高壓電氣設備內部運行圖像實時監測系統的製作方法

2023-08-13 12:55:01 1

專利名稱：高壓電氣設備內部運行圖像實時監測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及實時監測系統，尤其涉及一種高壓電氣設備內部運行圖像實時 監測系統。
背景技術：
變電站高壓電氣設備具有技術密集與價格昂貴的特點，如一臺大型變壓器
的造價約在千萬元以上，而變壓器、斷路器、GIS等主要電氣設備， 一般採用封 閉的油絕緣或SF6氣體絕緣方式，無論運行中或事故時，都無法直接看到其內 部狀況，從上世紀50年代的事故後停電維修制，逐漸演變為維修預防制、停電 預防性試驗制，上述方法和制度都影響設備的利用率和供電可靠性，上世紀末 新提出了設備狀態檢修的概念，是當今變電站高壓電氣設備運行管理的研究和 發展方向。現有公開技術中變電站高壓電氣設備監測和診斷相關技術情況是
① .便攜型遠紅外線測溫儀和熱成像測溫儀，對於金屬封閉的高壓電氣設備， 只能監測外部或淺表發熱現象，無法監測和診斷高壓電氣設備內部情況。
② .一種電子工業內窺鏡裝置，它通過玻璃纖維光導傳像素來傳送圖像，只 能在高壓電氣設備事故停電後，才能進行局部的圖像檢査。雖然它的插入部位 柔軟可以彎曲，但是，對於內部結構複雜的的變壓器、斷路器、GIS等高壓電氣 設備來說，其插入鏡頭可以到達的部位明顯不足，另外高壓電氣設備內部還有 帶正壓力的絕緣油或SF6氣體，有時還要放油或放氣，工作量大、工期長，不 利於事故診斷，更不能進行正常運行中的監測。
③ .專利號為CN0259624. 8的一種變壓器在線智能監測系統及其智能分析診 斷方法，採用變壓器動態性能監測傳感器，經模數轉換電路接入工控機內，由 前臺計算機進行數據處理，然後進行診斷分析，對變壓器異常情況進行報警。 但這種診斷方法只能對變壓器動態性進行檢測分析，無法直接監測到變壓器內部的實際狀況，也無法給數以千計的每個零部件都裝上傳感器，這對於運行中
靜止的變壓器、電容器、斷路器、GIS等高壓電氣設備來說，其監測和診斷方法 明顯不足或滯後於設備異常情況發生時間。如變壓器鐵心緊固件鬆動、線圈輕 微變形等異常情況，都無法及時發現。
④. 一種電氣設備絕緣在線監測系統，利用絕緣油中溶解氣體為反映故障的 特徵量，對於變壓器油中溶解氣體色譜分析的方法在線監測，實現故障診斷， 判斷故障性質。也無法監測和看到高壓電氣設備內部實際情況。 '⑤.一種大型電力變壓器綜合在線監測系統，利用局部放電在線監測、油中 溶解氣體分析、溫度負荷在線監測、綜合狀態特性分析和網絡數據傳輸等技術， 實時採集運行數據，通過多種網絡傳輸技術，將監測結果傳送到監控中心，實 現了變壓器運行狀態在線監測和數據分析處理，為變壓器的狀態維護提供可靠 依據。也無法監測到高壓電氣設備內部實際圖象情況。
綜上所述，目前公開技術中，高壓電氣設備診斷技術只能進行設備外部檢查 或停電內部檢査，高壓電氣設備在線監測技術都是釆用對設備內部非電氣量檢 測的間接判別方法，不能直接檢測到高壓電氣設備內部元件的實際圖象信息， 更不能提供設備事故前和事故時的內部圖像資料，對高壓電氣設備的運行狀態 和事故狀態監測、診斷方法不直接或明顯滯後，還存在電磁幹擾對裝置的影響 等誤判斷的因素，不能滿足設備狀態檢修的技術需求。

發明內容
