CN117740454A - 基于虚拟现实的变压器油远程收集方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理技术领域，更具体涉及基于虚拟现实的变压器油远程收集方法、装置及存储介质。方法包括：在变压器内壁上安装收集单元，摄像模块随着收集箱沿着导轨匀速向变压器内壁底部移动，并周期性的拍摄变压器油图像；将相同位置处的变压器油图像和存储模块中的标准变压器油图像进行对比，在比较结果大于第一阈值时，获取目标位置范围，并通过控制模块控制收集箱入口开关，采集目标位置范围内的变压器油样本，并导出到样本容器，通过检测单元检测样本容器中的变压器油样本，获取检测结果，并发送至控制模块。本发明有益效果是通过对变压器油进行及时的取油检测，防止由于变压器油中水油比例过高降低油的击穿电压，引发绝缘击穿。

Description

基于虚拟现实的变压器油远程收集方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，更具体涉及基于虚拟现实的变压器油远程收集方法、装置及存储介质。

背景技术

变压器是变电站内最重要的电气设备，而变压器油是变压器散热和绝缘的重要液体介质。无论是从炼油厂运来的新油，还是经过净化的油，都含有一定的微量水分而且变压器油中的微水含量并不是恒定不变的，如果在变压器运行期间不进行干燥和脱水处理，变压器内部的水分会逐渐增加，当变压器油中微水含量超过一定的阈值时，设备的绝缘性能将大大降低，严重时可能导致绝缘击穿、烧毁电气设备等重大事故。因此控制变压器油中的微水含量，对变压器油进行不定期收集检测是控制变压器油中微水含量的必要手段。

在现有技术中，比如中国专利文献“CN112229683A”一种变压器油样采集机器人，提供了一种变压器油样采集机器人，包括：行走机构、取油装置、导航装置、导向机构、通信装置和控制装置；其中，控制装置与导航装置电连接，用以控制所述导航装置指引所述行走机构沿预设路径行进至变压器的取油位置处，实现所述行走机构与所述取油位置之间的粗定位；导向机构与所述控制装置电连接，用以使所述取油装置对准所述变压器的取油位置，实现取油装置精准取油。

还比如中国专利文献“CN116086896A”一种适用于变压器取油机器人的标准化取油装置及方法，提供了一种适用于变压器取油机器人的标准化取油装置及方法。所述取油装置包括外壳体、油路三通电磁阀和取油控制装置，在外壳体上设有人工取油口、机器人取油口和与变压器取油口相匹配的总取油口，三个取油口分别通过分支油管与油路三通电磁阀的三个接口连通；所述取油控制装置包括控制器、伺服电机和设置在总取油口处的取油阀门，在取油阀门上设有手动锁。人工取油时，通过手动锁控制总取油口开启，油路三通电磁阀连通人工取油口；自动取油时，通过伺服电机制总取油口开启，油路三通电磁阀连通机器人取油口。

两项发明都能通过自动方式进行取油检测，但这两项发明中都没有考虑取油的时机，只是通过传统经验进行周期性的取油，一但取油过晚，可能会造成绝缘损坏击穿事故。因此，本发明提供一种基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，不仅能实现自动取油，还能对变压器油进行及时取油检测，防止由于变压器油中水油比例过高降低油的击穿电压，引发绝缘击穿。

发明内容

为了更好的解决上述问题，本发明提供一种基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，收集单元包括：导轨、收集箱、导管、控制模块、传感器模块、存储模块和摄像模块，其中所述收集箱可以在所述导轨上移动，并且速度可调，所述摄像模块设置在所述收集箱的内壁上，所述收集箱为透明且不粘油材料制成，所述方法包括：

步骤S1：所述摄像模块随着所述收集箱沿着所述导轨匀速向所述变压器内壁底部移动，并周期性的拍摄变压器油图像，并记录所述变压器油图像的拍摄时间及拍摄位置，并通过传感器模块获取所述变压器油图像拍摄时所述变压器的环境信息，其中，在所述收集箱到达所述变压器底部时，返回所述变压器顶部；

步骤S2：将相同位置处的所述变压器油图像和存储模块中的标准变压器油图像进行对比，并获取比较结果，在所述比较结果大于第一阈值时，基于所述比较结果获取目标位置范围，并通过所述控制模块控制所述收集箱入口开关，采集所述目标位置范围内的变压器油样本；

步骤S3：将所述变压器油通过所述收集箱顶端的所述导管和所述变压器外部的变压器油出口导出到样本容器中，并在所述变压器油样本导出完成后，通过所述控制模块将所述变压器油样本的所述目标位置范围、收集时间及对应的所述变压器的环境信息发送至所述样本容器的标签中；

步骤S4：通过检测单元检测所述样本容器中的所述变压器油样本，获取检测结果，并将所述检测结果和对应的所述样本容器的所述标签信息发送至所述控制模块；

其中，所述收集单元固定在所述变压器内壁上或直插在所述变压器内部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4之后还包括步骤S5：

所述控制模块还基于所述检测结果和所述检测结果对应的所述标签信息，调整所述收集箱的位置，并对所述变压器油进行导出净化。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1包括如下步骤：

