CN114295223A - 一种输电线路红外成像在线监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路红外成像在线监测系统及监测方法，其中输电线路红外成像在线监测系统包括EMS电网管理系统，EMS电网管理系统与若干个区域子站和客户端通讯连接，区域子站设置有区域主机，区域主机分别与输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置通讯连接，红外成像在线监测装置与客户端通讯连接。通过输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置实时对电气设备的进线侧运行参数以及电气设备红外成像参数监测，提高了电气设备运行监测的精准性，避免误报警，并且各项监测参数本地存储计算以及云端备份，实现了本地参数异常快速响应报警，降低了云端服务器的处理负荷。

Description

一种输电线路红外成像在线监测系统及方法

技术领域

本发明涉及电气设备巡检技术领域，特别是涉及一种输电线路红外成像在线监测系统及监测方法。

背景技术

在电力巡检作业时，便携式红外成像仪是检测电气设备运行状态是否异常的重要检测设备，并且目前在发现了电气设备有热缺陷后，由于涉及到是否立即停电抢修的决策；大多数电力公司，都会非常的小心谨慎，并派出检测人员，带上便携式热像仪，到现场加强检测，然而在现场检测时重复检测工作量大，并且需要检测人员长时间值守，而且在白天检测时光照强度较强时，电气设备容易出现升温，易造成检测数据误差较大。

发明内容

针对目前便携式热像仪在现场检测时工作量大，而且容易受环境影响检测数据误差较大的技术问题，为了解决上述问题而提供一种输电线路红外成像在线监测系统及监测方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本申请公开了一种输电线路红外成像在线监测系统，包括EMS电网管理系统，所述EMS电网管理系统与若干个区域子站和客户端通讯连接，所述区域子站设置有区域主机，所述区域主机分别与输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置通讯连接，所述红外成像在线监测装置与客户端通讯连接，所述输电线路监测端和所述电气设备监测端通过低压电力载波通信与所述区域主机通讯连接；所述输电线路监测端和所述电气设备监测端通过Modbus 通讯总线与所述红外成像在线监测装置通讯连接，所述红外成像在线监测装置分别与所述区域主机和所述客户端无线通讯连接。

本申请通过输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置实时对电气设备的进线侧运行参数以及电气设备红外成像参数监测，提高了电气设备运行监测的精准性，避免误报警，并且各项监测参数本地存储计算以及云端备份，实现了本地参数异常快速响应报警，降低了云端服务器的处理负荷。

优选地，所述输电线路监测端包括输电线路监测处理板及与所述输电线路监测处理板分别电连接的第一通讯板和第三通讯板，所述第一通讯板与所述红外成像在线监测装置通讯连接，所述第三通讯板与所述区域主机通讯连接；所述输电线路监测处理板分别与电压传感器和电流传感器电连接，所述电压传感器并联在输电线路低压出线侧，所述电流传感器串联在输电线路低压出线侧。

优选地，所述电气设备监测端包括电气设备监测处理板及与所述电气设备监测处理板分别电连接的第一通讯板和第三通讯板，所述电气设备监测处理板分别与电压传感器和电流传感器电连接，所述电压传感器并联在电气设备的进线侧，所述电流传感器串联在电气的进线侧。

优选地，所述红外成像在线监测装置包括成像模组和信号处理模组，所述成像模组与所述信号处理模组电连接，所述信号处理模组分别与所述输电线路监测端、所述电气设备监测端、所述区域主机以及所述客户端通讯连接。

优选地，所述成像模组包括透光片、光学镜头、阵列式红外探测器以及成像信号处理板，所述透光片固定在所述光学镜头的前端，所述阵列式红外探测器与所述光学镜头相配合以用于将红外光信号转换为模拟电信号，所述阵列式红外探测器与所述成像信号处理板电连接，所述成像信号处理板与所述信号处理模组电连接。

优选地，所述信号处理模组包括边缘计算处理板，所述边缘计算处理板与所述成像信号处理板电连接，所述边缘计算处理板与所述存储器电连接，所述边缘计算处理板通过第一通讯板分别与所述输电线路监测端以及所述电气设备监测端通讯连接，所述边缘计算处理板通过第二通讯板分别与所述客户端以及所述区域主机通讯连接。

优选地，所述边缘计算处理板包括数据处理单元、安全阈值比对单元以及综合分析单元，所述数据处理单元用于将接收的各项数据转换成二进制数据，所述安全阈值比对单元将所述二进制数据与预设安全阈值比对并输出比对值，所述综合分析单元用于综合分析各比对值后输出报警值。