為了解決現有高壓電氣設備監測技術方法不足，診斷方法不直接，不能滿 足設備狀態檢修技術需求的問題，有鑑於此，本發明的目的是提供一種高壓電 氣設備內部圖像監測系統，實現對帶電運行中的高壓設備內部零部件鬆動或脫 落、變形、局部放電、發熱點、油氣材料顏色等圖像，進行直接觀察監測，還 可以通過該系統的各種光纖傳感器，對設備內部的油、氣等非電量測量數據進 行實時監測，達到對運行中的高壓電氣設備實時全息圖像和非電量監測目的。本發明解決技術問題所採用的技術方案是
一種高壓電氣設備內部圖像監測系統，主要包括高壓設備，光纜集線器，工 控機，計算機伺服器，計算機終端，其中，在高壓設備的腔體內壁設置有監測 點，監測點主要由高清晰光纖鏡頭、紅外線光纖鏡頭、紫外線光纖鏡頭、光纖 燈和光纖傳感器組成，監測點設置有高壓絕緣光纜，匯入光纜集線器，光纜集 線器後通過絕緣光纜連接有光纜引出套管，通過光纜引出套管，將高壓絕緣光 纜引出到高壓設備外，再經過工控機，連接變電站主控制室的計算機伺服器。
工控機上設置有光源設備、光電轉換裝置和軟體。
本發明技術方案的有益效果是，
通過高壓電氣設備內部圖像監測系統，在高壓電氣設備內設置光纖鏡頭， 將帶電運行中的高壓電氣設備內部運行圖像信息，經光纖傳輸設備和光電轉換 裝置，直接傳入工控機進行數據存儲處理，變電站工程技術人員通過計算機人 機接口界面，可以隨時査看設備內部的實時高清晰畫面、遠紅外線熱成像畫面、 紫外線光纖鏡頭成像畫面、非電量測量數據，以及査閱歷史數據和圖像信息， 實現對帶電運行中的高壓電氣設備內部全息圖像和測量數據監測管理實現高壓 電氣設備全息圖像監測，能夠直觀的實時監測帶電運行中的高壓電氣設備運行 內部狀況，及早發現設備內部異常跡象，達到預防和控制高壓電氣設備異常及 事故的效果。該系統還可以很方便的安裝使用各種光纖傳感器，實時監測設備 內部的非電氣量等數據信息，精度高、抗幹擾能力強、響應速度快，為實現設 備狀態檢修提供必要的技術條件。在發生設備異常與故障時，可以提供事件前 後的詳細資料，有助於分析事故和制定針對性措施，提高電氣設備運行水平和 供電可靠性。
在設備帶電運行中，可以隨時査看設備內部的高清晰畫面、遠紅外線熱成 像畫面、紫外線成像畫面、非電量測量數據，實現對帶電運行中的高壓電氣設 備內部全息圖像直接實時觀測監測，同時又具有測量數據實時監測功能，精度高、抗幹擾能力強、響應速度快，能夠及早發現設備內部異常跡象，達到預防 和控制高壓電氣設備異常及事故的效果，不再需要進行停電維修預防、停電預 命性試驗等例行工作，不僅節約了施工費用，還提高了設備利用率和供電可靠 性。即使在發生設備異常與故障時，能直接査看事件前後的數據和圖象信息， 可以快速準確的分析事故和制定針對性措施，提高變電站電氣設備安全運行水 平。


下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案進一步說明。 圖l是本發明的總體結構圖。
'圖2是本發明的監測點結構圖。
具體實施例方式
由圖1可以看出，本高壓電氣設備內部運行圖像實時監測系統，主要包括 高壓設備l，光纜集線器2，工控機3，計算機伺服器4，計算機終端5，其中， 在高壓設備1的腔體內壁上，設置監測點6，在每個監測點6與光纜集線器2之 間採用高壓絕緣光纜7連接，在光纜集線器2內，將每根高壓絕緣光纜7匯接， 通過光纜引出套管8，將高壓絕緣光纜7引出到高壓設備1夕卜，通過絕緣光纜 l"6接入變電站主控制室的工控機3,在工控機3內置有光源設備10和光電轉換 裝置9，工控機3與計算機伺服器4、計算機終端5之間，採用帶屏蔽功能的數 據線17相互連接，在工控機3上安裝有數據存儲與處理軟體，在計算機伺服器 4上安裝資料庫和圖象分析管理系統軟體，在計算機終端5上安裝圖像與數據管 理客戶端軟體。
