一种基于光学成像的高压电气设备状态检测系统的制作方法

本发明涉及高压电气设备的检测领域，特别涉及一种基于光学成像的高压电气设备状态检测系统。

背景技术：

1、目前电力系统中电力设备大多采用的计划检修体制存在着严重缺陷，如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等，这使每年在设备维修方面耗资巨大，随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中的应用，使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展和应用，高压电气设备状态智能管理的目的是为了及时掌握设备的运行状态，在此基础上为设备的状态检修提供依据，随着科技的不断进步，社会的发展，电力设备自动化控制和现场无人值守巳成为必然趋势。

2、由于状态检修主要依赖于对运行中设备的状态检测以及在线监测手段，所以，电力设备运行状态检测和在线监测在电力安全生产中始终起着重要的作用，紫外、红外成像技术作为一门新技术，在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性，红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良好与否进行诊断，它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像，由于设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写，而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征，因此采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设备的状态及其隐患缺陷，紫外成像是以设备高压放电的电晕强度为依据对设备的运行状态进行监测和诊断，紫外像也具有非接触、远距离成像的特点，不受电场干扰，具有直观、准确、灵敏度高、快速、安全、应用范围广等特点，已成为电力设备健康状态监测和故障诊断的重要手段之一，尽管两种方法探测的都是光辐射信号，但其原理存在差异，红外成像探测的是7.5-13um波段的红外光信号，反映的是设备温度分布上的差异，而这种温度差异主要是由电流分布不同而引起，但在工程实际中有些设备缺陷并不会造成电流的明显增加，但有可能会引起放电现象；紫外成像探测的是0.24-0.28um波段的紫外光信号，反映的是放电现象，但在工程实际中，很多缺陷虽然可导致局部场强的增加，但其电场强度往往还不足以形成放电，因而使得紫外成像法无法检测到其缺陷；或者即使形成了放电，但放电点可能在设备内部，因而也无法被紫外成像仪所探测，但这种缺陷有可能会导致温度的异常升高从而被红外成像仪所探测，目前紫外、红外热成像检测大都停留在单一操作检测，对存储的电晕图像、电晕视频、热图像往往停留在后台pc机上的分析诊断，只能是间断性的分析控制，不能对电晕、热分布场实时监控和诊断的故障性质等操作，这往往会造成监视延误而引起比较大财产损失，另外对某些特殊场合如无人职守变电站运行设备的电晕、热状态检测，若是便携式操作的紫外、红外设备，往往会造成人们劳动强度的提升及诊断不及时等缺陷，总之，目前的紫外、红外热成像仪仍需要人为加以控制操作，这仍未减轻人们的工作方便性和控制实时性，在此基础背景下，人们强烈希望能出现一种可以远程控制的智能化的紫外、红外热像监控诊断系统，以实现对紫外、红外图像的远程控制操作。

3、因此，提出一种基于光学成像的高压电气设备状态检测系统来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于光学成像的高压电气设备状态检测系统，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种基于光学成像的高压电气设备状态检测系统，包括主控单元，所述主控单元包括存储单元和远程监控终端，所述远程监控终端的输出端电性连接有预警单元，所述预警单元的输出端电性连接有定位模块，所述存储单元的输出端电性连接有流媒体服务模块的输入端，所述存储单元的输入端电性连接有可见光视频单元、紫外视频单元和红外视频单元的输出端；

4、所述远程监控终端用于远程监控高压电气设备，所述预警单元基于高压电气设备的状态进行预警，所述定位模块基于预警的高压电气设备进行定位处理，所述存储单元用于存储可见光视频单元、紫外视频单元和红外视频单元的视频数据，所述流媒体服务模块用于提供流媒体服务。

5、优选的，所述流媒体服务模块、可见光视频单元和紫外视频单元的输出端电性连接有图像采集单元的输入端，所述可见光视频单元包括至少一个的可见光摄像机，所述紫外视频单元包括至少一个的紫外摄像机，所述红外视频单元包括至少一个的红外摄像机，所述图像采集单元用于采集可见光视频单元、紫外视频单元和红外视频单元的视频内容。

