CN115077722B - 一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统及方法 - Google Patents

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CN115077722B CN202211006906.5A CN202211006906A CN115077722B CN 115077722 B CN115077722 B CN 115077722B CN 202211006906 A CN202211006906 A CN 202211006906A CN 115077722 B CN115077722 B CN 115077722B
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Abstract

本发明公开了一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统及方法，涉及数据监测技术领域，包括采集检测模块；采集检测模块用于对高压柜内部的各项信息数据进行采集和检测；数据处理模块用于对采集检测模块采集的信息数据进行预处理；数据分析模块用于对数据处理模块预处理后的数据进行分析；警告显示模块用于对数据分析模块分析后的结果进行显示和报警；本发明通过红外热成像仪对高压柜内部进行信息数据的采集，并通过数据处理模块和数据分析模块对采集的信息数据进行分析，判断高压柜内部的温度异常位置，可以更加精准的对高压柜内部的任意位置进行温度的监测，与传统的温度传感器进行温度的监测相比，监测范围更广，监测结果更加的精准。

Description

一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统及方法
技术领域
本发明涉及数据监测技术领域，具体是一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统及方法。
背景技术
高压柜是一种电设备，一般使用场景为供电局、变电所等，是一种把开关断路器之类的保护器件组装为一体的电气设备；
高压柜在使用时，需要对其内部的局部放电监测和温度监测，保证高压柜的正常运行，避免意外事故的发生；
但是，现有技术中在进行高压柜的监测时，通常采用的方式是利用温度传感器对高压柜内部的温度进行实时的监控，但是，使用温度传感器进行监控存在以下问题：
1、无法准确的对高压柜内部的某一个点进行温度监测，使得监测的结果不够精准；
2、需要安装若干个温度传感器对高压柜内部不同位置的温度进行实时监测，会导致成本投入增大；
所以，人们急需一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统及方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统及方法，以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统，该综合监测系统包括采集检测模块、数据处理模块、数据分析模块、警告显示模块和数据库；
所述采集检测模块用于对高压柜内部的各项信息数据进行采集和检测；所述数据处理模块用于对采集检测模块采集的信息数据进行预处理；所述数据分析模块用于对数据处理模块预处理后的数据进行分析；所述警告显示模块用于对数据分析模块分析后的结果进行显示和报警；所述数据库用于对数据处理模块预处理后的数据进行存储和记录；
所述采集检测模块的输出端连接数据处理模块和警告显示模块的输入端，所述数据处理模块的输出端连接数据库，所述数据分析模块从数据库中进行预处理数据的调取，所述数据分析模块的输出端连接警告显示模块的输入端。
根据上述技术方案，所述采集检测模块包括局放检测单元和红外热成像仪；
所述局放检测单元用于对高压柜内部的局部放电进行检测，使得可以对高压柜内部的局部放电情况进行检测，实现对高压柜的实时监测，保证高压柜的正常使用和运行；所述红外热成像仪用于对高压柜的内部进行红外热成像，得到高压柜内部的热成像图片，使得可以通过红外热成像的方式对高压柜内部的温度进行实时监测，减少对温度传感器数量的安装，同时，实现对高压柜内部任意位置的温度监测；
所述局放检测单元的输出端连接警告显示模块的输入端，所述红外热成像仪的输出端连接数据处理模块的输入端。
根据上述技术方案，所述数据处理模块包括轮廓提取单元和图像处理单元；
所述轮廓提取单元用于对热成像图片进行轮廓的提取，得到热成像轮廓图；所述图像处理单元用于对提取轮廓之后的热成像轮廓图进行数字化的处理，包括但不限于坐标系的建立、坐标值的赋予和向量的生成，使得可以实现对红外热成像图片的数字化处理，使得对于温度监测数据的分析更加的精准；
所述红外热成像仪的输出端连接轮廓提取单元的输入端，所述轮廓提取单元的输出端连接图像处理单元的输入端，所述图像处理单元的输出端连接数据库的输入端。
根据上述技术方案，所述数据分析模块包括图像叠加单元和比对分析单元；