优选地，所述红外成像在线监测装置还包括外壳，所述成像模组和信号处理模组集成在所述外壳内，所述外壳外表面覆盖有太阳能板，所述太阳能板与蓄电池电连接，所述成像模组和所述信号处理模组均与所述蓄电池电连接。

本申请还公开了一种红外成像在线监测装置的监测方法，包括以下步骤：

红外成像在线监测装置、输电线路监测端以及电气设备监测短获取的各项参数本地存储在红外成像在线装置，同时各项数据转发至EMS电网管理系统进行云端备份；

红外成像在线监测装置将电力设备红外成像参数、输电线路运行参数以及电气设备运行参数转换成二进制数据后分别与对应的预设安全阈值比对；

当某项参数出现异常，则输出对应参数比对值为1；若参数未出现异常，则输出比对值为0；

当电力设备红外成像参数比对值为1，输电线路运行参数比对值和电气设备运行参数比对值均为0时，则报警值输出为0；当电力设备红外成像参数比对值为1，输电线路运行参数比对值或电气设备运行参数对比值为1时，则报警值输出为1，并向客户端发出报警。

与现有技术相比，有益效果在于：

1、通过输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置实时对电气设备的进线侧运行参数以及电气设备红外成像参数监测，提高了电气设备运行监测的精准性，避免误报警，并且各项监测参数本地存储计算以及云端备份，实现了本地参数异常快速响应报警，降低了云端服务器的处理负荷；

2、本申请红外成像在线监测装置采用太阳能板提供所需电能，整体实现了无源无线，并且无需检测人员专门值守，实现监测数据实时上传备份以及快速报警。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的系统架构图。

图2是本发明的工作原理图。

图3是本发明中边缘计算处理板的工作原理图。

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付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。

本申请提出了一种输电线路红外成像在线监测系统，包括EMS电网管理系统，所述EMS电网管理系统与若干个区域子站和客户端通讯连接，所述区域子站设置有区域主机，所述区域主机分别与输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置通讯连接，所述红外成像在线监测装置与客户端通讯连接。

本申请通过输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置实时对电气设备的进线侧运行参数以及电气设备红外成像参数监测，提高了电气设备运行监测的精准性，避免误报警，并且各项监测参数本地存储计算以及云端备份，实现了本地参数异常快速响应报警，降低了云端服务器的处理负荷。

以下结合附图1-3，对本发明的技术方案作进一步阐释：

实施例一

如图1-图3所示，本申请公开了一种输电线路红外成像在线监测系统，包括EMS电网管理系统，EMS电网管理系统采用CC-2000平台，所述EMS电网管理系统与若干个区域子站和客户端通讯连接，所述区域子站设置有区域主机，所述区域主机分别与输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置通讯连接，所述红外成像在线监测装置与客户端通讯连接。也就是说，EMS电网管理系统实时接收各区域子站发送的各项数据，并且件各项数据运行历史曲线形成报表，在各客户端均可查看各项数据运行历史曲线，输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置监测的参数实时发送至区域子站，并且红外成像在线监测装置对输电线路监测端、电气设备监测端各项监测参数本地存储计算以及云端备份，实现了本地参数异常快速响应报警，降低了云端服务器的处理负荷。

所述输电线路监测端和所述电气设备监测端通过低压电力载波通信与所述区域主机通讯连接；所述输电线路监测端和所述电气设备监测端通过Modbus通讯总线与所述红外成像在线监测装置通讯连接，所述红外成像在线监测装置分别与所述区域主机和所述客户端无线通讯连接。也就是说，输电线路监测端和电气设备监测端获取的各项监测参数通过低压电力载波通信线路实时传输至区域主机，区域主机将各项监测参数转发至EMS电网管理系统中云端服务器备份，并且输电线路监测端和电气设备监测端获取的各项监测参数通过Modbus通讯总线传输至红外成像监测装置，实现数据的本地存储，并且红外成像在线监测装置对本地存储的各项监测实现边缘计算，进而当参数异常时，实现本地快速告警处理。

所述输电线路监测端包括输电线路监测处理板，所述输电线路监测处理板分别与第一通讯板和第三通讯板电连接，所述第一通讯板与所述红外成像在线监测装置通讯连接，所述第三通讯板与所述区域主机通讯连接；所述输电线路监测处理板分别与电压传感器和电流传感器电连接，所述电压传感器并联在输电线路低压出线侧，所述电流传感器串联在输电线路低压出线侧。也就是说，输电线路监测端通过电压传感器和电流传感器用于监测输电线路低压出线侧的运行参数，低压出线侧的运行参数通过第一通讯板和第三通讯板分别传输至红外成像在线监测装置。需要注意的是，第一通讯板包括RS232通讯模块，所述第三通讯板包括低压电力载波通信模块。

