利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其步驟為：建立標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫和典型異常紅外圖譜庫；現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備紅外熱圖并識(shí)別、匹配設(shè)備臺(tái)賬信息；計(jì)算圖譜的相關(guān)溫度指標(biāo)，自動(dòng)提取最相似案例圖譜；與標(biāo)準(zhǔn)圖譜、典型異常圖譜和最相似案例圖譜充分比對(duì)，分析診斷設(shè)備是否過熱；對(duì)設(shè)備狀態(tài)和缺陷程度判斷定級(jí)，分析風(fēng)險(xiǎn)并給出處理決策建議；狀態(tài)數(shù)據(jù)和決策建議傳輸?shù)缴a(chǎn)管理系統(tǒng)。本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，方便于圖譜的集中管理和信息共享，提高了圖譜分析診斷的準(zhǔn)確度、可靠性，而且為缺陷現(xiàn)場(chǎng)處理提供決策建議，還與生產(chǎn)管理系統(tǒng)交互對(duì)接，對(duì)深入推進(jìn)設(shè)備狀態(tài)檢修起到非常積極的作用。
【專利說明】利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬電氣設(shè)備帶電檢測(cè)診斷領(lǐng)域，具體涉及一種利用外紅圖譜分析診斷運(yùn)行中電氣設(shè)備是否發(fā)生過熱缺陷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電氣設(shè)備常常由于發(fā)生過熱缺陷而損壞，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致較為嚴(yán)重的電網(wǎng)事故，因此，如何盡早、及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱缺陷，保障設(shè)備健康和電網(wǎng)運(yùn)行安全，成為電力企業(yè)較為關(guān)注的問題。紅外熱像技術(shù)可快速、實(shí)時(shí)獲取設(shè)備表面和內(nèi)部溫度信息，且不需直接接觸運(yùn)行中的帶電設(shè)備，因而能夠方便、準(zhǔn)確地分析診斷出絕大多數(shù)設(shè)備過熱缺陷，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中能夠發(fā)揮重要作用。然而，由于電氣設(shè)備紅外熱像圖譜的數(shù)據(jù)量通常非常大，目前又缺乏分析診斷準(zhǔn)確度高、可靠性強(qiáng)、系統(tǒng)功能相對(duì)完善的集中管理手段和方法，很大程度上制約了紅外熱像技術(shù)在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，以實(shí)現(xiàn)紅外圖譜的集中管理和信息共享，提高圖譜分析診斷的準(zhǔn)確度、可靠性，為缺陷現(xiàn)場(chǎng)處理提供決策建議。
[0004]本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。
[0005]利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特點(diǎn)是，
[0006]步驟1:規(guī)范圖譜數(shù)據(jù)格式，按設(shè)備逐臺(tái)或逐相分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫和典型異常紅外圖譜庫；
[0007]步驟2:運(yùn)用便攜式測(cè)溫儀器或在線式紅外測(cè)溫儀器，現(xiàn)場(chǎng)采集被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖，并根據(jù)紅外熱圖獲取被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息；
[0008]步驟3:將被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息與生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的臺(tái)賬信息進(jìn)行匹配，定位被測(cè)設(shè)備
[0009]步驟4:判斷被測(cè)設(shè)備的可疑過熱部位，并判定被測(cè)設(shè)備致熱的致熱類型；
[0010]步驟5:獲取紅外熱圖中被測(cè)設(shè)備的溫度參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息；
[0011]步驟6:利用被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖的溫度參數(shù)和環(huán)境參數(shù)信息，計(jì)算被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖的相關(guān)溫度指標(biāo)；所述相關(guān)溫度指標(biāo)包括熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差和溫升；