步骤S11：所述收集单元上的所述摄像模块从所述变压器顶端以第一速度沿着所述导轨匀速向所述变压器内壁底部移动，所述摄像模块以第一周期拍摄所述变压器油图像；

步骤S12：根据所述收集箱的初始位置、所述第一速度及所述收集箱的运行时间计算所述变压器油图像的拍摄位置，还通过传感器模块获取所述变压器油图像拍摄时所述变压器的环境信息，其中，传感器模块里面还包括液位传感器，在所述收集箱采集变压器油样本时，通过液位传感器进行检测，来决定采样是否结束；

步骤S13：在所述收集箱到达所述变压器内壁底部时，返回所述变压器的顶部，所述变压器的顶部为所述收集箱的初始位置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S21：将所述变压器油图像和所述存储模块中存储的与所述变压器油图像处于同一位置处的所述标准图像进行对比，并获取所述比较结果；

步骤S22：通过所述比较结果，获取在所述比较结果大于所述第一阈值时对应的所述变压器油图像中的目标位置及目标位置范围，计算所述收集箱入口到所述目标位置范围中间的距离，所述收集箱基于所述距离和所述第一速度，使得所述收集箱入口到达所述目标位置范围内，并以第二速度到达所述目标位置范围中间；

步骤S23：将所述目标位置作为样本收集位置，并根据所述目标位置范围调整所述收集箱入口大小，并打开所述收集箱入口进行样本采集。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S23还包括：

所述收集箱入口小于等于所述目标位置范围的1/3，并在所述目标位置1/2位置处采集所述变压器油样本。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S5还包括：

在所述检测结果为所述变压器油样本的水油比例大于等于第二阈值，并且所述标签信息中所述变压器油采样的目标位置范围包括所述变压器油上表面时，通过所述收集箱导出所述目标位置范围内的变压器油；

先将所述收集箱入口下端对准所述目标位置范围内对应所述变压器油上表面1/n1位置处，并打开所述收集箱入口进行所述变压器油导出，所述收集箱入口小于所述目标位置范围内所述变压器油上表面以下部分的1/n2，n1和n2取大于等于3的正整数，且n2大于等于n1,在所述目标位置范围内对应所述变压器油上表面1/n1位置以上所述变压器油导出后，将所述收集箱以第三速度向所述变压器底部方向移动，在移动到所述目标位置范围内对应所述变压器油上表面2/n1位置处，继续所述变压器油的导出，重复本步骤至所述目标位置范围内全部所述变压器油导出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S5还包括：

在所述检测结果为所述变压器油样本的水油比例大于等于第三阈值，并且所述标签信息中所述变压器油采样的所述目标位置范围包括所述变压器油的最底层时，通过所述收集箱导出所述目标位置范围内的变压器油；

所述收集箱从所述变压器油的最底层开始导出所述目标位置范围内的变压器油，根据所述目标位置范围和所述变压器油的水平方向的表面积，获取所述目标位置范围内所述变压器油的体积，并将所述收集箱入口下端对准所述变压器油底层，并且随着所述变压器油的导出，所述目标位置范围减小，其中，在所述变压器油导出的过程中，所述收集箱入口小于所述目标位置范围，并通过控制单元根据所述导管的横截面积和所述变压器油的导出速度计算所述变压器油的导出体积，在所述导出体积与计算出的变压器油的体积相等时，导出结束。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S5还包括：

在所述检测结果为所述变压器油样本的水油比例大于第四阈值，且所述目标位置范围不包括所述变压器油的最底层和上表面时，通知管理单元对全部的变压器油进行净化处理。

本发明还提供一种如上所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集装置，包括：

收集单元，包括导轨、收集箱、导管、控制模块、传感器模块、存储模块和摄像模块，与变压器内壁连接，或直插在变压器内部；

所述导轨，用于给所述收集箱提供运行轨道；

所述收集箱，用于收集变压器油，其中，所述收集箱可以在所述导轨上移动，并且速度可调，所述收集箱为透明且不粘油材料制成；

所述存储模块，用于存储各个位置的标准变压器油图像；

所述摄像模块，随着所述收集箱沿着所述导轨匀速向所述变压器内壁底部移动，用于周期性的拍摄变压器油图像，并记录所述变压器油图像的拍摄时间及拍摄位置；

所述传感器模块，用于获取所述变压器油图像拍摄时所述变压器的环境信息；

所述控制模块配置为：将相同位置处的所述变压器油图像和存储模块中的标准变压器油图像进行对比，并获取比较结果，在所述比较结果大于第一阈值时，基于所述比较结果获取目标位置范围，并通过所述控制模块控制所述收集箱入口开关，采集所述目标位置范围内的变压器油样本；将所述变压器油通过所述收集箱顶端的所述导管和所述变压器外部的变压器油出口导出到样本容器中，并在所述变压器油样本导出完成后，将所述变压器油样本的所述目标位置范围、收集时间及对应的所述变压器的环境信息发送至所述样本容器的标签中；