所述电气设备监测端包括电气设备监测处理板，所述电气设备监测处理板分别与第一通讯板和第三通讯板电连接，所述电气设备监测处理板分别与电压传感器和电流传感器电连接，所述电压传感器并联在电气设备的进线侧，所述电流传感器串联在电气的进线侧。也就是说，电气设备监测端通过电压传感器和电流传感器用于监测输电线路低压出线侧的运行参数，低压出线侧的运行参数通过第一通讯板和第三通讯板分别传输至红外成像在线监测装置。

所述红外成像在线监测装置包括成像模组和信号处理模组，所述成像模组与所述信号处理模组电连接，所述成像模组包括透光片、光学镜头、阵列式红外探测器以及成像信号处理板，所述透光片固定在所述光学镜头的前端，所述阵列式红外探测器与所述光学镜头相配合以用于将红外光信号转换为模拟电信号，所述阵列式红外探测器与所述成像信号处理板电连接，所述成像信号处理板与所述信号处理模组电连接。也就是说，成像模组将红外光信号转正成模拟信号后，信号处理模组将接收到的模拟信号转换成数字信号，便于后续信号传输以及可在LCD显示屏上显示。

所述信号处理模组分别与所述输电线路监测端、所述电气设备监测端、所述区域主机以及所述客户端通讯连接，所述信号处理模组包括边缘计算处理板，所述边缘计算处理板与所述成像信号处理板电连接，所述边缘计算处理板与存储器电连接，所述边缘计算处理板通过第一通讯板分别与所述输电线路监测端以及所述电气设备监测端通讯连接，所述边缘计算处理板通过第二通讯板分别与所述客户端以及所述区域主机通讯连接。也就是说，利用边缘计算处理板接收红外成像数据、输电线路运行数据以及电气设备运行数据后，将数据存储至存储器内，实现数据的本地存储，并且边缘计算处理板对各项数据处理后，当数据异常时，边缘计算处理板向客户端发送报警。

所述边缘计算处理板包括数据处理单元、安全阈值比对单元以及综合分析单元，所述数据处理单元用于将接收的各项数据转换成二进制数据，所述安全阈值比对单元将所述二进制数据与预设安全阈值比对并输出比对值，所述综合分析单元用于综合分析各比对值后输出报警值。也就是说，边缘计算处理板将接收的各项数据转换成二进制数据后与预设安全阈值比对并输出比对值，并且对各项数据比对输出的比对值综合分析后确定输出报警值。

所述红外成像在线监测装置还包括外壳，所述成像模组和信号处理模组集成在所述外壳内，所述外壳外表面覆盖有太阳能板，所述太阳能板与蓄电池电连接，所述成像模组和所述信号处理模组均与所述蓄电池电连接。也就是说，红外成像在线监测装置采用太阳能板提供所需电能，整体实现了无源无线，并且无需检测人员专门值守，实现监测数据实时上传备份以及快速报警。

实施例二

本申请还公开了一种输电线路红外成像在线监测系统的监测方法，包括以下步骤：

红外成像在线监测装置、输电线路监测端以及电气设备监测短获取的各项参数本地存储在红外成像在线装置，同时各项数据转发至EMS电网管理系统进行云端备份。也就是说，输电线路监测端和电气设备监测端实时监测输电线路运行参数以及电气设备运行参数，输电线路运行参数和电气设备运行参数通过低压电路载波通信传输至区域主机，区域主机将输电线路运行参数和电气设备运行参数转发至EMS电网管理系统；红外成像在线监测装置实时监测电力设备红外成像参数变化，红外成像参数实时转发至区域主机，区域主机将红外成像参数实时转发至EMS系统；红外成像在线监测装置将实时接收的输电线路运行参数、电气设备运行参数以及红外成像参数并存储到存储器内；

红外成像在线监测装置将电力设备红外成像参数、输电线路运行参数以及电气设备运行参数转换成二进制数据后分别与对应的预设安全阈值比对。也就是说，红外成像在线监测装置将电力设备成像参数、输电线路运行参数以及电气设备运行参数转换成二进制数据后，分别与专家系统中预设的红外成像温度安全阈值、输电线路运行安全阈值以及电气设备安全阈值比对处理，判断各项运行参数是否处于正常范围之内，以便于减少后续的报警误差源。

当某项参数出现异常，则输出对应参数比对值为1；若参数未出现异常，则输出比对值为0。也就是说，当电力设备成像参数T超出预设安全阈值时，则比对值输出为1，同理当输电线路运行参数S以及电气设备运行参数D超出对应预设安全阈值时，同样比对值输出为1；当各项参数属于正常运行范围内时，各比对值输出为0。