[0012]步驟7:根據(jù)步驟6中計(jì)算得出的相關(guān)溫度指標(biāo)，在所有歷史圖譜中自動(dòng)搜索提取出最相似案例圖譜；
[0013]步驟8:根據(jù)步驟4獲得的被測(cè)設(shè)備的致熱類型和步驟6獲得的相關(guān)溫度指標(biāo)，在比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖譜、典型異常紅外圖譜和最相似案例圖譜的基礎(chǔ)上，綜合分析診斷被測(cè)設(shè)備是否發(fā)生過熱缺陷；
[0014]步驟9:依據(jù)步驟8的分析診斷結(jié)果，對(duì)被測(cè)設(shè)備狀態(tài)和缺陷程度判斷定級(jí)，分析可能導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)并給出相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)處理決策建議；
[0015]步驟10:將被測(cè)設(shè)備狀態(tài)信息(即步驟9的被測(cè)設(shè)備狀態(tài)，包括設(shè)備的發(fā)熱部位、發(fā)熱程度)和步驟9中的處理決策建議傳輸?shù)缴a(chǎn)管理系統(tǒng)，觸發(fā)缺陷管理流程啟動(dòng)和評(píng)價(jià)狀態(tài)自動(dòng)更新。
[0016]本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法的特點(diǎn)也在于:
[0017]在所述步驟I中，所述的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫包含所有被測(cè)設(shè)備的正常紅外圖譜庫和可見光圖譜庫兩部分；所述正常紅外圖譜庫用于參照比對(duì)分析，所述可見光圖譜庫用于高清描繪顯示設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)；
[0018]所述的典型異常紅外圖譜庫包括所有被測(cè)設(shè)備的各個(gè)常見發(fā)熱部件的代表性異常紅外圖譜，所述異常紅外圖譜還附帶有缺陷情況描述、缺陷原因分析和現(xiàn)場(chǎng)處理情況等信息。
[0019]在所述步驟2中，所述便攜式測(cè)溫儀器利用USB標(biāo)準(zhǔn)接口將采集到的圖譜存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)并上傳至服務(wù)器；所述在線式紅外測(cè)溫儀器具有實(shí)時(shí)通訊功能，通過RS485自動(dòng)將采集到的圖譜上傳至服務(wù)器。
[0020]所述步驟3中，根據(jù)紅外熱圖獲取被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息包括設(shè)備類型、電壓等級(jí)、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備廠家和設(shè)備名稱，以實(shí)現(xiàn)紅外圖譜的自動(dòng)命名、存儲(chǔ)；采用便攜式測(cè)溫儀器時(shí)，手動(dòng)識(shí)別被測(cè)設(shè)備臺(tái)賬信息，在線式測(cè)溫采集的圖譜通過標(biāo)記掃描點(diǎn)的方式自動(dòng)識(shí)別設(shè)備及其臺(tái)賬信息。
[0021]所述步驟5中，被測(cè)設(shè)備的溫度參數(shù)是自動(dòng)從圖譜中提取的；采用便攜式測(cè)溫儀器時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息是人工手動(dòng)回填的；采用在線式紅外測(cè)溫儀器，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息是自動(dòng)獲取的；所述環(huán)境參數(shù)是指大氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)力、輻射率、測(cè)量距離以及運(yùn)行電壓和負(fù)荷電流。
[0022]所述步驟7中的最相似案例圖譜，是指與本次圖譜具有相同致熱類型、相同電壓等級(jí)、相同設(shè)備類型和相同發(fā)熱部件的圖譜中，對(duì)于由熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差和溫升所形成的溫度指標(biāo)特征向量，相似系數(shù)較高、偏差率最小的圖譜。
[0023]步驟8中，所述的分析診斷方法包括:表面溫度判斷法、相對(duì)溫差判斷法、圖像特征判斷法、同類比較判斷法和檔案分析判斷法。
[0024]在步驟10中，觸發(fā)設(shè)備缺陷流程啟動(dòng)和評(píng)價(jià)狀態(tài)自動(dòng)更新后，圖譜將會(huì)對(duì)缺陷流程和記錄進(jìn)行跟蹤，缺陷狀態(tài)、缺陷原因分析和現(xiàn)場(chǎng)處理情況將會(huì)回填到對(duì)應(yīng)圖譜的附帶信息里去，為以后的圖譜比對(duì)分析提供參考。