所述图像叠加单元用于对两个相邻时间点获取并处理的热成像轮廓图进行相互的叠加，通过叠加的方式来对温度变化情况进行判断，可以更加的精准的判断温度的变化情况，以便于及时的做出判断和评估；所述比对分析单元用于对叠加之后的热成像轮廓图进行比对和分析，判断高压柜内部的温度变化情况，最终实现对高压柜内部温度的精准监测，同时，无需使用多个温度传感器即可实现对任意位置的温度监测；
所述图像叠加单元从数据库中进行热成像轮廓图的提取，所述图像叠加单元的输出端连接比对分析单元的输入端。
根据上述技术方案，所述警告显示模块包括数据显示单元和异常报警单元；
所述数据显示单元用于对局放检测单元所检测的局部放电数据和比对分析单元的分析数据进行显示；所述异常报警单元用于对局放检测单元所检测的局部放电异常数据和比对分析单元的分析异常数据进行报警；
所述比对分析单元和局放检测单元的输出端连接数据显示单元和异常报警单元的输入端。
一种应用于高压柜的局放和温度综合监测方法，该综合监测方法包括以下步骤：
S1、利用采集检测模块对高压柜内部的局部放电和红外热成像图片进行检测和采集；
S2、利用轮廓提取单元对红外热成像图片进行轮廓的提取，得到热成像轮廓图；
S3、利用图像处理单元对热成像轮廓图进行数字化处理，得到数字化轮廓图；
S4、利用图像叠加单元对数字化轮廓图进行叠加，并利用比对分析单元对叠加后的数字化轮廓图进行分析；
S5、利用警告显示模块对局部放电数据和比对分析数据进行显示和异常报警。
根据上述技术方案，在S1中，利用局放检测单元对高压柜内部的局部放电情况进行检测，采用脉冲电流法进行检测，利用红外热成像仪对高压柜内部的温度情况进行信息数据的采集，得到红外热成像图片；
在S2中，利用轮廓提取单元对红外热成像图片进行轮廓的提取，利用Canny算法来对红外热成像图片进行边缘检测，具体包括以下步骤：
S201、应用高斯滤波对红外热成像图片进行平滑处理；
S202、寻找红外热成像图片的强度梯度，由Sobel算子实现；
S203、应用非最大抑制技术来消除边误检，保留每个像素点上梯度强度的极大值，删除其他值；
S204、应用双阈值的方法来决定潜在的边界，设置最大阈值和最小阈值，像素点高于最大阈值判定为强边界点，像素点低于最小阈值判定为非边界点，像素点位于两者之间的判定为弱边界点；
S205、利用滞后技术来跟踪边界，将与强边界相连的弱边界认定为边界，其他的弱边界删除；
S206、得到热成像轮廓图。
根据上述技术方案，在S3中，利用图像处理单元在热成像轮廓图上建立平面直角坐标系，所述平面直角坐标系以热成像轮廓图的左下顶角为原点，并利用图像处理单元赋予热成像轮廓图上的每一个点以坐标值
Figure 655399DEST_PATH_IMAGE001
，目的是为了实现热成像轮廓图的数字化，使得后期方便对高压柜内部的温度信息数据进行更加精准的分析，其中，每一条连续的轮廓线组成一个子集
Figure 410997DEST_PATH_IMAGE002
，其中，n表示该条连续的轮廓线上有n个坐标点，k表示第k条轮廓线，每一张热成像轮廓图上的若干条连续轮廓线的子集组成集合
Figure 176827DEST_PATH_IMAGE003
，其中m表示该张热成像轮廓图上有m条连续的轮廓线，j表示第j张热成像轮廓图，得到数字化轮廓图。
通过上述技术方案，对每一张热成像轮廓图进行数字化处理，并按照统一的标准对每一张热成像轮廓图上的轮廓线进行定位和分析，方便后期进行精准的分析和计算。
根据上述技术方案，在S4中，利用图像叠加单元对第j张热成像轮廓图和第j+1张热成像轮廓图以平面直角坐标系的原点为重合点进行相互的叠加，叠加之后的两张热成像轮廓图中的轮廓线上的坐标点组成集合
Figure 941652DEST_PATH_IMAGE004
，其中，t≥0；
此处对两张经过数字化处理后的数字化轮廓图进行相互叠加，并对叠加之后的轮廓线进行叠加，目的是为了方便后期进行轮廓线变化的比较，使得可以精准的判断出高压柜内部的温度变化是否发生了异常；
利用比对分析单元建立分析模型
Figure 617484DEST_PATH_IMAGE005
，其中，a＞0，b＞0；
分别将集合
Figure 58830DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 62689DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 755838DEST_PATH_IMAGE008
中每一条轮廓线上的若干个坐标点分别代入分析模型，分别求解集合
Figure 410811DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 164003DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 655158DEST_PATH_IMAGE008
中的轮廓线与分析模型
Figure 151999DEST_PATH_IMAGE005
之间的交点数量，具体步骤如下：
S401、分别将集合