当电力设备红外成像参数比对值为1，输电线路运行参数比对值和电气设备运行参数比对值均为0时，则报警值输出为0；当电力设备红外成像参数比对值为1，输电线路运行参数比对值或电气设备运行参数对比值为1时，则报警值输出为1，并向客户端发出报警。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种输电线路红外成像在线监测系统，其特征在于，包括EMS电网管理系统，所述EMS电网管理系统与若干个区域子站和客户端通讯连接，所述区域子站设置有区域主机，所述区域主机分别与输电线路监测端、电气设备监测端以及红外成像在线监测装置通讯连接，所述红外成像在线监测装置与客户端通讯连接，所述输电线路监测端和所述电气设备监测端通过低压电力载波通信与所述区域主机通讯连接；所述输电线路监测端和所述电气设备监测端通过Modbus通讯总线与所述红外成像在线监测装置通讯连接，所述红外成像在线监测装置分别与所述区域主机和所述客户端无线通讯连接。

2.如权利要求1所述的输电线路红外成像在线监测系统，其特征在于，所述输电线路监测端包括输电线路监测处理板及与所述输电线路监测处理板分别电连接的第一通讯板和第三通讯板，所述第一通讯板与所述红外成像在线监测装置通讯连接，所述第三通讯板与所述区域主机通讯连接；所述输电线路监测处理板分别与电压传感器和电流传感器电连接，所述电压传感器并联在输电线路低压出线侧，所述电流传感器串联在输电线路低压出线侧。

3.如权利要求1所述的输电线路红外成像在线监测系统，其特征在于，所述电气设备监测端包括电气设备监测处理板及与所述电气设备监测处理板分别电连接的第一通讯板和第三通讯板，所述电气设备监测处理板分别与电压传感器和电流传感器电连接，所述电压传感器并联在电气设备的进线侧，所述电流传感器串联在电气的进线侧。

4.如权利要求1所述的输电线路红外成像在线监测系统，其特征在于，所述红外成像在线监测装置包括成像模组和信号处理模组，所述成像模组与所述信号处理模组电连接，所述信号处理模组分别与所述输电线路监测端、所述电气设备监测端、所述区域主机以及所述客户端通讯连接。

5.如权利要求4所述的输电线路红外成像在线监测系统，其特征在于，所述成像模组包括透光片、光学镜头、阵列式红外探测器以及成像信号处理板，所述透光片固定在所述光学镜头的前端，所述阵列式红外探测器与所述光学镜头相配合以用于将红外光信号转换为模拟电信号，所述阵列式红外探测器与所述成像信号处理板电连接，所述成像信号处理板与所述信号处理模组电连接。

6.如权利要求5所述的输电线路红外成像在线监测系统，其特征在于，所述信号处理模组包括边缘计算处理板，所述边缘计算处理板与所述成像信号处理板电连接，所述边缘计算处理板与存储器电连接，所述边缘计算处理板通过第一通讯板分别与所述输电线路监测端以及所述电气设备监测端通讯连接，所述边缘计算处理板通过第二通讯板分别与所述客户端以及所述区域主机通讯连接。

7.如权利要求6所述的输电线路红外成像在线监测系统，其特征在于，所述边缘计算处理板包括数据处理单元、安全阈值比对单元以及综合分析单元，所述数据处理单元用于将接收的各项数据转换成二进制数据，所述安全阈值比对单元将所述二进制数据与预设安全阈值比对并输出比对值，所述综合分析单元用于综合分析各比对值后输出报警值。

8.如权利要求4所述的输电线路红外成像在线监测系统，其特征在于，所述红外成像在线监测装置还包括外壳，所述成像模组和信号处理模组集成在所述外壳内，所述外壳外表面覆盖有太阳能板，所述太阳能板与蓄电池电连接，所述成像模组和所述信号处理模组均与所述蓄电池电连接。

9.如权利要求1-8任意一项所述的红外成像在线监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

红外成像在线监测装置、输电线路监测端以及电气设备监测短获取的各项参数本地存储在红外成像在线装置，同时各项数据转发至EMS电网管理系统进行云端备份；

红外成像在线监测装置将电力设备红外成像参数、输电线路运行参数以及电气设备运行参数转换成二进制数据后分别与对应的预设安全阈值比对；

当某项参数出现异常，则输出对应参数比对值为1；若参数未出现异常，则输出比对值为0；

当电力设备红外成像参数比对值为1，输电线路运行参数比对值和电气设备运行参数比对值均为0时，则报警值输出为0；当电力设备红外成像参数比对值为1，输电线路运行参数比对值或电气设备运行参数对比值为1时，则报警值输出为1，并向客户端发出报警。

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