本發(fā)明涉及紅外智能測量領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于高壓電纜瓷套式終端的在線紅外測溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，電纜瓷套式終端因其良好的電氣性能得到廣泛應(yīng)用。但是，高壓電纜瓷套式終端普遍采用填充油絕緣技術(shù)，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，數(shù)量眾多的終端設(shè)備也給監(jiān)測和檢修帶來巨大的挑戰(zhàn)，因而成為電力傳輸過程中最薄弱的環(huán)節(jié)，故障率較其它部分高。高壓電纜終端的很多故障最終都會以熱量的形式表現(xiàn)出來，熱量的釋放又進(jìn)一步增大泄漏電流、加劇設(shè)備老化，甚至引起火災(zāi)。

目前階段，國內(nèi)外電力行業(yè)廣泛采用分布式光纖測溫技術(shù)對電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。但是，作為一種接觸式測溫手段，該方法仍然存在著覆蓋面窄、精確度不高、安裝復(fù)雜、光纖彎曲時容易折斷并且衰減嚴(yán)重等缺點。與傳統(tǒng)的接觸式測溫方法相比，紅外測溫技術(shù)具有非接觸、精度高、速度快、操作便捷、結(jié)果直觀等優(yōu)點，在診斷設(shè)備發(fā)熱異常方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

目前我國電力行業(yè)采用紅外成像技術(shù)進(jìn)行電力設(shè)備的監(jiān)測與檢修越來越多，許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究，使紅外成像技術(shù)在我國有了一定的發(fā)展，但受限于環(huán)境的不穩(wěn)定性，電力設(shè)備實時在線監(jiān)測與診斷的應(yīng)用還不多見。目前大多數(shù)紅外測溫都選擇在天氣條件良好的情況下?lián)駲C(jī)進(jìn)行，還很難做到隨心所欲。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于高壓電纜瓷套式終端的在線紅外測溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備在線監(jiān)測、自動采集、實時診斷并預(yù)警等功能，在一年的現(xiàn)場應(yīng)用過程中，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、快速準(zhǔn)確，在不改變設(shè)備任務(wù)運行參數(shù)的條件下即可自動、準(zhǔn)確地判定設(shè)備運行狀態(tài)，大大提升了檢修效率，保障了電網(wǎng)運行的可靠性。同時在線式監(jiān)控系統(tǒng)配合高清熱成像儀設(shè)備的使用彌補(bǔ)了手持紅外設(shè)備的缺點，使成像畫質(zhì)有了質(zhì)的提升，為終端故障定位提供了直接證據(jù)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種用于高壓電纜瓷套式終端的在線紅外測溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括前端采集裝置、監(jiān)控顯示裝置、數(shù)據(jù)采集客戶端和用戶遠(yuǎn)程設(shè)備，所述的前端采集裝置連接監(jiān)控顯示裝置，所述的數(shù)據(jù)采集客戶端分別連接前端采集裝置和監(jiān)控顯示裝置，所述的用戶遠(yuǎn)程設(shè)備分別連接監(jiān)控顯示裝置和數(shù)據(jù)采集客戶端。

所述的系統(tǒng)還包括與數(shù)據(jù)采集客戶端連接的故障實時預(yù)警模塊。

所述的數(shù)據(jù)采集客戶端包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊和異常取證模塊，所述的異常取證模塊連接故障實時預(yù)警模塊，所述的異常取證模塊截取異常監(jiān)測區(qū)域的畫面，生成報表，并觸發(fā)故障實時預(yù)警模塊。

所述的前端采集裝置為紅外成像儀。

所述的紅外成像儀包括紅外圖像控制單元、可見光顯示單元和紅外畫面顯示單元，所述的紅外圖像控制單元分別與可見光顯示單元和紅外畫面顯示單元連接，所述的紅外圖像控制單元與所述的監(jiān)控顯示裝置連接。

