于，采用多个热成像摄像头采集电气设备的不同位置的热成像照片，对每个位置设置至少一个监控区域及对应的超温阈值；监测主机获取热成像照片中各个监控区域的温度数据并上传至采集服务器；采集服务器分析温度数据并与对应的超温阈值进行比较，将比较结果和温度数据上报至系统服务器；系统服务器存储温度数据并根据比较结果判断是否报警。
2.如权利要求1所述的一种电气设备的热成像在线监测方法，其特征在于，所述采集服务器分析温度数据得到各个监控区域的温度信息，判断温度信息是否大于超温阈值，若是，则为异常温度数据，若否，则为正常温度数据。
3.如权利要求2所述的一种电气设备的热成像在线监测方法，其特征在于，所述系统服务器分别保存异常温度数据和正常温度数据，并针对异常温度数据进行报警。
4.如权利要求1所述的一种电气设备的热成像在线监测方法，其特征在于：所述系统服务器将温度数据和报警信息结合天气信息和时间信息生成实时温度数据或月报数据或年报数据。
5.如权利要求1所述的一种电气设备的热成像在线监测方法，其特征在于：所述监测主机还将所述温度数据和热成像照片传送至显示端进行可视化显示。
6.如权利要求1所述的一种电气设备的热成像在线监测方法，其特征在于：通过监测主机、或采集服务器或系统服务器设置所述监控区域及超温阈值，并将设置参数传送至热成像摄像头。
7.一种电气设备的热成像在线监测系统，其特征在于，包括：
多个热成像摄像头，分别通过固定座进行固定，用于拍摄电气设备不同位置的热成像照片，每个位置设置至少一个监控区域及对应的超温阈值；
监测主机，获取各个监控区域的温度数据并上传至采集服务器；
采集服务器，用于分析温度数据并与对应的超温阈值进行比较，将比较结果和温度数据上报至系统服务器；
系统服务器，用于存储温度数据并根据比较结果判断是否报警。
8.如权利要求7所述的一种电气设备的热成像在线监测系统，其特征在于，所述固定座包括底板、连杆和固定板；该底板固定于所述电气设备内壁；该连杆一端与底板可转动连接，另一端与固定板可转动连接；所述热成像摄像头固定于该固定板上。
9.如权利要求7所述的一种电气设备的热成像在线监测系统，其特征在于：所述固定板设有安装槽，所述热成像摄像头外设有壳体，通过紧固件穿过安装槽并锁固壳体。
10.如权利要求7所述的一种电气设备的热成像在线监测系统，其特征在于：所述监测主机设有主板，该主板上设有处理器、WIFI模块和若干USB接口，该若干USB接口与所述若干热成像摄像头一一对应相连，该处理器与USB接口和WIFI模块相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201218 |