检测单元，用于检测所述样本容器中的所述变压器油样本，获取检测结果，并将所述检测结果和对应的所述样本容器的所述标签信息发送至所述控制模块；

其中，所述收集单元固定在所述变压器内壁上或直插在所述变压器内部，在所述收集箱到达所述变压器底部时，返回所述变压器顶部。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现上述所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

1、本发明的技术方案通过在变压器内壁上安装收集单元，摄像模块随着收集箱沿着导轨匀速向变压器内壁底部移动，并周期性的拍摄变压器油图像，从而可以实时监控不同位置处变压器油水油比例变化情况。并通过记录变压器油图像的拍摄时间、拍摄位置及变压器的环境信息，来确定取油位置和取油时间；

2、本发明的技术方案通过将相同位置处的变压器油图像和存储模块中的标准变压器油图像进行对比，从比较结果中获取变压器油中水分的存在形态，并从两个图像对比中确定水分的形态差异大于第一阈值的部分，定位目标位置范围，从而确定取油的位置，并通过控制模块控制收集箱入口开关，使样本容器采集目标位置范围内的变压器油样本；

3、本发明的技术方案中变压器油通过收集箱顶端的导管和变压器外部的变压器油出口导出到样本容器中，从而可以准确的将导管入口对准目标位置，将目标位置的变压器油导出到样本容器中。并在变压器油样本导出完成后，通过控制模块将变压器油样本的目标位置范围、收集时间及对应的变压器的环境信息发送至样本容器的标签中。通过检测单元检测样本容器中的变压器油样本，可以获取更精准的水油比例，便于根据检测结果对变压器油进行净化或换油等后续处理。本发明通过对变压器油进行及时的取油检测，防止由于变压器油中水油比例过高降低油的击穿电压，引发绝缘击穿。

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仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图；

图1为本发明一种基于虚拟现实的变压器油远程收集方法的流程图；

图2为本发明一种基于虚拟现实的变压器油远程收集装置的结构图；

图3为本发明中目标位置范围包含变压器油上表面时变压器油收集方法示意图。

附图标记说明：

1、导管；2、摄像模块；3、传感器模块；4、控制模块；5、存储模块；6、收集箱；7、导轨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

变压器是变电站内最重要的电气设备，而变压器油是变压器散热和绝缘的重要液体介质。无论是从炼油厂运来的新油，还是经过净化的油，都含有一定的微量水分而且变压器油中的微水含量并不是恒定不变的，如果在变压器运行期间不进行干燥和脱水处理，变压器内部的水分会逐渐增加，当变压器油中微水含量超过一定的阈值时，设备的绝缘性能将大大降低，严重时可能导致绝缘击穿、烧毁电气设备等重大事故。因此控制变压器油中的微水含量，对变压器油进行不定期收集检测是控制变压器油中微水含量的必要手段。

针对上述的技术问题，发明人提出如图1所示的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，在变压器内壁上安装收集单元，收集单元包括：导轨、收集箱、导管、控制模块、传感器模块、存储模块和摄像模块，其中收集箱可以在导轨上移动，并且速度可调，摄像模块设置在收集箱的内壁上，收集箱为透明且不粘油材料制成，方法包括：

步骤S1：摄像模块随着收集箱沿着导轨匀速向变压器内壁底部移动，并周期性的拍摄变压器油图像，并记录变压器油图像的拍摄时间及拍摄位置，并通过传感器模块获取变压器油图像拍摄时变压器的环境信息，其中，在收集箱到达变压器底部时，返回变压器顶部；

具体实施方式是在变压器内壁上安装收集单元，并通过收集单元中的收集箱在变压器内壁上沿导轨来回移动，收集箱上的摄像模块进行周期性的拍摄变压器油图像，从而可以实时监控不同位置处变压器油水油比例变化情况。并通过记录变压器油图像的拍摄时间、拍摄位置及变压器的环境信息，来确定取油位置和取油时间，为取油提供依据。

步骤S2：将相同位置处的变压器油图像和存储模块中的标准变压器油图像进行对比，并获取比较结果，在比较结果大于第一阈值时，基于比较结果获取目标位置范围，并通过控制模块控制收集箱入口开关，采集目标位置范围内的变压器油样本；

具体的，在电力变压器油中，水分主要以三种形态存在，以极细微的颗粒均匀分散在油中的称为溶解水，通常是由空气吸入的；由于油品精制不良或者长时间运行中发生油质劣化，或由油质中含有乳化剂等存在的称为悬浮水；当油中水的含量相对较多时，由于水的密度比油大，水会沉积到油容器底部或者以小水滴形式游离于油中，称为沉积水。随着理化环境的变化，水存在于油中的这三种形态也可以互相转化。变压器油中溶解水对油的介电强度影响不大，但却能提高油的酸度，降低了油的氧化安定性，加速油质老化。悬浮水分对油质危害更大，在高压电场下会产生游离放电，加速油的老化和油中金属件的腐蚀，明显降低油的击穿电压，因此变压器油中不允许存在悬浮态的水分，更不允许沉积水的出现。通过上述技术方案，从比较结果中获取变压器油中水分的存在形态，并从两个图像对比中确定水分的形态差异大于第一阈值的部分，定位目标位置范围，从而确定取油的位置，并通过控制模块控制收集箱入口开关，使样本容器采集目标位置范围内的变压器油样本。其中，第一阈值根据变压器在实际运行中，变压器油中水分的分布进行定义。标准变压器油图像是在变压器油加入变压器时进行拍摄的图像或是根据经验统一定义的变压器油图像，存储在存储模块中，便于在变压器运行过程中进行变压器油的对比。其中，目标位置范围表示要进行取油的目标位置及临界范围。

