CN207164195U - 紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，采用紫外脉冲探测扫描、红外测温扫描、摄像和图像处理技术，将设备的局部放电和温度分布数据，通过图像融合处理技术置入由摄像头获得的设备可见光图像，建立与设备图像的对应关系，同步采集同一设备同一时刻三种成像的结果，不但能以图像方式直观地显示出放电位置和温度分布，而且能定量表示放电程度及放电发展状况，从而及时发现电力设备的故障情况，可对电气设备有效的进行状态监测、故障诊断和危险预警，且不易受到周围环境、气象等条件的影响，操作简单易行准确率高，体积小重量轻便于携带，具有非常广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及变电站检测装置，具体涉及一种紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置。
背景技术
随着我国电力工业事业的突飞猛进，现代电力系统正朝着大电网、大机组、超高压、大容量的方向发展，为保障电力系统的稳定性、可靠性，对电力设备的绝缘水平也提出了更高的要求。气体绝缘组合电器(GIS)设备结构紧凑、整个装置的占地面积比传统敞开式设备大大减少，而且不受外界环境的影响，运行可靠性高，在变电站中得到广泛应用。然而，由局部放电导致的电气绝缘缺陷直接影响到GIS设备运行的安全性和系统的稳定性。主流的红外热成像技术是利用物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，并通过热图像的温度分布找出设备的异常发热点。针对设备放电的情况，当很容易就可以观察到电晕放电的红外图像时，电气设备的绝缘状态已经极度恶化。传统的监测方法大多采用可见光或红外热成像技术，但随着GIS设备的普及，导致电气设备复杂多样，单一的监测技术难以符合发展的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，以克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型能够对变电站的设备进行实时的、全面的、系统的采集、监测与诊断，提高了变电站的安全性、降低了变电站设备的故障发生率。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，包括连接在变电站设备的数据接入模块，数据接入模块上连接有数据处理模块，数据处理模块通过多模通信模块连接至声光报警器；
所述数据接入模块：用于同步采集环境温度和湿度以及变电站设备的可见光图像、紫外成像数据和红外热成像数据；且数据接入模块包括用于检测环境温度和湿度的温度湿度测量模块，以及用于获取变电站设备的可见光图像、紫外成像数据和红外热成像数据的三通道探测模块；
所述数据处理模块：用于将可见光图像与紫外成像数据和红外热成像数据对应融合，得到变电站设备三通道状态图像，并判断是否存在电弧放电或者目标温度是否超过预设阈值，若存在电弧放电或者目标温度超过预设阈值，则将检测数据和报警信息传送给声光报警器；
所述多模通信模块：用于数据处理模块和声光报警器之间的信息交互；
所述声光报警器：当数据处理模块判断数据接入模块接收到的数据与规定的变电站设备监测状态不相符时，用于进行报警。
进一步地，所述三通道探测模块包括用于获取紫外成像数据的紫外成像及脉冲探测模块、用于获取红外热成像数据的红外热成像测温模块、用于获取可见光图像的可见光成像模块以及三维旋转云台，且紫外成像及脉冲探测模块、红外热成像测温模块以及可见光成像模块均连接在三维旋转云台上。
进一步地，所述温度湿度测量模块为数字式温湿度传感器SHT75。
进一步地，所述紫外成像及脉冲探测模块为由若干紫外光敏管UV-R2868组成的成像传感器；红外热成像测温模块为红外测温热成像探头；可见光成像模块为可调焦摄像头以及连接在可调焦摄像头上的A/D转换器TLV1543。
进一步地，所述三维旋转云台(13)为曼比利PC-360全景云台。
进一步地，所述多模通信模块包括3G无线通信模块、Wifi模块以及WiMax模块。
进一步地，3G通信模块为MC2718模块，WiFi模块为RTL8188CUS-U芯片，WiMax模块为WIMAX9芯片。
进一步地，所述的声光报警器为HX-100B。
