CN113960112A - 一种电力设备缺陷判别方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力设备缺陷判别方法，包括如下步骤：获取待检电力设备的表面最高温度变化曲线、表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线；根据表面最高温度变化曲线、环境温度变化曲线和表面最低温度变化曲线，计算得到第二温差变化曲线；分别将第一温差变化曲线与第二温差变化曲线展开成傅立叶级数，得到第一数列和第二数列；计算第一数列和第二数列的相关系数；根据相关系数，判断待检电力设备状态。

Description

一种电力设备缺陷判别方法、系统

技术领域

本发明涉及一种电力设备缺陷判别方法、系统，属于电力设备检测领域。

背景技术

随着电网规模的不断发展，各种电力设备故障也不断增加，需要按期对变电站电力设备进行巡视检查，及时发现并清除电力设备的安全隐患。目前，变电站通过配置巡检机器人来配合运维人员进行日常巡视，检测电力设备状态，确保变电站安全稳定无故障运行。巡检机器人通过红外摄像仪采集并发送电力设备红外图像至服务器，服务器根据电力设备红外图像诊断电力设备缺陷情况。但其生成的诊断结果中存在大量误诊断，需要人工进一步审核，反而增加了运维人员的负担。

公开号为CN108731816A专利《一种基于红外检测的电力设备缺陷分析方法》公开了：在红外热成像仪器中设置一选取框，并采用红外热成像仪器对目标电力设备进行红外热成像检测，采集红外热像图谱；根据选取框中截取的红外热像图谱、以及目标电力设备的电力设备类型等对目标电力设备进行分段，获得若干个电力设备段；获取每个电力设备段中每个横坐标的最高温度；根据所有的最高温度值获取该目标电力设备的温差特征曲线；根据预设的判定标准以及所述温差特征曲线，分别对每个电力设备段进行相间横向比较，以判定目标电力设备是否存在缺陷。该方案缺点在于：电力设备外表的最高温度受该电力设备运行工况影响，在实际工作现场，每台电力设备的运行工况不尽相同，仅凭每台电力设备的表面最高温度建立温差特征曲线以判定目标电力设备是否存在缺陷显然是不够严谨的。

公开号为CN112162011A的专利《一种复合绝缘子缺陷检测方法、电力设备及存储介质》，所述方法包括：获取热波成像所得到的不同时刻下复合绝缘子表面的温度分布数据；根据所述温度分布数据检测所述复合绝缘子是否存在缺陷，能够快速精准地对复合绝缘子的缺陷进行检测。该方案主要根据复合绝缘子表面的某一位置的温度分布数据与其他位置的温度分布数据是否存在温度差异，来判定复合绝缘子缺陷，缺点在于：该方案是根据不同时刻下复合绝缘子表面的温度分布数据对复合绝缘子进行检测是否存在缺陷，但是复合绝缘子是非线性材料，复合绝缘子表面温度在实际运行中受环境因素影响是呈现非线性变化的，仅考虑复合绝缘子表面温度显然是不合理的。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种电力设备缺陷判别方法，利用相关系数判断第一温差变化曲线与第二温差变化曲线的变化趋势是否相同，从而诊断电力设备是否存在缺陷及缺陷等级，诊断结果正确率高。

本发明的技术方案如下：

技术方案一：

一种电力设备缺陷判别方法，包括如下步骤：

在某一连续时间段内对待检电力设备进行红外测温，得到表面最高温度变化曲线、表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线；

根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第一温差变化曲线；根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第二温差变化曲线；

分别将第一温差变化曲线与第二温差变化曲线展开成傅立叶级数，得到第一数列和第二数列；计算第一数列和第二数列的相关系数；

预设第一阈值、第二阈值和第三阈值；若相关系数大于第一阈值，则认为待检电力设备状态正常；若相关系数大于第二阈值且小于等于第一阈值，则认为待检电力设备状态为一般缺陷；若相关系数大于第三阈值且小于等于第二阈值，则认为待检电力设备状态为严重缺陷；若相关系数小于等于第三阈值，则认为待检电力设备状态为危机缺陷。

技术方案二：

一种电力设备缺陷判别系统，包括测温器和服务器；

所述测温器用于在某一连续时间段内对待检电力设备进行红外测温，得到测温数据，并将测温数据经5G基站、承接网发送至服务器；

所述服务器用于根据测温数据，得到表面最高温度变化曲线、表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线；根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第一温差变化曲线；根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第二温差变化曲线；分别将第一温差变化曲线与第二温差变化曲线展开成傅立叶级数，得到第一数列和第二数列；

服务器内预设有第一阈值、第二阈值和第三阈值；服务器还用于计算第一数列和第二数列的相关系数，若相关系数大于第一阈值，则认为待检电力设备状态正常；若相关系数大于第二阈值且小于等于第一阈值，则认为待检电力设备状态为一般缺陷；若相关系数大于第三阈值且小于等于第二阈值，则认为待检电力设备状态为严重缺陷；若相关系数小于等于第三阈值，则认为待检电力设备状态为危机缺陷。

本发明具有如下有益效果：

本发明考虑到电力设备温度除受电力设备工况影响外，还受环境温度影响。故分别在表面最高温度连续变化曲线、表面最低温度连续变化曲线中减去环境温度，使第一温差变化曲线与第二温差变化曲线能准确反映电力设备实际工况，极大减少了电力设备受环境影响而产生的温度误差。