Figure 927057DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 460937DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 829602DEST_PATH_IMAGE008
中的每一条轮廓线上的坐标点代入分析模型，得到若干个
Figure 989188DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 494118DEST_PATH_IMAGE010
；
S402、当得到
Figure 464480DEST_PATH_IMAGE011
，则判定坐标点
Figure 54861DEST_PATH_IMAGE012
为轮廓线与分析模型之间的交点；
最终得到
Figure 752558DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 987362DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 518837DEST_PATH_IMAGE015
，其中
Figure 455569DEST_PATH_IMAGE013
表示集合
Figure 566745DEST_PATH_IMAGE006
中的轮廓线与分析模型之间的交点数量，
Figure 933353DEST_PATH_IMAGE014
表示集合
Figure 370150DEST_PATH_IMAGE007
与分析模型之间的交点数量，
Figure 794178DEST_PATH_IMAGE015
表示集合
Figure 849990DEST_PATH_IMAGE008
与分析模型之间的交点数量；
当
Figure 449599DEST_PATH_IMAGE016
且
Figure 916352DEST_PATH_IMAGE017
时，表明高压柜内的某一位置的温度变化出现了异常，所述比对分析单元将分析结果发送至警告显示模块；
当
Figure 703043DEST_PATH_IMAGE018
时，表明高压柜内部的温度变化未出现异常；
通过上述方案对热成像轮廓图进行分析，通过对每一张热成像轮廓图上的轮廓线与分析模型之间的交点数量变化来进行高压柜内部温度变化的监测，使得可以在高压柜内部某一位置的温度变化出现异常时，及时的作出判断结果，使得可以更加的精准的定位高压柜内部温度变化异常的位置；
在高压柜开始使用的T时间内，不进行温度变化的监测，目的是为了防止在高压柜使用初期，温度变化明显导致出现误报警。
根据上述技术方案，在S5中，利用数据显示单元对局放检测单元的检测数据和比对分析单元的分析数据进行显示，当局放检测单元的检测数据和比对分析单元的分析数据出现异常时，通过异常报警单元进行报警提醒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过红外热成像仪对高压柜内部进行信息数据的采集，并通过数据处理模块和数据分析模块对采集的信息数据进行分析，判断高压柜内部的温度异常位置，可以更加精准的对高压柜内部的任意位置进行温度的监测，与传统的温度传感器进行温度的监测相比，监测范围更广，监测结果更加的精准，同时，可以有效的降低温度监测的成本，实现对温度异常位置的精准确认。
2、能够实现对高压柜内部任意位置的温度变化的精准分析，实现对温度的精准监控，同时，设置有局放检测单元，可以对高压柜内部的局部放电进行检测，使得高压柜的使用更加的安全可靠。
附图说明
图1为本发明一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统及方法的模块组成和连接结构示意图；
图2为本发明一种应用于高压柜的局放和温度综合监测方法的步骤流程示意图；
图3为本发明一种应用于高压柜的局放和温度综合监测方法的脉冲电流法测量电路。
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。
如图1所示，本发明提供以下技术方案，一种应用于高压柜的局放和温度综合监测系统，该综合监测系统包括采集检测模块、数据处理模块、数据分析模块、警告显示模块和数据库；
所述采集检测模块用于对高压柜内部的各项信息数据进行采集和检测；所述数据处理模块用于对采集检测模块采集的信息数据进行预处理；所述数据分析模块用于对数据处理模块预处理后的数据进行分析；所述警告显示模块用于对数据分析模块分析后的结果进行显示和报警；所述数据库用于对数据处理模块预处理后的数据进行存储和记录；
所述采集检测模块的输出端连接数据处理模块和警告显示模块的输入端，所述数据处理模块的输出端连接数据库，所述数据分析模块从数据库中进行预处理数据的调取，所述数据分析模块的输出端连接警告显示模块的输入端。
所述采集检测模块包括局放检测单元和红外热成像仪；
所述局放检测单元用于对高压柜内部的局部放电进行检测，使得可以对高压柜内部的局部放电情况进行检测，实现对高压柜的实时监测，保证高压柜的正常使用和运行；所述红外热成像仪用于对高压柜的内部进行红外热成像，得到高压柜内部的热成像图片，使得可以通过红外热成像的方式对高压柜内部的温度进行实时监测，减少对温度传感器数量的安装，同时，实现对高压柜内部任意位置的温度监测；