进一步地，数据处理模块为Atheros AR7161嵌入式处理器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型采用紫外脉冲探测扫描、红外测温扫描、摄像和图像处理技术，利用紫外成像诊断早期故障、红外热像利于发现中后期故障、可见光确定故障位置的优点，将设备的局部放电和温度分布数据，通过图像融合处理技术置入设备可见光图像，建立与设备图像的对应关系，同步采集同一设备同一时刻三种成像的结果，不但能以图像方式直观地显示出放电位置和温度分布，而且能定量表示放电程度及放电发展状况，从而及时发现电力设备的故障情况，可对电气设备有效的进行状态监测、故障诊断和危险预警，且不易受到周围环境、气象等条件的影响，操作简单易行准确率高，体积小重量轻便于携带，具有非常广阔的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的内部结构图；
图2为本实用新型的应用原理及硬件结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：
参见图1和图2，一种基于紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，包括数据接入模块、数据处理模块、多模通信模块和声光报警器。
本实用新型基于紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置采用AtherosAR7161嵌入式处理器开发状态监测代理装置的硬件平台，该CPU为MIPS架构，运行在680MHz主频，功耗不超过1W。
本实用新型基于紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置采用嵌入式Linux操作系统，并基于此实现全系列符合国家电网相关技术规范的状态监测系统通信协议和数据打包。本实用新型的数据接收模块由温度湿度测量模块和三通道探测模块组成，为状态监测设备提供数据接口，可接收监测设备输入的数据，包括检测设备的电晕位置、强度、温度、湿度等多种状态监测信息。
本实用新型的温度湿度测量模块用于检测环境的温度和湿度。三通道探测模块由紫外成像及脉冲探测模块、红外测温热成像模块、可见光成像模块、三维旋转云台构成，且紫外成像及脉冲探测模块、红外测温热成像模块和可见光成像模块均连接在三维旋转云台上。可获取被监测电力设备的可见光图像，以及各点的紫外成像数据和红外热成像数据，然后由数据处理模块进行图像处理，将可见光图像与紫外成像数据和红外热成像数据对应融合，得到设备三通道状态图像，并将三通道状态图像、检测数据和报警信息等通过多模通信模块传送给声光报警器。
本实用新型的数据处理模块，用于将可见光图像与紫外成像数据和红外热成像对应融合，得到变电站设备三通道状态图像，并对其进行智能检测和模式识别，用于判断是否存在电弧放电或者监测目标温度是否超过预设阈值，若存在电弧放电或者目标温度超过阈值，则将检测数据和报警信息传送给声光报警器。
下面通过具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
图1是本实用新型的内部结构图，该基于紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置由数据接入模块、数据处理模块、多模通信模块和声光报警器构成。
数据接收模块由温度湿度测量模块和三通道探测模块组成，为状态监测设备提供数据接口，可接收监测设备输入的数据，包括检测设备的电晕位置、强度、温度、湿度等多种状态监测信息。
温度湿度测量模块用于检测环境的温度和湿度。三通道探测模块由紫外脉冲探测成像模块、红外测温热成像模块、可见光成像模块、三维旋转云台构成。可获取被监测电力设备的可见光图像，以及各点的紫外成像数据和红外热成像数据，然后由数据处理模块进行图像处理，将可见光图像与紫外成像数据和红外热成像数据对应融合，得到设备三通道状态图像，并将三通道状态图像、检测数据和报警信息等通过多模通信模块传送给声光报警器。
数据处理模块，用于将可见光图像与紫外成像数据和红外热成像对应融合，得到变电站设备三通道状态图像，并对其进行智能检测和模式识别，用于判断是否存在电弧放电或者监测目标温度是否超过预设阈值，若存在电弧放电或者目标温度超过阈值，则将检测数据和报警信息传送给声光报警器，声光报警器接收到无线警报信号后，开启并进行报警，提示检测人员变电站的高压设备电气放电值已接近强电，请注意危险。
图2是本实用新型的应用原理及硬件结构图，该基于紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置由数据接入模块、数据处理模块、多模通信模块和声光报警器构成。