[0025]所述的被測(cè)設(shè)備包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、電抗器、電力電容器、避雷器、絕緣子、母線、組合電器、套管、穿墻套管、導(dǎo)線、線夾、電纜終端和二次端子箱。
[0026]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0027]本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，建立標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫和典型異常紅外圖譜庫；現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備紅外熱圖并識(shí)別、匹配設(shè)備臺(tái)賬信息；計(jì)算圖譜的溫度指標(biāo)值，自動(dòng)提取最相似案例圖譜；與標(biāo)準(zhǔn)圖譜、典型異常圖譜和最相似案例圖譜充分比對(duì)，采用多種方法綜合分析診斷設(shè)備是否過熱；對(duì)設(shè)備狀態(tài)和缺陷程度判斷定級(jí)，分析風(fēng)險(xiǎn)并給出處理決策建議；狀態(tài)數(shù)據(jù)和決策建議傳輸?shù)缴a(chǎn)管理系統(tǒng)，觸發(fā)缺陷管理流程啟動(dòng)和評(píng)價(jià)狀態(tài)自動(dòng)更新。
[0028]本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，方便于圖譜的集中管理和信息共享，提高了圖譜分析診斷的準(zhǔn)確度、可靠性，而且為缺陷現(xiàn)場(chǎng)處理提供決策建議，還與生產(chǎn)管理系統(tǒng)交互對(duì)接，對(duì)深入推進(jìn)設(shè)備狀態(tài)檢修起到非常積極的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法的分析診斷過程的流程圖。
[0030]圖2為本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法建立標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫的流程圖。
[0031]圖3為本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法的建立典型異常紅外圖譜庫的流程圖。
[0032]圖4為本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法的獲取最相似案例圖譜的流程圖。
[0033]以下通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0034]參見附圖1?圖4，利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，包括如下步驟:
[0035]步驟1:規(guī)范圖譜數(shù)據(jù)格式，按設(shè)備逐臺(tái)或逐相分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫和典型異常紅外圖譜庫；
[0036]步驟2:運(yùn)用便攜式測(cè)溫儀器或在線式紅外測(cè)溫儀器，現(xiàn)場(chǎng)采集被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖，并根據(jù)紅外熱圖獲取被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息；
[0037]步驟3:將被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息與生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的臺(tái)賬信息進(jìn)行匹配，定位被測(cè)設(shè)備，以確定被測(cè)設(shè)備是臺(tái)賬信息中的哪一臺(tái)設(shè)備，從而確定被測(cè)設(shè)備的類型、型號(hào)和所在的位置等，一是以便于在設(shè)備存在異常情況時(shí)使得工作人員能夠快速處理，二是方便于紅外圖譜的統(tǒng)計(jì)查詢，三是便于實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)的交互對(duì)接；紅外圖譜識(shí)別、匹配設(shè)備臺(tái)賬信息過程:便攜式測(cè)溫儀器現(xiàn)場(chǎng)采集紅外圖譜后，圖譜手動(dòng)暫存到在計(jì)算機(jī)上，然后通過與生產(chǎn)管理系統(tǒng)服務(wù)器對(duì)接，手動(dòng)調(diào)取被測(cè)設(shè)備在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的設(shè)備臺(tái)賬信息，實(shí)現(xiàn)圖譜的自動(dòng)命名和存儲(chǔ)，以此實(shí)現(xiàn)圖譜與設(shè)備臺(tái)賬信息的匹配；在線式測(cè)溫儀器由于事先在儀器內(nèi)部系統(tǒng)中對(duì)每一個(gè)掃描點(diǎn)標(biāo)記了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行編號(hào)、設(shè)備名稱，所以能通過與生產(chǎn)管理系統(tǒng)服務(wù)器的實(shí)時(shí)通訊實(shí)現(xiàn)采集到的圖譜自動(dòng)與設(shè)備臺(tái)賬信息相匹配。