所述的用戶遠(yuǎn)程設(shè)備與監(jiān)控顯示裝置、數(shù)據(jù)采集客戶端之間均采用無線通信。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、系統(tǒng)具備在線監(jiān)測、自動采集、實時診斷并預(yù)警等功能，在一年的現(xiàn)場應(yīng)用過程中，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、快速準(zhǔn)確，在不改變設(shè)備任務(wù)運行參數(shù)的條件下即可自動、準(zhǔn)確地判定設(shè)備運行狀態(tài)，大大提升了檢修效率，保障了電網(wǎng)運行的可靠性；

2、測溫可靠：從技術(shù)層面上看，通過圖像處理和溫度補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)可確保測溫算法的可靠性；

3、減少維護(hù)成本：從經(jīng)濟(jì)層面上看，紅外在線監(jiān)測可大大提升電力系統(tǒng)的自動化水平，減少各項維護(hù)成本；

4、非接觸測量、方便快捷：不破壞設(shè)備原有的溫度場，實現(xiàn)非接觸測量，數(shù)據(jù)真實可靠，無需取樣，不對電力系統(tǒng)造成任何不必要的影響，簡單快捷；

5、無需人工巡查：可實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，減少勞動強(qiáng)度，節(jié)省維護(hù)成本；

6、數(shù)據(jù)分析自動化：減少人為誤判，推進(jìn)電力系統(tǒng)的智能化進(jìn)程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)總體方案設(shè)計示意圖；

1、前端采集裝置；2、監(jiān)控顯示裝置；3、數(shù)據(jù)采集客戶端；4、用戶遠(yuǎn)程設(shè)備；5、故障實時預(yù)警模塊。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例

1、總體方案：

系統(tǒng)總體方案如圖1所示。一種用于高壓電纜瓷套式終端的在線紅外測溫系統(tǒng)，系統(tǒng)具有紅外圖像采集、實時數(shù)據(jù)處理、故障在線診斷、監(jiān)測區(qū)域設(shè)定、報表自動生成、故障實時預(yù)警、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、歷史數(shù)據(jù)管理等功能。該系統(tǒng)包括前端采集裝置1、監(jiān)控顯示裝置2、數(shù)據(jù)采集客戶端3和用戶遠(yuǎn)程設(shè)備4，所述的前端采集裝置1連接監(jiān)控顯示裝置2，所述的數(shù)據(jù)采集客戶端3分別連接前端采集裝置1和監(jiān)控顯示裝置2，所述的用戶遠(yuǎn)程設(shè)備4分別連接監(jiān)控顯示裝置2和數(shù)據(jù)采集客戶端3。系統(tǒng)還包括與數(shù)據(jù)采集客戶端3連接的故障實時預(yù)警模塊5。

其中前端采集裝置負(fù)責(zé)在線監(jiān)控并采集電纜瓷套式終端的紅外圖像，監(jiān)控顯示裝置負(fù)責(zé)實時顯示監(jiān)測圖像，數(shù)據(jù)采集客戶端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸、存儲和管理，用戶則通過4g路由器與遠(yuǎn)程現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行交互，以及時了解現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)。

2、硬件設(shè)計：

根據(jù)被測終端的安裝位置，本套系統(tǒng)的采集前端為高性能紅外熱像儀。該設(shè)備采用了非制冷氧化釩(vox)探測器，分辨率為640×512，波長范圍7.5–13.5μm，幀頻8.3hz(pal)，像素尺寸17μm，熱靈敏度＜50mk，視場角達(dá)45°×37°，可實現(xiàn)全天候的高清圖像采集，測溫誤差在±2℃內(nèi)，保證后期數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量及診斷的可靠性。所有設(shè)備的現(xiàn)場安裝均符合gb4208-2008，按防護(hù)等級ip67進(jìn)行設(shè)計，適合戶外長期使用。

3、軟件設(shè)計：

根據(jù)實際需要，軟件系統(tǒng)設(shè)計了紅外圖像實時顯示、測溫區(qū)域自定義、溫度最值與均值計算、歷史曲線記錄、報表導(dǎo)出、短信告警等模塊。功能豐富、操作簡單、界面友好，很好地滿足了現(xiàn)場監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析的要求。