6、优选的，所述图像采集单元的输出端电性连接有视频传输模块的输入端，所述视频传输模块的输入端电性连接有光端机的输出端，所述视频传输模块的输出端电性连接有视频处理模块的输入端，所述视频处理模块的输入端电性连接有图像信息转换模块的输出端；

7、所述视频传输模块用于将图像采集单元采集的视频通过光端机进行传输，所述视频处理模块用于对传输的视频进行处理，所述图像信息转换模块用于对视频处理模块处理的视频进行图像信息的转换。

8、优选的，所述视频处理模块的输出端电性连接有温度计算模块、紫外光子计算模块和视频叠加模块的输入端，所述视频叠加模块的输出端电性连接有定位分析模块的输入端；

9、所述温度计算模块基于处理的视频进行高压电气设备的温度计算，所述紫外光子计算模块基于处理的视频进行高压电气设备紫外光子的计算，所述视频叠加模块用于将可见光视频单元、紫外视频单元和红外视频单元的视频内容进行叠加，所述定位分析模块基于叠加的内容进行当其高压电气设备的位置分析。

10、优选的，所述远程监控终端包括登录模块、检测设备控制单元、查看模块，所述检测设备控制单元包括紫外摄像机、红外摄像机、可见光摄像机和室外一体化云台；

11、所述登录模块用于登录远程监控终端时对用户进行认证，所述检测设备控制单元用于对紫外摄像机、红外摄像机、可见光摄像机和室外一体化云台进行操作的控制，所述室外一体化云台用于完成目标景物的取景、照明和聚焦功能。

12、优选的，所述远程监控终端包括光端机、矩阵控制器、监视墙、主监视器、硬盘录像机和主/分控键盘，所述远程监控终端用于登陆主控服务器实时监测上传的视频，査看主控服务器上传的监测数，所述远程监控终端用于整个系统的控制、图像显示、图像录像，用于向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像。

13、优选的，所述可见光视频单元、紫外视频单元和红外视频单元用于完成目标景物到图像信息的转换。

14、有益效果

15、与现有技术相比，本发明提供了一种基于光学成像的高压电气设备状态检测系统，具备以下有益效果：

16、1、该基于光学成像的高压电气设备状态检测系统，可通过先进的光学成像的方法对高压设备的异常发热、放电、进行检测，具有非接触、灵敏度高、定位准确、抗干扰能力强、检测效率高的特点，特别是将两种方法进行结合对设备进行联合检测和综合诊断，弥补了以往单一检测方法的不足；利用开发的软件管理系统可对设备的检测信息进行高效管理，采用信息融合技术和智能诊断算法可有效进行故障的自动识别和诊断及预警，实现设备状态实时管理。

17、2、该基于光学成像的高压电气设备状态检测系统，采用红外和紫外成像技术对高压设备开展发热和放电特性研究，对比研究典型缺陷下的高压设备红外和紫外图谱特征，分析红外和紫外成像法对不同缺陷类型检测的灵敏性，提出一种融合红外和紫外图谱信息的高压设备故障的综合评估方法；基于该方法和图像处理技术，研发出集红外成像技术，紫外成像技术和可见光技术于一体的高压电气设备状态智能管理系统。

18、3、该基于光学成像的高压电气设备状态检测系统，对设备进行有效的监测和检测，可使设备维修费减少25％～50％，设备事故率减少75％，经济效益十分显著，传统的继电保护和自动装置虽然能够起到一定的保护作用，在线监测和带电测试技术是高压测试技术发展的一个必然方向，网络型高压设备紫外、红外成像在线监测系统，可实现对紫外、红外和可见光图像的远程传输和监控、超温、电晕超标报警提示，能够更好的发现和预警早期的电晕、发热等故障，保障设备安全运行。

19、4、该基于光学成像的高压电气设备状态检测系统，系统通过安装在变电站现场一定数量的视频单元，可以通过设置定时定点对变电站预置各测量点，每天能根据负荷情况自动对高负荷设备进行数次温度、电晕和图像扫描，重点监测部位进行连续测温、电晕、发展趋势连续成像，通过紫外、红外图像分析处理单元对图像进行自动分析，并允许通过网络实时查看各点温度、电晕强度、图像和分析结果系统将提高变电站智能化、实时化、信息化、网络化水平的，为变电站的安全生产提供可靠的保障。