所述局放检测单元的输出端连接警告显示模块的输入端，所述红外热成像仪的输出端连接数据处理模块的输入端。
所述数据处理模块包括轮廓提取单元和图像处理单元；
所述轮廓提取单元用于对热成像图片进行轮廓的提取，得到热成像轮廓图；所述图像处理单元用于对提取轮廓之后的热成像轮廓图进行数字化的处理，包括但不限于坐标系的建立、坐标值的赋予和向量的生成，使得可以实现对红外热成像图片的数字化处理，使得对于温度监测数据的分析更加的精准；
所述红外热成像仪的输出端连接轮廓提取单元的输入端，所述轮廓提取单元的输出端连接图像处理单元的输入端，所述图像处理单元的输出端连接数据库的输入端。
所述数据分析模块包括图像叠加单元和比对分析单元；
所述图像叠加单元用于对两个相邻时间点获取并处理的热成像轮廓图进行相互的叠加，通过叠加的方式来对温度变化情况进行判断，可以更加的精准的判断温度的变化情况，以便于及时的做出判断和评估；所述比对分析单元用于对叠加之后的热成像轮廓图进行比对和分析，判断高压柜内部的温度变化情况，最终实现对高压柜内部温度的精准监测，同时，无需使用多个温度传感器即可实现对任意位置的温度监测；
所述图像叠加单元从数据库中进行热成像轮廓图的提取，所述图像叠加单元的输出端连接比对分析单元的输入端。
所述警告显示模块包括数据显示单元和异常报警单元；
所述数据显示单元用于对局放检测单元所检测的局部放电数据和比对分析单元的分析数据进行显示；所述异常报警单元用于对局放检测单元所检测的局部放电异常数据和比对分析单元的分析异常数据进行报警；
所述比对分析单元和局放检测单元的输出端连接数据显示单元和异常报警单元的输入端。
如图2所示，一种应用于高压柜的局放和温度综合监测方法，该综合监测方法包括以下步骤：
S1、利用采集检测模块对高压柜内部的局部放电和红外热成像图片进行检测和采集；
S2、利用轮廓提取单元对红外热成像图片进行轮廓的提取，得到热成像轮廓图；
S3、利用图像处理单元对热成像轮廓图进行数字化处理，得到数字化轮廓图；
S4、利用图像叠加单元对数字化轮廓图进行叠加，并利用比对分析单元对叠加后的数字化轮廓图进行分析；
S5、利用警告显示模块对局部放电数据和比对分析数据进行显示和异常报警。
在S1中，利用局放检测单元对高压柜内部的局部放电情况进行检测，采用脉冲电流法进行检测，具体的检测电路如图3所示，其中，U表示交流电源，Z表示滤波器，Cx为检测的试样，Ck为耦合电容，Zm为检测阻抗，A表示放大器，M表示输出信号，利用红外热成像仪对高压柜内部的温度情况进行信息数据的采集，得到红外热成像图片；
在S2中，利用轮廓提取单元对红外热成像图片进行轮廓的提取，利用Canny算法来对红外热成像图片进行边缘检测，具体包括以下步骤：
S201、应用高斯滤波对红外热成像图片进行平滑处理；
S202、寻找红外热成像图片的强度梯度，由Sobel算子实现；
S203、应用非最大抑制技术来消除边误检，保留每个像素点上梯度强度的极大值，删除其他值；
S204、应用双阈值的方法来决定潜在的边界，设置最大阈值和最小阈值，像素点高于最大阈值判定为强边界点，像素点低于最小阈值判定为非边界点，像素点位于两者之间的判定为弱边界点；
S205、利用滞后技术来跟踪边界，将与强边界相连的弱边界认定为边界，其他的弱边界删除；
S206、得到热成像轮廓图。
在S3中，利用图像处理单元在热成像轮廓图上建立平面直角坐标系，所述平面直角坐标系以热成像轮廓图的左下顶角为原点，并利用图像处理单元赋予热成像轮廓图上的每一个点以坐标值
Figure 562545DEST_PATH_IMAGE001
，目的是为了实现热成像轮廓图的数字化，使得后期方便对高压柜内部的温度信息数据进行更加精准的分析，其中，每一条连续的轮廓线组成一个子集
Figure 16660DEST_PATH_IMAGE002
，其中，n表示该条连续的轮廓线上有n个坐标点，k表示第k条轮廓线，每一张热成像轮廓图上的若干条连续轮廓线的子集组成集合
Figure 919894DEST_PATH_IMAGE003
，其中m表示该张热成像轮廓图上有m条连续的轮廓线，j表示第j张热成像轮廓图，得到数字化轮廓图。
通过上述技术方案，对每一张热成像轮廓图进行数字化处理，并按照统一的标准对每一张热成像轮廓图上的轮廓线进行定位和分析，方便后期进行精准的分析和计算。
在S4中，利用图像叠加单元对第j张热成像轮廓图和第j+1张热成像轮廓图以平面直角坐标系的原点为重合点进行相互的叠加，叠加之后的两张热成像轮廓图中的轮廓线上的坐标点组成集合
Figure 193881DEST_PATH_IMAGE004
，其中，t≥0；
此处对两张经过数字化处理后的数字化轮廓图进行相互叠加，并对叠加之后的轮廓线进行叠加，目的是为了方便后期进行轮廓线变化的比较，使得可以精准的判断出高压柜内部的温度变化是否发生了异常；
利用比对分析单元建立分析模型
Figure 591495DEST_PATH_IMAGE005
，其中，a＞0，b＞0；
分别将集合