[0038]步驟4:判斷被測(cè)設(shè)備的可疑過熱部位，并判定被測(cè)設(shè)備致熱的致熱類型；設(shè)備致熱類型包括:電流型致熱、電壓型致熱和綜合型致熱；
[0039]步驟5:獲取紅外熱圖中被測(cè)設(shè)備的溫度參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息；
[0040]步驟6:利用被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖的溫度參數(shù)和環(huán)境參數(shù)信息，計(jì)算被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖的相關(guān)溫度指標(biāo)；所述相關(guān)溫度指標(biāo)包括熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差和溫升；所述熱點(diǎn)溫度就是直接從被測(cè)設(shè)備紅外熱圖獲得的，溫差、相對(duì)溫差、溫升是通過從紅外熱圖獲得的最低溫度以及外界環(huán)境溫度進(jìn)行計(jì)算的，在DL/T664-2008《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》有這幾個(gè)指標(biāo)的定義，溫升是設(shè)備熱點(diǎn)溫度與環(huán)境溫度之差，溫差是熱點(diǎn)溫度與最低溫度之差，相對(duì)溫差即(熱點(diǎn)溫度-最低溫度)除以(最低溫度-環(huán)境溫度)再乘以百分之百。
[0041]步驟7:根據(jù)步驟6中計(jì)算得出的相關(guān)溫度指標(biāo)，在所有歷史圖譜中自動(dòng)搜索提取出最相似案例圖譜；所述歷史圖譜包括了標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫和典型異常紅外圖譜庫中的圖譜，也包括了后來歷次采集的現(xiàn)場(chǎng)圖譜，每次采集的圖譜經(jīng)診斷分析、設(shè)備缺陷現(xiàn)場(chǎng)處理后即轉(zhuǎn)為歷史圖譜。
[0042]步驟8:根據(jù)步驟4獲得的被測(cè)設(shè)備的致熱類型和步驟6獲得的相關(guān)溫度指標(biāo)，在比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖譜、典型異常紅外圖譜和最相似案例圖譜的基礎(chǔ)上，綜合分析診斷被測(cè)設(shè)備是否發(fā)生過熱缺陷；綜合分析診斷設(shè)備是否發(fā)生過熱缺陷的方法包括表面溫度判斷法、相對(duì)溫差判斷法、圖像特征判斷法、同類比較判斷法和檔案分析判斷法；表面溫度判斷法即根據(jù)測(cè)得的設(shè)備表面溫度值，對(duì)照GB/T11022《高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備共用技術(shù)要求》中對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備各種部件、材料、絕緣介質(zhì)的溫度和溫升極限的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合環(huán)境氣候條件、負(fù)荷大小進(jìn)行分析判斷；相對(duì)溫差判斷法即根據(jù)測(cè)得設(shè)備相對(duì)溫差，對(duì)照DL/T664-2008《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合故障特征進(jìn)行分析判斷；圖像特征判斷法即根據(jù)同類設(shè)備的正常狀態(tài)和異常狀態(tài)的熱像圖譜，判斷設(shè)備是否正常；同類比較判斷法即根據(jù)同組三相設(shè)備、同相設(shè)備之間及同類設(shè)備之間對(duì)應(yīng)部位的溫差進(jìn)行比較分析，判斷設(shè)備是否正常；檔案分析判斷法即結(jié)合歷史圖譜記錄，分析同一設(shè)備不同時(shí)期的溫度場(chǎng)分布，找出設(shè)備致熱參數(shù)的變化，判斷設(shè)備是否正常。
[0043]步驟9:依據(jù)步驟8的分析診斷結(jié)果，對(duì)被測(cè)設(shè)備狀態(tài)和缺陷程度判斷定級(jí)，分析可能導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)并給出相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)處理決策建議；
[0044]步驟10:將被測(cè)設(shè)備狀態(tài)信息(即步驟9的被測(cè)設(shè)備狀態(tài)，包括設(shè)備的發(fā)熱部位、發(fā)熱程度)和步驟9中的處理決策建議傳輸?shù)缴a(chǎn)管理系統(tǒng)，觸發(fā)缺陷管理流程啟動(dòng)和評(píng)價(jià)狀態(tài)自動(dòng)更新。