数据接收模块由温度湿度测量模块和三通道探测模块组成，温度湿度测量模块采用SENSIRION公司生产的数字式温湿度传感器SHT75，三通道探测模块由紫外成像及脉冲探测模块、红外热成像测温模块、可见光成像模块、和三维旋转云台四部分构成。其中，紫外成像及脉冲探测模块选用由若干紫外光敏管UV-R2868组成的成像传感器，其灵敏度可以达到5000cpm，仅响应185-265nm波段的紫外信号，可实现对设备放电产生的紫外光脉冲信号的探测。红外热成像测温模块采用双波长测温法和8.0～14.0μm波段的红外测温热成像探头，可见光成像模块为分辨率720P的可调焦摄像头以及连接在可调焦摄像头上的A/D转换器TLV1543，三维旋转云台选用曼比利PC-360全景云台。
数据处理模块采用Atheros AR7161嵌入式处理器，该CPU为MIPS架构，运行在680MHz主频，功耗不超过1W。基于嵌入式Linux操作系统，实现全系列符合国家电网相关技术规范的状态监测系统通信协议和数据打包。
多模通信模块包括3G无线通信模块、WiFi模块以及WiMax模块，其中3G通信模块选用中兴公司的MC2718模块，WiFi模块选择台湾Realtek公司RTL8188CUS-U芯片，WiMax模块选用SyChip公司的WIMAX9芯片模块。声光报警器选用HX-100B。
Claims (9)
1.紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，包括连接在变电站设备的数据接入模块，数据接入模块上连接有数据处理模块，数据处理模块通过多模通信模块连接至声光报警器；
所述数据接入模块：用于同步采集环境温度和湿度以及变电站设备的可见光图像、紫外成像数据和红外热成像数据；且数据接入模块包括用于检测环境温度和湿度的温度湿度测量模块，以及用于获取变电站设备的可见光图像、紫外成像数据和红外热成像数据的三通道探测模块；
所述数据处理模块：用于将可见光图像与紫外成像数据和红外热成像数据对应融合，得到变电站设备三通道状态图像，并判断是否存在电弧放电或者目标温度是否超过预设阈值，若存在电弧放电或者目标温度超过预设阈值，则将检测数据和报警信息传送给声光报警器；
所述多模通信模块：用于数据处理模块和声光报警器之间的信息交互；
所述声光报警器：当数据处理模块判断数据接入模块接收到的数据与规定的变电站设备监测状态不相符时，用于进行报警。
2.根据权利要求1所述的紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，所述三通道探测模块包括用于获取紫外成像数据的紫外成像及脉冲探测模块、用于获取红外热成像数据的红外热成像测温模块、用于获取可见光图像的可见光成像模块以及三维旋转云台，且紫外成像及脉冲探测模块、红外热成像测温模块以及可见光成像模块均连接在三维旋转云台上。
3.根据权利要求2所述的紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，所述温度湿度测量模块为数字式温湿度传感器SHT75。
4.根据权利要求2所述的紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，所述紫外成像及脉冲探测模块为由若干紫外光敏管UV-R2868组成的成像传感器；红外热成像测温模块为红外测温热成像探头；可见光成像模块为可调焦摄像头以及连接在可调焦摄像头上的A/D转换器TLV1543。
5.根据权利要求2所述的紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，所述三维旋转云台为曼比利PC-360全景云台。
6.根据权利要求1所述的紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，所述多模通信模块包括3G无线通信模块、Wifi模块以及WiMax模块。
7.根据权利要求6所述的紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，3G通信模块为MC2718模块，WiFi模块为RTL8188CUS-U芯片，WiMax模块为WIMAX9芯片。
8.根据权利要求1所述的紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，所述的声光报警器为HX-100B。
9.根据权利要求1所述的紫外联合红外热像的三通道便携式变电站监测装置，其特征在于，数据处理模块为Atheros AR7161嵌入式处理器。
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