Figure 900117DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 974252DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 1114DEST_PATH_IMAGE008
中每一条轮廓线上的若干个坐标点分别代入分析模型，分别求解集合
Figure 671261DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 224602DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 345005DEST_PATH_IMAGE008
中的轮廓线与分析模型
Figure 468950DEST_PATH_IMAGE005
之间的交点数量，具体步骤如下：
S401、分别将集合
Figure 333000DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 475269DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 376360DEST_PATH_IMAGE008
中的每一条轮廓线上的坐标点代入分析模型，得到若干个
Figure 112235DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 904610DEST_PATH_IMAGE010
；
S402、当得到
Figure 776751DEST_PATH_IMAGE011
，则判定坐标点
Figure 114323DEST_PATH_IMAGE012
为轮廓线与分析模型之间的交点；
最终得到
Figure 337494DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 933560DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 925787DEST_PATH_IMAGE015
，其中
Figure 434260DEST_PATH_IMAGE013
表示集合
Figure 144727DEST_PATH_IMAGE006
中的轮廓线与分析模型之间的交点数量，
Figure 13326DEST_PATH_IMAGE014
表示集合
Figure 469846DEST_PATH_IMAGE007
与分析模型之间的交点数量，
Figure 539433DEST_PATH_IMAGE015
表示集合
Figure 596251DEST_PATH_IMAGE008
与分析模型之间的交点数量；
当
Figure 409486DEST_PATH_IMAGE016
且
Figure 986092DEST_PATH_IMAGE017
时，表明高压柜内的某一位置的温度变化出现了异常，所述比对分析单元将分析结果发送至警告显示模块；
当
Figure 226581DEST_PATH_IMAGE018
时，表明高压柜内部的温度变化未出现异常；
通过上述方案对热成像轮廓图进行分析，通过对每一张热成像轮廓图上的轮廓线与分析模型之间的交点数量变化来进行高压柜内部温度变化的监测，使得可以在高压柜内部某一位置的温度变化出现异常时，及时的作出判断结果，使得可以更加的精准的定位高压柜内部温度变化异常的位置；
在高压柜开始使用的T时间内，不进行温度变化的监测，目的是为了防止在高压柜使用初期，温度变化明显导致出现误报警。
在S5中，利用数据显示单元对局放检测单元的检测数据和比对分析单元的分析数据进行显示，当局放检测单元的检测数据和比对分析单元的分析数据出现异常时，通过异常报警单元进行报警提醒。
实施例一：利用图像处理单元在热成像轮廓图上建立平面直角坐标系，所述平面直角坐标系以热成像轮廓图的左下顶角为原点，并利用图像处理单元赋予热成像轮廓图上的每一个点以坐标值
Figure 505115DEST_PATH_IMAGE001
，其中，每一条连续的轮廓线组成一个子集
Figure 731828DEST_PATH_IMAGE019
， k表示第k条轮廓线，每一张热成像轮廓图上的若干条连续轮廓线的子集组成集合
Figure 553154DEST_PATH_IMAGE020
，j表示第j张热成像轮廓图，得到数字化轮廓图。
利用图像叠加单元对第12张热成像轮廓图和第13张热成像轮廓图以平面直角坐标系的原点为重合点进行相互的叠加，叠加之后的两张热成像轮廓图中的轮廓线上的坐标点组成集合
Figure 823598DEST_PATH_IMAGE021
；
利用比对分析单元建立分析模型
Figure 730374DEST_PATH_IMAGE022
；
分别将集合
Figure 495199DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 295665DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 877956DEST_PATH_IMAGE008
中每一条轮廓线上的若干个坐标点分别代入分析模型，分别求解集合