[0045]所述步驟9中的被測(cè)設(shè)備狀態(tài)包括正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、缺陷狀態(tài)，缺陷程度又分級(jí)為一般缺陷、嚴(yán)重缺陷和危急缺陷；所述的現(xiàn)場(chǎng)處理決策建議主要是針對(duì)需要采取的進(jìn)一步診斷項(xiàng)目、設(shè)備是否需加強(qiáng)監(jiān)視以及對(duì)某個(gè)具體零部件的處理措施、缺陷處理時(shí)限和緊急度要求等方面的建議。
[0046]在所述步驟I中，所述的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫包含所有被測(cè)設(shè)備的正常紅外圖譜庫和可見光圖譜庫兩部分；所述正常紅外圖譜庫用于參照比對(duì)分析，所述可見光圖譜庫用于高清描繪顯示設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)；
[0047]所述的典型異常紅外圖譜庫包括所有被測(cè)設(shè)備的各個(gè)常見發(fā)熱部件的代表性異常紅外圖譜，所述異常紅外圖譜還附帶有缺陷情況描述、缺陷原因分析和現(xiàn)場(chǎng)處理情況等信息。
[0048]在所述步驟2中，所述便攜式測(cè)溫儀器利用USB標(biāo)準(zhǔn)接口將采集到的圖譜存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)并上傳至服務(wù)器；所述在線式紅外測(cè)溫儀器具有實(shí)時(shí)通訊功能，通過RS485自動(dòng)將采集到的圖譜上傳至服務(wù)器。
[0049]所述步驟3中，根據(jù)紅外熱圖獲取被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息包括設(shè)備類型、電壓等級(jí)、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備廠家和設(shè)備名稱，以實(shí)現(xiàn)紅外圖譜的自動(dòng)命名、存儲(chǔ)；采用便攜式測(cè)溫儀器時(shí)，手動(dòng)識(shí)別被測(cè)設(shè)備臺(tái)賬信息，在線式測(cè)溫采集的圖譜通過標(biāo)記掃描點(diǎn)的方式自動(dòng)識(shí)別設(shè)備及其臺(tái)賬信息。
[0050]所述步驟5中，被測(cè)設(shè)備的溫度參數(shù)是自動(dòng)從圖譜中提取的；采用便攜式測(cè)溫儀器時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息是人工手動(dòng)回填的；采用在線式紅外測(cè)溫儀器，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息是自動(dòng)獲取的；所述環(huán)境參數(shù)是指大氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)力、輻射率、測(cè)量距離以及運(yùn)行電壓和負(fù)荷電流。
[0051]所述步驟7中的最相似案例圖譜，是指與本次圖譜具有相同致熱類型、相同電壓等級(jí)、相同設(shè)備類型和相同發(fā)熱部件的圖譜中，對(duì)于由熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差和溫升所形成的溫度指標(biāo)特征向量，相似系數(shù)較高、偏差率最小的圖譜。
[0052]步驟8中，所述的分析診斷方法包括:表面溫度判斷法、相對(duì)溫差判斷法、圖像特征判斷法、同類比較判斷法和檔案分析判斷法。
[0053]在步驟10中，觸發(fā)設(shè)備缺陷流程啟動(dòng)和評(píng)價(jià)狀態(tài)自動(dòng)更新后，圖譜將會(huì)對(duì)缺陷流程和記錄進(jìn)行跟蹤，缺陷狀態(tài)、缺陷原因分析和現(xiàn)場(chǎng)處理情況將會(huì)回填到對(duì)應(yīng)圖譜的附帶信息里去，為以后的圖譜比對(duì)分析提供參考。
[0054]所述的被測(cè)設(shè)備包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、電抗器、電力電容器、避雷器、絕緣子、母線、組合電器、套管、穿墻套管、導(dǎo)線、線夾、電纜終端和二次端子箱。
[0055]本發(fā)明的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，規(guī)范了圖譜數(shù)據(jù)格式，方便于圖譜的集中管理和信息共享；高清可見光圖譜多角度展示設(shè)備全景，能輔助于精確顯示設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)，為分析診斷和現(xiàn)場(chǎng)處理提供可靠依據(jù)，而且很好地解決了測(cè)溫儀器在圖譜清晰度與識(shí)別分析速度之間的矛盾關(guān)系；充分比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖譜、典型異常圖譜和最相似案例圖譜，引入了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的借鑒，在此基礎(chǔ)上采用多種方法分析診斷，大大提高了圖譜分析判斷的準(zhǔn)確度和可靠性；具有快捷、全面的查詢、統(tǒng)計(jì)、瀏覽、修改等維護(hù)功能，能對(duì)超周期無圖譜記錄的設(shè)備和超時(shí)限未消缺的相應(yīng)圖譜標(biāo)色警示，便于實(shí)行設(shè)備測(cè)溫周期管理和缺陷過程管理，而且由于與生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互對(duì)接，能為設(shè)備狀態(tài)檢修提供極大的便利。