步骤S3：将变压器油通过收集箱顶端的导管和变压器外部的变压器油出口导出到样本容器中，并在变压器油样本导出完成后，通过控制模块将变压器油样本的目标位置范围、收集时间及对应的变压器的环境信息发送至样本容器的标签中；

具体的，确定取油位置后，需要将该位置的变压器油导出到样本容器中，传统方法是直接打开取油阀，让变压器油流入样本容器中，这样做只能采集到变压器取油阀附近的变压器油样本，因此传统方法不能准确采集到变压器油中悬浮水或沉积水或溶解水含量较多的变压器油部分。本发明通过采用上述技术方案，将收集箱移动到取油的目标位置，再通过收集箱顶端的导管与变压器外部的变压器油出口相连接，从而可以准确的将导管入口对准目标位置，将目标位置的变压器油导出到样本容器中。由于用于检测的样本容器数量非常多，而且一般会放在一起，为便于区别，每个样本容器都包含一个电子标签，收集单元中的控制模块包含无线通信组件，控制模块通过该无线通信组件将变压器油样本的目标位置范围、收集时间及对应的变压器的环境信息发送至样本容器的标签中，样本容器的电子标签还包括样本容器标号（ID）、采样量及对应的变压器编号等。

步骤S4：通过检测单元检测样本容器中的变压器油样本，获取检测结果，并将检测结果和对应的样本容器的标签信息发送至控制模块；

其中，收集单元固定在变压器内壁上或直插在变压器内部。

具体的，通过检测变压器油样本，可以获取更精准的水油比例，便于根据检测结果对变压器油进行净化或换油等后续处理。收集单元可以根据变压器油的检测结果调整变压器油的收集方式，比如调整拍摄周期，目标位置范围等，将检测结果和对应的样本容器标签信息发送至控制模块，控制模块根据存储的信息控制收集箱的移动。收集单元通常固定在变压器内壁上，也可以直插在变压器箱体的内部，同时收集单元可以是一个，也可以是多个，当收集单元是多个时，共用同一个控制模块，收集单元分别安装在变压器不同的内壁上，便于从多个角度拍摄变压油图像。

进一步的，上述步骤S4之后还包括：

步骤S5：控制模块还基于检测结果和检测结果对应的标签信息，调整收集箱的位置，并对变压器油进行导出净化。

具体的，根据检测结果，如果采集的变压器油需要进行净化，那么可以将收集箱再次定位到标签信息中记录的取油时的目标位置范围，在目标位置范围位于变压器油表面且水油比例大于第二阈值或者位于变压器油底部且水油比例大于第三阈值时，这时目标位置范围内的水油比例较大，如果水油比例进一步的增大，有可能形成沉积水或者悬浮水，因此需要及时的将该处目标范围内的变压器油及时的导出进行净化，又由于一般沉积水的形成刚开始量比较小，因此可以通过收集单元的收集箱进行导出，不仅能够导出目标位置范围内的变压器油还能够提高导出变压器油的精度。并通过导出目标位置范围内全部的变压器油，对其进行净化处理，导出后，变压器中油位会下降，应及时补充合适的变压器油，保证变压器的正常运行。

进一步的，上述步骤S1包括如下步骤：

步骤S11：收集单元上的摄像模块从变压器顶端以第一速度沿着导轨匀速向变压器内壁底部移动，摄像模块以第一周期拍摄变压器油图像；

具体的，上述方案中移动的目的是为获取不同位置的变压器图像，并通过不同位置处的变压器油图像与标准变压器油图像进行对比获取对比结果，并根据对比结果获取目标位置范围。

步骤S12：根据收集箱的初始位置、第一速度及收集箱的运行时间计算变压器油图像的拍摄位置，还通过传感器模块获取变压器油图像拍摄时变压器的环境信息，其中，传感器模块里面还包括液位传感器，在所述收集箱采集变压器油样本时，通过液位传感器进行检测，来决定采样是否结束；