Figure 147394DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 840544DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 495516DEST_PATH_IMAGE008
中的轮廓线与分析模型
Figure 983129DEST_PATH_IMAGE005
之间的交点数量，具体步骤如下：
S401、分别将集合
Figure 739864DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 95759DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 90391DEST_PATH_IMAGE008
中的每一条轮廓线上的坐标点代入分析模型，得到若干个
Figure 14484DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 976624DEST_PATH_IMAGE010
；
S402、当得到
Figure 11576DEST_PATH_IMAGE011
，则判定坐标点
Figure 645734DEST_PATH_IMAGE012
为轮廓线与分析模型之间的交点；
最终得到
Figure 599783DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 190164DEST_PATH_IMAGE024
和
Figure 638594DEST_PATH_IMAGE025
，其中
Figure 263611DEST_PATH_IMAGE013
表示集合
Figure 654141DEST_PATH_IMAGE006
中的轮廓线与分析模型之间的交点数量，
Figure 341605DEST_PATH_IMAGE014
表示集合
Figure 452781DEST_PATH_IMAGE007
与分析模型之间的交点数量，
Figure 791358DEST_PATH_IMAGE015
表示集合
Figure 103522DEST_PATH_IMAGE008
与分析模型之间的交点数量；
Figure 402916DEST_PATH_IMAGE016
且
Figure 707996DEST_PATH_IMAGE017
，表明高压柜内的某一位置的温度变化出现了异常，所述比对分析单元将分析结果发送至警告显示模块。
实施例二：利用图像处理单元在热成像轮廓图上建立平面直角坐标系，所述平面直角坐标系以热成像轮廓图的左下顶角为原点，并利用图像处理单元赋予热成像轮廓图上的每一个点以坐标值
Figure 42025DEST_PATH_IMAGE001
，其中，每一条连续的轮廓线组成一个子集
Figure 259511DEST_PATH_IMAGE019
， k表示第k条轮廓线，每一张热成像轮廓图上的若干条连续轮廓线的子集组成集合
Figure 436414DEST_PATH_IMAGE020
，j表示第j张热成像轮廓图，得到数字化轮廓图。
利用图像叠加单元对第12张热成像轮廓图和第13张热成像轮廓图以平面直角坐标系的原点为重合点进行相互的叠加，叠加之后的两张热成像轮廓图中的轮廓线上的坐标点组成集合
Figure 420551DEST_PATH_IMAGE021
；
利用比对分析单元建立分析模型
Figure 484453DEST_PATH_IMAGE026
；
分别将集合
Figure 263053DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 927253DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 183922DEST_PATH_IMAGE008
中每一条轮廓线上的若干个坐标点分别代入分析模型，分别求解集合
Figure 367909DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 317411DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 468906DEST_PATH_IMAGE008
中的轮廓线与分析模型
Figure 529266DEST_PATH_IMAGE005
之间的交点数量，具体步骤如下：
S401、分别将集合
Figure 567761DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 953743DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 326955DEST_PATH_IMAGE008
中的每一条轮廓线上的坐标点代入分析模型，得到若干个
Figure 191006DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 84007DEST_PATH_IMAGE010
；
S402、当得到