[0056]本發(fā)明提供方法的實(shí)施方式如下:
[0057]參見附圖1，利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法包括以下步驟:
[0058](I)規(guī)范圖譜數(shù)據(jù)格式，按設(shè)備逐臺(tái)或逐相分別建立標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫和典型異常紅外圖譜庫；
[0059]圖譜數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一規(guī)范為JPG或BMP格式；設(shè)備包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、電抗器、電力電容器、避雷器、絕緣子、母線、組合電器、套管、穿墻套管、導(dǎo)線、線夾、電纜終端和二次端子箱。
[0060]標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫的建立過程如附圖2所示。高清可見光照相機(jī)現(xiàn)場(chǎng)逐臺(tái)設(shè)備收集全景可見光圖譜，手動(dòng)存儲(chǔ)到設(shè)備臺(tái)賬下，形成涵蓋全設(shè)備的可見光圖譜庫；便攜式或在線式測(cè)溫儀器現(xiàn)場(chǎng)逐臺(tái)設(shè)備收集正常紅外熱圖，對(duì)設(shè)備臺(tái)賬信息進(jìn)行識(shí)別、匹配，正常紅外圖譜進(jìn)行存檔，形成涵蓋全部設(shè)備各可能發(fā)熱部件的正常紅外圖譜庫；規(guī)范兩個(gè)庫的圖譜格式，建立設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫。
[0061]典型異常紅外圖譜庫的建立過程如附圖3所示。便攜式或在線式測(cè)溫儀器逐臺(tái)設(shè)備定位個(gè)常見的可能發(fā)熱部件，現(xiàn)場(chǎng)收集典型異常紅外圖譜，對(duì)設(shè)備臺(tái)賬進(jìn)行識(shí)別、匹配，典型異常紅外圖譜進(jìn)行存檔，規(guī)范圖譜格式，建立設(shè)備典型異常紅外圖譜庫。
[0062](2)運(yùn)用便攜式或在線式紅外測(cè)溫儀器現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備紅外熱圖；
[0063]便攜式測(cè)溫儀器現(xiàn)場(chǎng)采集紅外熱圖時(shí)，天氣以陰天、多云為宜，風(fēng)速一般不大于
0.5米/秒，設(shè)備通電時(shí)間應(yīng)在24小時(shí)以上，盡量避開熱輻射源的干擾，測(cè)溫儀器還需定期校驗(yàn)；在線式測(cè)溫裝置應(yīng)能長期連續(xù)穩(wěn)定工作，滿足全天候環(huán)境使用條件。
[0064]便攜式測(cè)溫儀器采集到的圖譜利用USB標(biāo)準(zhǔn)接口存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)并上傳至服務(wù)器；在線式測(cè)溫儀器具有實(shí)時(shí)通訊功能，通過RS485自動(dòng)將采集到的圖譜上傳至服務(wù)器。
[0065](3)識(shí)別設(shè)備在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的臺(tái)賬信息，紅外熱圖與相應(yīng)設(shè)備臺(tái)賬進(jìn)行匹配；[0066]圖譜識(shí)別匹配設(shè)備臺(tái)賬后能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)命名和存儲(chǔ)，并可根據(jù)設(shè)備臺(tái)賬信息對(duì)圖譜進(jìn)行維護(hù)，進(jìn)行圖譜的查詢、統(tǒng)計(jì)、瀏覽、修改等功能操作。
[0067](4)定位設(shè)備可疑過熱部位，并判定設(shè)備致熱的類型；
[0068]設(shè)備圖譜中某一區(qū)域的平均溫度尤為異于其他區(qū)域，則定位為可疑的過熱部位；設(shè)備致熱的類型包括電流型致熱、電壓型致熱和綜合型致熱。
[0069](5)獲取紅外熱圖的溫度參數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)
信息；