具体的，计算变压器图像的拍摄位置是为了在进行图像对比时，从存储模块中获取的是该位置的标准变压器油图像。

步骤S13：在收集箱到达变压器内壁底部时，返回变压器的顶部，变压器的顶部为收集箱的初始位置；

具体的，通过摄像模块收集变压器油图像，可以实时监测变压器油的状况，例如颜色、清澈度、杂质等，从而判断变压器的运行状态和潜在问题；因为变压器油图像相对变化很小，摄像模块匀速移动，可以使拍摄的图像识别度更高；通过传感器模块获取变压器环境信息，例如温度、压力、气体成分等，可以更好地了解变压器油图像拍摄时，变压器的运行环境和状态；摄像模块与传感器模块是同步进行的，当摄像模块拍摄图像时，传感器模块同时获取变压器的环境信息。收集箱在到达变压器内壁底部时，自动返回变压器的顶部，使收集箱每次移动前都处在同一个初始位置，为图像对比提供基准。变压器油图像的拍摄位置决定着目标位置范围，属于本发明中很重要的信息，而且便于分析之后的拍摄定位，因此收集的变压器油图像和环境信息进行对应的记录下来，便于深入的分析和挖掘，为变压器的维护和优化提供依据。

进一步的，上述步骤S2包括如下步骤：

步骤S21：将变压器油图像和存储模块中存储的与变压器油图像处于同一位置处的标准图像进行对比，并获取比较结果；

步骤S22：通过比较结果，获取在比较结果大于第一阈值时对应的变压器油图像中的目标位置及目标位置范围，计算收集箱入口到目标位置范围中间的距离，收集箱基于距离和第一速度，使得收集箱入口到达目标位置范围内，并以第二速度到达目标位置范围中间；

步骤S23：将目标位置作为样本收集位置，并根据目标位置范围调整收集箱入口大小，并打开收集箱入口进行样本采集；

其中，第一速度大于第二速度。

具体的，通过上述技术方案，确定目标位置范围，从而对变压器油进行收集，防止由于变压器油中水油比例过高降低油的击穿电压，引发绝缘击穿和局部放电，严重影响变压器的运行。还根据上述目标位置范围确定变压器油的采样位置，判断变压器油中的水分分布类型，并根据水分的分布类型采用不同的收集方式和导出方式，因此定位目标位置范围，从而确定取油的位置，取油位置确定后，收集箱入口此时不一定在目标位置上，通过计算收集箱入口到目标位置范围中间的距离，控制模块根据距离控制收集箱的移动速度，保证其在一定时间到达目标位置范围内，以保证收集箱入口对准目标位置，采集到的是目标位置范围内的变压器油样，并通过控制模块控制收集箱入口开关，使样本容器采集目标位置范围内的变压器油样本。其中，收集箱入口到目标位置范围内的距离相对大于从目标位置范围内到目标位置范围中间的距离，因此第一速度相对比第二速度快一些，第二速度要保证更准确的到达目标位置。

进一步的，上述步骤S23还包括：

收集箱入口小于等于目标位置范围的1/3，并在目标位置1/2位置处采集变压器油样本。

具体的，如果收集箱入口过大，导致取油过程中取出目标位置范围以外的变压器油，如果收集箱入口过小，又会导致取油过程过于缓慢，变压器箱中变压器油的水油比例发生变化，因此根据对取油速度的要求，控制模块控制收集箱入口小于等于目标位置范围的1/3，并在目标位置1/2位置处采集变压器油样本。即可以保证取油速度，又不至于取到目标位置范围以外的变压器油。

进一步的，上述步骤S5还包括：

在检测结果为变压器油样本的水油比例大于等于第二阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油上表面时，通过收集箱导出目标位置范围内的变压器油；

先将收集箱入口下端对准目标位置范围内对应变压器油上表面1/n1位置处，并打开收集箱入口进行变压器油导出，收集箱入口小于目标位置范围内变压器油上表面以下部分的1/n2，n1和n2取大于等于3的正整数，且n2大于等于n1,在目标位置范围内对应变压器油上表面1/n1位置以上变压器油导出后，将收集箱以第三速度向变压器底部方向移动，在移动到目标位置范围内对应变压器油上表面2/n1位置处，继续变压器油的导出，重复本步骤至目标位置范围内全部变压器油导出。

具体的，在变压器运行过程中，检测结果为变压器油样本的水油比例大于等于第二阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油上表面时，可能会形成悬浮水，会位于变压器油上表面，那么根据检测结果将收集箱入口下端对准目标位置范围内对应变压器油上表面1/n1处，比如n1取3，如图3所示，打开收集箱入口进行变压器油导出，其中，收集箱入口小于目标位置范围内变压器油上表面以下部分的1/n2，n2大于等于n1，那么n2取4以上，收集箱入口如果大于目标位置范围内对应变压器油上表面1/n1的范围，由于变压器油上表面容易形成悬浮水，而且在形成过程中，刚开始量较少，目标位置范围也较小，容易吸入目标位置范围以外的变压器油，并对检测结果可能会造成影响。收集箱入口下端对准目标位置，是因为随着变压器油的导出，如图3中A1部分，就是要导出的变压器油部分，A1部分导出完成后，将收集箱以第三速度向变压器底部方向，再移动目标位置范围内对应变压器油上表面2/n1位置处，导出A2部分的变压器油，直到目标位置范围内的全部变压器油导出完成为止。通过上述方案，可以实现对目标位置范围内的变压器油更精准的导出。其中，第三速度小于上述第二速度。

进一步的，上述步骤S5还包括：

在检测结果为变压器油样本的水油比例大于等于第三阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油的最底层时，通过收集箱导出目标位置范围内的变压器油；