Figure 499945DEST_PATH_IMAGE011
，则判定坐标点
Figure 235819DEST_PATH_IMAGE012
为轮廓线与分析模型之间的交点；
最终得到
Figure 513348DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 651068DEST_PATH_IMAGE027
和
Figure 237908DEST_PATH_IMAGE028
，其中
Figure 461078DEST_PATH_IMAGE013
表示集合
Figure 542298DEST_PATH_IMAGE006
中的轮廓线与分析模型之间的交点数量，
Figure 534525DEST_PATH_IMAGE014
表示集合
Figure 292265DEST_PATH_IMAGE007
与分析模型之间的交点数量，
Figure 878099DEST_PATH_IMAGE015
表示集合
Figure 356484DEST_PATH_IMAGE008
与分析模型之间的交点数量；
Figure 593431DEST_PATH_IMAGE018
，表明高压柜内部的温度变化未出现异常。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种应用于高压柜的局放和温度综合监测方法，其特征在于：该综合监测方法包括以下步骤：
S1、利用采集检测模块对高压柜内部的局部放电和红外热成像图片进行检测和采集；
S2、利用轮廓提取单元对红外热成像图片进行轮廓的提取，得到热成像轮廓图；
S3、利用图像处理单元对热成像轮廓图进行数字化处理，得到数字化轮廓图；
S4、利用图像叠加单元对数字化轮廓图进行叠加，并利用比对分析单元对叠加后的数字化轮廓图进行分析；
S5、利用警告显示模块对局部放电数据和比对分析数据进行显示和异常报警；
在S1中，利用局放检测单元对高压柜内部的局部放电情况进行检测，采用脉冲电流法进行检测，利用红外热成像仪对高压柜内部的温度情况进行信息数据的采集，得到红外热成像图片；
在S2中，利用轮廓提取单元对红外热成像图片进行轮廓的提取，利用Canny算法来对红外热成像图片进行边缘检测，具体包括以下步骤：
S201、应用高斯滤波对红外热成像图片进行平滑处理；
S202、寻找红外热成像图片的强度梯度，由Sobel算子实现；
S203、应用非最大抑制技术来消除边误检，保留每个像素点上梯度强度的极大值，删除其他值；
S204、应用双阈值的方法来决定潜在的边界，设置最大阈值和最小阈值，像素点高于最大阈值判定为强边界点，像素点低于最小阈值判定为非边界点，像素点位于两者之间的判定为弱边界点；
S205、利用滞后技术来跟踪边界，将与强边界相连的弱边界认定为边界，其他的弱边界删除；
S206、得到热成像轮廓图；
在S3中，利用图像处理单元在热成像轮廓图上建立平面直角坐标系，所述平面直角坐标系以热成像轮廓图的左下顶角为原点，并利用图像处理单元赋予热成像轮廓图上的每一个点以坐标值
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中，每一条连续的轮廓线组成一个子集
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，其中，n表示该条连续的轮廓线上有n个坐标点，k表示第k条轮廓线，每一张热成像轮廓图上的若干条连续轮廓线的子集组成集合
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，其中m表示该张热成像轮廓图上有m条连续的轮廓线，j表示第j张热成像轮廓图，得到数字化轮廓图。
2.根据权利要求1所述的一种应用于高压柜的局放和温度综合监测方法，其特征在于：在S4中，利用图像叠加单元对第j张热成像轮廓图和第j+1张热成像轮廓图以平面直角坐标系的原点为重合点进行相互的叠加，叠加之后的两张热成像轮廓图中的轮廓线上的坐标点组成集合
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，其中，t≥0；
利用比对分析单元建立分析模型
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，其中，a＞0，b＞0；
分别将集合
Figure DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure DEST_PATH_IMAGE016
中每一条轮廓线上的若干个坐标点分别代入分析模型，分别求解集合
Figure 514691DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 166252DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 618093DEST_PATH_IMAGE016
中的轮廓线与分析模型
Figure 747723DEST_PATH_IMAGE010
之间的交点数量，具体步骤如下：
S401、分别将集合