[0070]溫度參數(shù)自動(dòng)從圖譜的原始溫度計(jì)算數(shù)據(jù)中提取；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息，便攜式測(cè)溫方式是人工手動(dòng)回填的，在線式測(cè)溫方式則自動(dòng)獲取并上傳回填到服務(wù)器。
[0071](6)利用獲取的參數(shù)信息換算設(shè)備紅外圖譜的熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差和溫升等相關(guān)指標(biāo)；
[0072]熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差和溫升等指標(biāo)通過譜圖自動(dòng)提取的溫度參數(shù)以及大氣溫度值進(jìn)行換算。
[0073](7)根據(jù)計(jì)算得出的相關(guān)溫度指標(biāo)值，在所有歷史圖譜中自動(dòng)搜索提取出最相似案例圖譜；
[0074]最相似案例圖譜的提取過程如附圖4所示。從歷史圖譜記錄中查找出與本例圖譜致熱類型、電壓等級(jí)、設(shè)備類型、發(fā)熱部件均相同的圖譜；滿足條件的歷史圖譜分別與本例圖譜對(duì)比分析，計(jì)算溫度指標(biāo)特征向量的相似系數(shù)；過濾出相似系數(shù)大于0.9的歷史圖譜；根據(jù)致熱類型確定個(gè)溫度指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)并分別計(jì)算歷史圖譜與本例圖譜的溫度指標(biāo)特征向量偏差率；找出偏差率最小的歷史圖譜，確定為本例圖譜的最相似案例圖譜。
[0075]溫度指標(biāo)特征向量為圖譜的熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差、溫升所形成的四維向量，如本例圖譜的熱點(diǎn)溫度值記為ai ,溫差值記為a2,相對(duì)溫差值記為a3,溫升值記為a4,則本例圖譜的溫度指標(biāo)特征向量4=[&1，&2，&3，&4]，同理，可將任一歷史圖譜的熱點(diǎn)溫度值記為1^，溫差值記為bi2，相對(duì)溫差值記為bi3，溫升值記為bi4，則任一歷史圖譜的溫度指標(biāo)特征向量B1-[bn，bi2，bi3，bi4]。
[0076]溫度指標(biāo)特征向量的相似系數(shù)采用余弦相似系數(shù)來計(jì)算，本例圖譜的溫度指標(biāo)特征向量A與任一歷史圖譜的溫度指標(biāo)特征向量^的余弦相似系數(shù)P _可按下列公式計(jì)算:
【權(quán)利要求】
1.利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟1:規(guī)范圖譜數(shù)據(jù)格式，(按設(shè)備逐臺(tái)或逐相分別)建立標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫和典型異常紅外圖譜庫； 步驟2:運(yùn)用便攜式測(cè)溫儀器或在線式紅外測(cè)溫儀器，現(xiàn)場(chǎng)采集被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖，并根據(jù)紅外熱圖獲取被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息； 步驟3:將被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息與生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的臺(tái)賬信息進(jìn)行匹配，定位被測(cè)設(shè)備 步驟4:判斷被測(cè)設(shè)備的可疑過熱部位，并判定被測(cè)設(shè)備致熱的致熱類型； 步驟5:獲取紅外熱圖中被測(cè)設(shè)備的溫度參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息； 步驟6:利用被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖的溫度參數(shù)和環(huán)境參數(shù)信息，計(jì)算被測(cè)設(shè)備的紅外熱圖的相關(guān)溫度指標(biāo)；所述相關(guān)溫度指標(biāo)包括熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差和溫升； 步驟7:根據(jù)步驟6中計(jì)算得出的相關(guān)溫度指標(biāo)，在所有歷史圖譜中自動(dòng)搜索提取出最相似案例圖譜； 步驟8:根據(jù)步驟4獲得的被測(cè)設(shè)備的致熱類型和步驟6獲得的相關(guān)溫度指標(biāo)，在比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖譜、典型異常紅外圖譜和最相似案例圖譜的基礎(chǔ)上，綜合分析診斷被測(cè)設(shè)備是否發(fā)生過熱缺陷； 步驟9:依據(jù)步驟8的分析診斷結(jié)果，對(duì)被測(cè)設(shè)備狀態(tài)和缺陷程度判斷定級(jí)，分析可能導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)并給出相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)處理決策建議； 步驟10:將被測(cè)設(shè)備狀態(tài)信息(即步驟9的被測(cè)設(shè)備狀態(tài)，包括設(shè)備的發(fā)熱部位、發(fā)熱程度)和步驟9中的處理決策建議傳輸?shù)缴a(chǎn)管理系統(tǒng)，觸發(fā)缺陷管理流程啟動(dòng)和評(píng)價(jià)狀態(tài)自動(dòng)更新。