收集箱从变压器油的最底层开始导出目标位置范围内的变压器油，根据目标位置范围和变压器油的水平方向的表面积，获取目标位置范围内变压器油的体积，并将收集箱入口下端对准变压器油底层，并且随着变压器油的导出，目标位置范围减小，其中，在变压器油导出的过程中，收集箱入口小于目标位置范围，并通过控制单元根据导管的横截面积和变压器油的导出速度计算变压器油的导出体积，在导出体积与计算出的变压器油的体积相等时，导出结束。

具体的，在变压器运行过程中，检测结果为变压器油样本的水油比例大于等于第三阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油的最底层时，可能会形成沉积水，会位于变压器箱底部，那么根据检测结果将收集箱定位于变压器油最底层，由于导出底层的变压器油时，随着变压器油的不断导出，紧挨变压器油底层上部的油会不断的向下流动，目标位置范围在不断变化，仅通过控制目标位置范围导出变压器油，已经不精准，因此，位于变压器箱底部的变压器油，需在导出变压器油前计算要导出的变压器油体积，以此来衡量导出量，那么根据目标位置范围和变压器油水平方向的表面积（即摄像模块正对着的油的一面的表面积，相当于从变压器油箱顶部向下切一刀的面），由于变压器油箱的宽度是已知的（根据变压器箱的设计图纸等可以获知），那么表面积乘以变压器油箱的宽度，即可计算出目标位置范围内变压器油的体积。通过上述方案计算变压器油的导出量，以此判断当前取油过程何时结束。其中，第三阈值以沉积水的形成过程为依据进行取值。

进一步的，上述步骤S5还包括：

在检测结果为变压器油样本的水油比例大于第四阈值，且目标位置范围不包括变压器油的最底层和上表面时，通知管理单元对全部的变压器油进行净化处理。

具体的，在检测结果为变压器油样本的水油比例小于第二阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油上表面时，本发明认为变压器油是安全的；在检测结果为水油比例小于第三阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油的最底层时，本发明认为变压器油也是安全的；在检测结果为变压器油样本的水油比例大于第四阈值时，且目标位置范围不包括变压器油的最底层和上表面时，也就是中间位置，通知管理单元对全部的变压器油进行净化处理，因为中间变压器油的量比较大，不能通过收集箱进行导出。其中，第四阈值以悬浮水或沉积水的形成过程为依据进行取值。

本发明还提供一种如图2所示的基于虚拟现实的变压器油远程收集装置，包括：

收集单元，包括导轨7、收集箱6、导管1、控制模块4、传感器模块3、存储模块5和摄像模块2，与变压器内壁连接，或直插在变压器内部；

导轨7，用于给收集箱6提供运行轨道；

收集箱6，用于收集变压器油，其中，收集箱6可以在导轨7上移动，并且速度可调，收集箱6为透明且不粘油材料制成；

存储模块5，用于存储各个位置的标准变压器油图像；

摄像模块2，随着收集箱6沿着导轨7匀速向变压器内壁底部移动，用于周期性的拍摄变压器油图像，并记录变压器油图像的拍摄时间及拍摄位置；

传感器模块3，用于获取变压器油图像拍摄时变压器的环境信息；

控制模块4配置为：将相同位置处的变压器油图像和存储模块5中的标准变压器油图像进行对比，并获取比较结果，在比较结果大于第一阈值时，基于比较结果获取目标位置范围，并通过控制模块4控制收集箱6入口开关，采集目标位置范围内的变压器油样本；将变压器油通过收集箱6顶端的导管1和变压器外部的变压器油出口导出到样本容器中，并在变压器油样本导出完成后，将变压器油样本的目标位置范围、收集时间及对应的变压器的环境信息发送至样本容器的标签中；

检测单元，用于检测样本容器中的变压器油样本，获取检测结果，并将检测结果和对应的样本容器的标签信息发送至控制模块4；

其中，收集单元固定在变压器内壁上或直插在变压器内部，在收集箱6到达变压器底部时，返回变压器顶部。

本发明还提供一种计算机存储介质，存储介质存储有程序指令，其中，在程序指令运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法。

综上所述，通过在变压器内壁上安装收集单元，摄像模块2随着收集箱6沿着导轨7匀速向变压器内壁底部移动，并周期性的拍摄变压器油图像，从而可以实时监控不同位置处变压器油水油比例变化情况。并通过记录变压器油图像的拍摄时间、拍摄位置及变压器的环境信息，来确定取油位置和取油时间，为取油提供依据。通过将相同位置处的变压器油图像和存储模块5中的标准变压器油图像进行对比，从比较结果中获取变压器油中水分的存在形态，并从两个图像对比中确定水分的形态差异大于第一阈值的部分，定位目标位置范围，从而确定取油的位置，并通过控制模块4控制收集箱6入口开关，使样本容器采集目标位置范围内的变压器油样本。变压器油通过收集箱6顶端的导管1和变压器外部的变压器油出口导出到样本容器中，从而可以准确的将导管1入口对准目标位置，将目标位置的变压器油导出到样本容器中。