Figure 703041DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 259924DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 199061DEST_PATH_IMAGE016
中的每一条轮廓线上的坐标点代入分析模型，得到若干个
Figure DEST_PATH_IMAGE018
和
Figure DEST_PATH_IMAGE020
；
S402、当得到
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，则判定坐标点
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为轮廓线与分析模型之间的交点；
最终得到
Figure DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure DEST_PATH_IMAGE028
和
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，其中
Figure 495831DEST_PATH_IMAGE026
表示集合
Figure 899131DEST_PATH_IMAGE012
中的轮廓线与分析模型之间的交点数量，
Figure 564598DEST_PATH_IMAGE028
表示集合
Figure 50419DEST_PATH_IMAGE014
与分析模型之间的交点数量，
Figure 459534DEST_PATH_IMAGE030
表示集合
Figure 717340DEST_PATH_IMAGE016
与分析模型之间的交点数量；
当
Figure DEST_PATH_IMAGE032
且
Figure DEST_PATH_IMAGE034
时，表明高压柜内的某一位置的温度变化出现了异常，所述比对分析单元将分析结果发送至警告显示模块；
当
Figure DEST_PATH_IMAGE036
时，表明高压柜内部的温度变化未出现异常；
在高压柜开始使用的T时间内，不进行温度变化的监测。
3.根据权利要求2所述的一种应用于高压柜的局放和温度综合监测方法，其特征在于：在S5中，利用数据显示单元对局放检测单元的检测数据和比对分析单元的分析数据进行显示，当局放检测单元的检测数据和比对分析单元的分析数据出现异常时，通过异常报警单元进行报警提醒。
4.一种执行如权利要求1所述的应用于高压柜的局放和温度综合监测方法的应用于高压柜的局放和温度综合监测系统，其特征在于：该综合监测系统包括采集检测模块、数据处理模块、数据分析模块、警告显示模块和数据库；
所述采集检测模块用于对高压柜内部的各项信息数据进行采集和检测；所述数据处理模块用于对采集检测模块采集的信息数据进行预处理；所述数据分析模块用于对数据处理模块预处理后的数据进行分析；所述警告显示模块用于对数据分析模块分析后的结果进行显示和报警；所述数据库用于对数据处理模块预处理后的数据进行存储和记录；
所述采集检测模块的输出端连接数据处理模块和警告显示模块的输入端，所述数据处理模块的输出端连接数据库，所述数据分析模块从数据库中进行预处理数据的调取，所述数据分析模块的输出端连接警告显示模块的输入端；
所述采集检测模块包括局放检测单元和红外热成像仪；
所述局放检测单元用于对高压柜内部的局部放电进行检测；所述红外热成像仪用于对高压柜的内部进行红外热成像，得到高压柜内部的热成像图片；
所述局放检测单元的输出端连接警告显示模块的输入端，所述红外热成像仪的输出端连接数据处理模块的输入端；
所述数据处理模块包括轮廓提取单元和图像处理单元；
所述轮廓提取单元用于对热成像图片进行轮廓的提取，得到热成像轮廓图；所述图像处理单元用于对提取轮廓之后的热成像轮廓图进行数字化的处理，包括但不限于坐标系的建立、坐标值的赋予和向量的生成；
所述红外热成像仪的输出端连接轮廓提取单元的输入端，所述轮廓提取单元的输出端连接图像处理单元的输入端，所述图像处理单元的输出端连接数据库的输入端。
5.根据权利要求4所述的应用于高压柜的局放和温度综合监测系统，其特征在于：所述数据分析模块包括图像叠加单元和比对分析单元；
所述图像叠加单元用于对两个相邻时间点获取并处理的热成像轮廓图进行相互的叠加；所述比对分析单元用于对叠加之后的热成像轮廓图进行比对和分析，判断高压柜内部的温度变化情况；
所述图像叠加单元从数据库中进行热成像轮廓图的提取，所述图像叠加单元的输出端连接比对分析单元的输入端。
6.根据权利要求5所述的应用于高压柜的局放和温度综合监测系统，其特征在于：所述警告显示模块包括数据显示单元和异常报警单元；
所述数据显示单元用于对局放检测单元所检测的局部放电数据和比对分析单元的分析数据进行显示；所述异常报警单元用于对局放检测单元所检测的局部放电异常数据和比对分析单元的分析异常数据进行报警；
所述比对分析单元和局放检测单元的输出端连接数据显示单元和异常报警单元的输入端。
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