4、組網(wǎng)方案：

為了實現(xiàn)現(xiàn)場到遠(yuǎn)程用戶處的數(shù)據(jù)傳輸，必須設(shè)置容易快速部署的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)采用了本地?zé)o線4g組網(wǎng)，使同一區(qū)域的成像設(shè)備形成一個小型局域網(wǎng)，統(tǒng)一通過4g路由器和遠(yuǎn)端電腦通信連接?，F(xiàn)場畫面實時展現(xiàn)，用戶可以通過手機(jī)、電腦或在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程訪問現(xiàn)場設(shè)備。

5、現(xiàn)場應(yīng)用

為了驗證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，對楊建2145線三相終端進(jìn)行近一個月的在線監(jiān)測。完成了紅外圖像采集、實時數(shù)據(jù)處理、故障在線診斷、故障實時預(yù)警、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、歷史數(shù)據(jù)管理等一系列環(huán)節(jié)的測試，效果良好。

根據(jù)三相終端的特性，將紅外成像儀安裝在觀測側(cè)方，這樣可以最大程度地覆蓋三相終端。紅外熱成像支持全幅測溫，實時監(jiān)控每個像素點溫度。實時監(jiān)控畫面中可以清晰的分析出終端發(fā)熱處和實時溫度，以及監(jiān)控區(qū)域中最高溫度和最低溫度的區(qū)域，滿足了實時性和直觀性的要求。

實時記錄當(dāng)天測溫區(qū)域數(shù)據(jù)變化，包括：最高溫度、最低溫度、平均溫度。通過歷史數(shù)據(jù)里記錄測溫區(qū)域數(shù)據(jù)，周期性分析可以得知業(yè)務(wù)運行趨，可為電力運維保障工作提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

為提高系統(tǒng)的智能化，減輕人工診斷的壓力，系統(tǒng)設(shè)計了異常圖像自動抓取功能。當(dāng)出現(xiàn)監(jiān)測區(qū)域異常時，后臺立即抓拍當(dāng)時畫面，并且生成報表通知運維人員。

通過歷史數(shù)據(jù)里記錄測溫區(qū)域數(shù)據(jù)，周期性分析可以得知業(yè)務(wù)運行趨，可為電力運維保障工作提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

為了讓畫面效果更加清晰，紅外雙視熱成像儀支持可見光和紅外畫面自由切換，采用近年興起的雙視融合技術(shù)進(jìn)行畫面輸出。雙視畫面既能突出高溫異常區(qū)域，又使畫面符合人眼的視覺習(xí)慣。

從技術(shù)層面上看，通過圖像處理和溫度補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)可確保測溫算法的可靠性。從經(jīng)濟(jì)層面上看，紅外在線監(jiān)測可大大提升電力系統(tǒng)的自動化水平，減少各項維護(hù)成本?？偟膩碚f，紅外在線測溫有以下優(yōu)勢：

(1)不破壞設(shè)備原有的溫度場，實現(xiàn)非接觸測量，數(shù)據(jù)真實可靠；

(2)無需取樣，不對電力系統(tǒng)造成任何不必要的影響，簡單快捷；

(3)無需人工巡查，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，減少勞動強(qiáng)度，節(jié)省維護(hù)成本；

(4)數(shù)據(jù)分析自動化，減少人為誤判，推進(jìn)電力系統(tǒng)的智能化進(jìn)程。

在一個月的在線使用中，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、測溫準(zhǔn)確、報警及時、報表完整。前端采集設(shè)備在承受各種惡劣氣候條件的情況下未出現(xiàn)宕機(jī)情況，適合長期工作。電纜終端和線纜接頭每個發(fā)熱點在圖片上都可以清晰的看到，在線式監(jiān)控系統(tǒng)配合高清熱成像儀設(shè)備的使用彌補(bǔ)了手持紅外設(shè)備的缺點，使成像畫質(zhì)有了質(zhì)的提升，為終端故障定位提供了直接證據(jù)。

綜上所述，該系統(tǒng)能夠滿足大中型變電站的監(jiān)測要求，減輕了運維人員的勞動強(qiáng)度，提高監(jiān)測與檢修的效率。本文提出的基于紅外測溫原理的高壓電纜瓷套式終端在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計方案是可行的。本系統(tǒng)的成功應(yīng)用可為電力設(shè)備的在線溫度監(jiān)測提供有益的借鑒。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。