当检测结果为变压器油样本的水油比例大于等于第二阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油上表面时，可能会形成悬浮水，会位于变压器油上表面，那么根据检测结果将收集箱6入口下端对准目标位置范围内对应变压器油上表面1/n1处，打开收集箱6入口进行变压器油导出，其中，收集箱6入口小于目标位置范围内变压器油上表面以下部分的1/n2，n2大于等于n1，那么n2取4以上，收集箱6入口如果大于目标位置范围内对应变压器油上表面1/n1的范围，由于变压器油上表面容易形成悬浮水，而且在形成过程中，刚开始量较少，目标位置范围也较小，容易吸入目标位置范围以外的变压器油，对检测结果可能会造成影响。收集箱6入口下端对准目标位置，是因为随着变压器油的导出，目标位置的油逐渐向下流动，从而将目标位置的变压器油全部导出，如图3中A1部分导出完成后，将收集箱6以第三速度向变压器底部方向，再移动目标位置范围内对应变压器油上表面2/n1位置处，导出A2部分的变压器油，直到目标位置范围内的全部变压器油导出完成为止。通过上述方案，可以实现对目标位置范围更精准的进行变压器油样本采集。

当检测结果为变压器油样本的水油比例大于等于第三阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油的最底层时，可能会形成沉积水，会位于变压器箱底部，那么根据检测结果将收集箱6定位于变压器油最底层，由于导出底层的变压器油时，随着变压器油的不断导出，紧挨变压器油底层上部的油会不断的向下流动，目标位置范围在不断变化，仅通过控制目标位置范围导出变压器油，已经不精准，因此，位于变压器箱底部的变压器油，需在导出变压器油前计算要导出的变压器油体积，以此来衡量导出量，那么根据目标位置范围和变压器油水平方向的表面积（即摄像模块2正对着的油的一面的表面积，相当于从变压器油箱顶部向下切一刀的面），由于变压器油箱的宽度是已知的（根据变压器箱的设计图纸等可以获知），那么表面积乘以变压器油箱的宽度，即可计算出目标位置范围内变压器油的体积。通过上述方案计算变压器油的导出量，以此判断当前取油过程何时结束。

在检测结果为变压器油样本的水油比例小于第二阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油上表面时，本发明认为变压器油是安全的；在检测结果为水油比例小于第三阈值，并且标签信息中变压器油采样的目标位置范围包括变压器油的最底层时，本发明认为变压器油也是安全的；在检测结果为变压器油样本的水油比例小于第四阈值时，且目标位置范围不包括变压器油的最底层和上表面时，也就是中间位置，通知管理单元对全部的变压器油进行净化处理，因为中间变压器油的量比较大，不能通过收集箱6进行导出。

本发明通过对变压器油进行及时的取油检测，防止由于变压器油中水油比例过高降低油的击穿电压，引发绝缘击穿。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上上述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，其特征在于，收集单元包括：导轨、收集箱、导管、控制模块、传感器模块、存储模块和摄像模块，其中所述收集箱可以在所述导轨上移动，并且速度可调，所述摄像模块设置在所述收集箱的内壁上，所述收集箱为透明且不粘油材料制成，所述方法包括：

步骤S1：所述摄像模块随着所述收集箱沿着所述导轨匀速向所述变压器内壁底部移动，并周期性的拍摄变压器油图像，并记录所述变压器油图像的拍摄时间及拍摄位置，并通过传感器模块获取所述变压器油图像拍摄时所述变压器的环境信息，其中，在所述收集箱到达所述变压器底部时，返回所述变压器顶部；

步骤S2：将相同位置处的所述变压器油图像和存储模块中的标准变压器油图像进行对比，并获取比较结果，在所述比较结果大于第一阈值时，基于所述比较结果获取目标位置范围，并通过所述控制模块控制所述收集箱入口开关，采集所述目标位置范围内的变压器油样本；

步骤S3：将所述变压器油通过所述收集箱顶端的所述导管和所述变压器外部的变压器油出口导出到样本容器中，并在所述变压器油样本导出完成后，通过所述控制模块将所述变压器油样本的所述目标位置范围、收集时间及对应的所述变压器的环境信息发送至所述样本容器的标签中；

步骤S4：通过检测单元检测所述样本容器中的所述变压器油样本，获取检测结果，并将所述检测结果和对应的所述样本容器的所述标签信息发送至所述控制模块；

其中，所述收集单元固定在所述变压器内壁上或直插在所述变压器内部。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括步骤S5：

所述控制模块还基于所述检测结果和所述检测结果对应的所述标签信息，调整所述收集箱的位置，并对所述变压器油进行导出净化。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：

步骤S11：所述收集单元上的所述摄像模块从所述变压器顶端以第一速度沿着所述导轨匀速向所述变压器内壁底部移动，所述摄像模块以第一周期拍摄所述变压器油图像；

步骤S12：根据所述收集箱的初始位置、所述第一速度及所述收集箱的运行时间计算所述变压器油图像的拍摄位置，还通过传感器模块获取所述变压器油图像拍摄时所述变压器的环境信息，其中，传感器模块里面还包括液位传感器，在所述收集箱采集变压器油样本时，通过液位传感器进行检测，来决定采样是否结束；