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，在所述步驟I中，所述的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫包含所有被測(cè)設(shè)備的正常紅外圖譜庫和可見光圖譜庫兩部分；所述正常紅外圖譜庫用于參照比對(duì)分析，所述可見光圖譜庫用于高清描繪顯示設(shè)備發(fā)執(zhí)占.所述的典型異常紅外圖譜庫包括所有被測(cè)設(shè)備的各個(gè)常見發(fā)熱部件的代表性異常紅外圖譜，所述異常紅外圖譜還附帶有缺陷情況描述、缺陷原因分析和現(xiàn)場(chǎng)處理情況等信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，在所述步驟2中，所述便攜式測(cè)溫儀器利用USB標(biāo)準(zhǔn)接口將采集到的圖譜存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)并上傳至服務(wù)器；所述在線式紅外測(cè)溫儀器具有實(shí)時(shí)通訊功能，通過RS485自動(dòng)將采集到的圖譜上傳至服務(wù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，所述步驟3中，根據(jù)紅外熱圖獲取被測(cè)設(shè)備的設(shè)備信息包括設(shè)備類型、電壓等級(jí)、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備廠家和設(shè)備名稱(，以實(shí)現(xiàn)紅外圖譜的自動(dòng)命名、存儲(chǔ))；采用便攜式測(cè)溫儀器時(shí)，手動(dòng)識(shí)別被測(cè)設(shè)備臺(tái)賬信息，在線式測(cè)溫采集的圖譜通過標(biāo)記掃描點(diǎn)的方式自動(dòng)識(shí)別設(shè)備及其臺(tái)貝長?目息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，所述步驟5中，被測(cè)設(shè)備的溫度參數(shù)是自動(dòng)從圖譜中提取的；采用便攜式測(cè)溫儀器時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息是人工手動(dòng)回填的；采用在線式紅外測(cè)溫儀器，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量儀器和環(huán)境參數(shù)信息是自動(dòng)獲取的；所述環(huán)境參數(shù)是指大氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)力、輻射率、測(cè)量距離以及運(yùn)行電壓和負(fù)荷電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，所述步驟7中的最相似案例圖譜，是指與本次圖譜具有相同致熱類型、相同電壓等級(jí)、相同設(shè)備類型和相同發(fā)熱部件的圖譜中，對(duì)于由熱點(diǎn)溫度、溫差、相對(duì)溫差和溫升所形成的溫度指標(biāo)特征向量，相似系數(shù)較高、偏差率最小的圖譜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，步驟8中，所述的分析診斷方法包括:表面溫度判斷法、相對(duì)溫差判斷法、圖像特征判斷法、同類比較判斷法和檔案分析判斷法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，在步驟10中，觸發(fā)設(shè)備缺陷流程啟動(dòng)和評(píng)價(jià)狀態(tài)自動(dòng)更新后，圖譜將會(huì)對(duì)缺陷流程和記錄進(jìn)行跟蹤，缺陷狀態(tài)、缺陷原因分析和現(xiàn)場(chǎng)處理情況將會(huì)回填到對(duì)應(yīng)圖譜的附帶信息里去，為以后的圖譜比對(duì)分析提供參考。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅外圖譜分析診斷設(shè)備過熱缺陷的方法，其特征是，所述的被測(cè)設(shè)備可包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、電抗器、電力電容器、避雷器、絕緣子、母線、組合電器、套管、穿墻套管、導(dǎo)線、線夾、電纜終端和二次端子箱。
【文檔編號(hào)】G01N25/72GK103901072SQ201410161021
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】汪俊斌, 劉厚康, 曾議, 楊威 申請(qǐng)人:國網(wǎng)安徽省電力公司淮南供電公司