本发明进一步利用相关系数判断第一温差变化曲线与第二温差变化曲线的变化趋势是否相同，若变化趋势相同(即相关系数大于第一阈值)，则说明电力设备不存在缺陷；若变化趋势背离(即相关系数小于等于第一阈值)，则说明电力设备表面最高温度处可能存在异常发热情况，电力设备存在缺陷。

本发明还设置并利用第二阈值和第三阈值，进一步判断待检电力设备的缺陷等级。

综上，本发明所述电力缺陷判别方法能准确地诊断电力设备是否存在缺陷及缺陷等级；且该方法通用性强，适用于多种电力设备。

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

实施例一

参见图1，一种电力设备缺陷判别方法，包括如下步骤：

对于待检电力设备进行红外测温，得到待检电力设备的表面最高温度T_max在连续时间段[L₁,L₂]上t时刻的连续变化曲线T_max(t)，表面最低温度T_min在连续时间段[L₁,L₂]上t时刻的连续变化曲线T_min(t)，环境温度T在连续时间段[L₁,L₂]上t时刻的连续变化曲线T(t)。

根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第一温差变化曲线f(t)；根据表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第二温差变化曲线g(t)：

f(t)＝T_max(t)-T(t)，g(t)＝T_min(t)-T(t)

在连续时间段[L₁,L₂]上取n个点，分别为L₁＝t₁＜t₂＜…＜t_n-1＜t_n＝L₂将第一温差变化曲线f(t)展开成傅立叶级数：

其中，

将第二温差变化曲线g(t)展开成傅立叶级数：

其中，

得到分别用于表示第一温差变化曲线f(t)、第二温差变化曲线g(t)的数列X_N、数列Y_N：

X_N＝{x_N}＝{a₁₀,a₁₁,a₁₂,…,a_1n-2,a_1n-1,a_1n,b₁₀,b₁₁,b₁₂,…,b_1n-2,b_1n-1,b_1n},N∈[0,2n+2]

Y_N＝{y_N}＝{a₂₀,a₂₁,a₂₂,…,a_2n-2,a_2n-1,a_2n,b₂₀,b₂₁,b₂₂,…,b_2n-2,b_2n-1,b_2n},N∈[0,2n+2]

计算数列(X_N,Y_N)的相关系数ρ(X_N,Y_N)，以公式表达为：

其中，

分别为数组x_N,y_N的平均值,当0.8<ρ≤1时，说明待检测电力设备状态正常；当0.7<ρ≤0.8时，说明待检测电力设备状态为一般缺陷；当0.5<ρ≤0.7时，说明待检测电力设备状态为严重缺陷；当ρ≤0.5时，说明待检测电力设备状态为危机缺陷。

实施例二

一种电力缺陷判别电力设备，其特征在于，包括服务器和巡检机器人；

所述巡检机器人内设有测温器和通信模块；

测温器在某一连续时间段内对待检电力设备进行红外测温，得到测温数据；通信模块与服务器通信连接，将测温数据经过5G基站、承接网发送至服务器；

服务器根据测温数据，得到表面最高温度变化曲线、表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线；根据所述表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第一温差变化曲线；根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第二温差变化曲线；

服务器内预设有第一阈值、第二阈值和第三阈值；计算第一温差变化曲线与第二温差变化曲线的相关系数；若相关系数大于第一阈值，则认为待检电力设备状态正常；若相关系数大于第二阈值且小于等于第一阈值，则认为待检电力设备状态为一般缺陷；若相关系数大于第三阈值且小于等于第二阈值，则认为待检电力设备状态为严重缺陷；若相关系数小于等于第三阈值，则认为待检电力设备状态为危机缺陷。

服务器将所得到的待检电力设备状态显示在交互界面上。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种电力设备缺陷判别方法，其特征在于，包括如下步骤：

在某一连续时间段内对待检电力设备进行红外测温，得到表面最高温度变化曲线、表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线；

根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第一温差变化曲线；根据表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第二温差变化曲线；

分别将第一温差变化曲线与第二温差变化曲线展开成傅立叶级数，得到第一数列和第二数列；计算第一数列和第二数列的相关系数；

预设第一阈值、第二阈值和第三阈值；若相关系数大于第一阈值，则认为待检电力设备状态正常；若相关系数大于第二阈值且小于等于第一阈值，则认为待检电力设备状态为一般缺陷；若相关系数大于第三阈值且小于等于第二阈值，则认为待检电力设备状态为严重缺陷；若相关系数小于等于第三阈值，则认为待检电力设备状态为危机缺陷。

2.一种电力设备缺陷判别系统，其特征在于，包括测温器和服务器；

所述测温器用于在某一连续时间段内对待检电力设备进行红外测温，得到测温数据，并将测温数据经5G基站、承接网发送至服务器；

所述服务器用于根据测温数据，得到表面最高温度变化曲线、表面最低温度变化曲线和环境温度变化曲线；根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第一温差变化曲线；根据表面最高温度变化曲线和环境温度变化曲线，计算得到第二温差变化曲线；分别将第一温差变化曲线与第二温差变化曲线展开成傅立叶级数，得到第一数列和第二数列；

服务器内预设有第一阈值、第二阈值和第三阈值；服务器还用于计算第一数列和第二数列的相关系数，若相关系数大于第一阈值，则认为待检电力设备状态正常；若相关系数大于第二阈值且小于等于第一阈值，则认为待检电力设备状态为一般缺陷；若相关系数大于第三阈值且小于等于第二阈值，则认为待检电力设备状态为严重缺陷；若相关系数小于等于第三阈值，则认为待检电力设备状态为危机缺陷。

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