步骤S13：在所述收集箱到达所述变压器内壁底部时，返回所述变压器的顶部，所述变压器的顶部为所述收集箱的初始位置。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S21：将所述变压器油图像和所述存储模块中存储的与所述变压器油图像处于同一位置处的所述标准图像进行对比，并获取所述比较结果；

步骤S22：通过所述比较结果，获取在所述比较结果大于所述第一阈值时对应的所述变压器油图像中的目标位置及目标位置范围，计算所述收集箱入口到所述目标位置范围中间的距离，所述收集箱基于所述距离和所述第一速度，使得所述收集箱入口到达所述目标位置范围内，并以第二速度到达所述目标位置范围中间；

步骤S23：将所述目标位置作为样本收集位置，并根据所述目标位置范围调整所述收集箱入口大小，并打开所述收集箱入口进行样本采集。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，其特征在于，所述步骤S23还包括：

所述收集箱入口小于等于所述目标位置范围的1/3，并在所述目标位置1/2位置处采集所述变压器油样本。

6.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：

在所述检测结果为所述变压器油样本的水油比例大于等于第二阈值，并且所述标签信息中所述变压器油采样的目标位置范围包括所述变压器油上表面时，通过所述收集箱导出所述目标位置范围内的变压器油；

先将所述收集箱入口下端对准所述目标位置范围内对应所述变压器油上表面1/n1位置处，并打开所述收集箱入口进行所述变压器油导出，所述收集箱入口小于所述目标位置范围内所述变压器油上表面以下部分的1/n2，n1和n2取大于等于3的正整数，且n2大于等于n1,在所述目标位置范围内对应所述变压器油上表面1/n1位置以上所述变压器油导出后，将所述收集箱以第三速度向所述变压器底部方向移动，在移动到所述目标位置范围内对应所述变压器油上表面2/n1位置处，继续所述变压器油的导出，重复本步骤至所述目标位置范围内全部所述变压器油导出。

7.根据权利要求6所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：

在所述检测结果为所述变压器油样本的水油比例大于等于第三阈值，并且所述标签信息中所述变压器油采样的所述目标位置范围包括所述变压器油的最底层时，通过所述收集箱导出所述目标位置范围内的变压器油；

所述收集箱从所述变压器油的最底层开始导出所述目标位置范围内的变压器油，根据所述目标位置范围和所述变压器油的水平方向的表面积，获取所述目标位置范围内所述变压器油的体积，并将所述收集箱入口下端对准所述变压器油底层，并且随着所述变压器油的导出，所述目标位置范围减小，其中，在所述变压器油导出的过程中，所述收集箱入口小于所述目标位置范围，并通过控制单元根据所述导管的横截面积和所述变压器油的导出速度计算所述变压器油的导出体积，在所述导出体积与计算出的变压器油的体积相等时，导出结束。

8.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：

在所述检测结果为所述变压器油样本的水油比例大于第四阈值，且所述目标位置范围不包括所述变压器油的最底层和上表面时，通知管理单元对全部的变压器油进行净化处理。

9.一种基于虚拟现实的变压器油远程收集装置，用于实现如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述装置包括：

收集单元，包括导轨、收集箱、导管、控制模块、传感器模块、存储模块和摄像模块，与变压器内壁连接，或直插在变压器内部；

所述导轨，用于给所述收集箱提供运行轨道；

所述收集箱，用于收集变压器油，其中，所述收集箱可以在所述导轨上移动，并且速度可调，所述收集箱为透明且不粘油材料制成；

所述存储模块，用于存储各个位置的标准变压器油图像；

所述摄像模块，随着所述收集箱沿着所述导轨匀速向所述变压器内壁底部移动，用于周期性的拍摄变压器油图像，并记录所述变压器油图像的拍摄时间及拍摄位置；

所述传感器模块，用于获取所述变压器油图像拍摄时所述变压器的环境信息；

所述控制模块配置为：将相同位置处的所述变压器油图像和存储模块中的标准变压器油图像进行对比，并获取比较结果，在所述比较结果大于第一阈值时，基于所述比较结果获取目标位置范围，并通过所述控制模块控制所述收集箱入口开关，采集所述目标位置范围内的变压器油样本；将所述变压器油通过所述收集箱顶端的所述导管和所述变压器外部的变压器油出口导出到样本容器中，并在所述变压器油样本导出完成后，将所述变压器油样本的所述目标位置范围、收集时间及对应的所述变压器的环境信息发送至所述样本容器的标签中；

检测单元，用于检测所述样本容器中的所述变压器油样本，获取检测结果，并将所述检测结果和对应的所述样本容器的所述标签信息发送至所述控制模块；

其中，所述收集单元固定在所述变压器内壁上或直插在所述变压器内部，在所述收集箱到达所述变压器底部时，返回所述变压器顶部。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有程序指令，其中在所述程序指令运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1-8任一项所述的基于虚拟现实的变压器油远程收集方法。