由圖2可以看出，監測點6內設置一組元件，包括紅外線光纖鏡頭15、紫 外線光纖鏡頭ll、光纖燈12、高清晰光纖鏡頭13、光纖傳感器14。
其工作原理是，工作人員通過計算機終端5人機界面，操作與控制計算機伺服器4、計算機終端5、工控機3、監測點6內一組元件的工作狀態，實現對 帶電運行中的高壓電氣設備內部全息圖像直接實時觀測監測，以及測量數據實 時監測功能，主要步驟是
1、 工控機3及其軟體，自動控制監測點6的紅外線光纖鏡頭15和紫外線 光纖鏡頭ll，與光纖燈12和高清晰光纖鏡頭13輪流工作錄像，錄像時間長度 和時間間隔，可以通過計算機終端5的客戶端軟體人工設置，每個光纖鏡頭在 每一個時間片段錄製的圖像信息，作為一個獨立的文件，存儲在工控機3硬碟 上，定期循環覆蓋，循環時間間隔可以人工設置。
2、 工控機3自動控制監測點6的各種光纖傳感器，定時讀取測量數據，存儲 在工控機3硬碟上，讀取數據的時間間隔可以人工設置，每一組光纖傳感器的測 量數據，按每一個時間片段存為一個獨立的文件，定期循環覆蓋，循環時間間 隔可以人工設置。
3、 工作人員通過計算機終端5人機界面，可以設置計算機伺服器4，自動讀 取工控機3的各類信息文件的時間與時間間隔，將各類信息存儲在計算機伺服器 4'上，供用戶査閱與瀏覽，供專用圖像分析軟體使用。
4、 工作人員通過計算機終端5人機界面，可以將畫面隨時切換到任意一個 監測點，査看每個光纖鏡頭的實時圖像或光纖傳感器的測量數據，可以抓拍圖 片信息，也可以調閱某個監測點的歷史數據信息。
5、 圖象分析軟體，能夠自動對每個錄象文件進行圖片信息連續截取，進行 圖片信息對比分析，發現設備部件變形、鬆動、發熱、放電等問題。
6、 數據分析軟體，能夠自動繪製數據曲線、折線等圖形，輔助進行數據分 析，發現測量數據異常變化問題。
通過上述功能，實現對帶電運行中的高壓電氣設備內部的高清晰圖像、遠 紅外線圖像、紫外線圖像和測量數據實時監測管理。
權利要求
1.一種高壓電氣設備內部圖像監測系統，主要包括高壓設備(1)，光纜集線器(2)，工控機(3)，計算機伺服器(4)，計算機終端(5)，其特徵在於在高壓設備(1)的腔體內壁設置有監測點(6)，監測點(6)主要由高清晰光纖鏡頭(13)、紅外線光纖鏡頭(15)、紫外線光纖鏡頭(11)、光纖燈(12)和光纖傳感器(14)組成，監測點(6)設置有高壓絕緣光纜(7)，匯入光纜集線器(2)，光纜集線器(2)通過絕緣光纜(16)連接有光纜引出套管(8)，通過光纜引出套管(8)，將高壓絕緣光纜(7)引出到高壓設備(1)外，再經過工控機(3)，連接變電站主控制室的計算機伺服器(4)。
2、 根據權利要求l所述的高壓電氣設備內部圖像監測系統，其特徵在於 工控機(3)上設置有光源設備(10)、光電轉換裝置(9)和軟體。
全文摘要
本發明公開了一種高壓電氣設備內部圖像監測系統，主要包括高壓設備，光纜集線器，工控機，計算機伺服器，計算機終端，其中，在高壓設備的腔體內壁設置有監測點，監測點主要由高清晰光纖鏡頭、紅外線光纖鏡頭、紫外線光纖鏡頭、光纖燈和光纖傳感器組成，監測點設置有高壓絕緣光纜，匯入光纜集線器，光纜集線器後設有光纜引出套管，經過光纜引出套管，將高壓絕緣光纜引出到高壓設備外，再經過工控機，連接變電站主控制室的計算機伺服器。該系統可以實時監測設備內部的非電氣量等數據信息，精度高、抗幹擾能力強、響應速度快，在發生設備異常與故障時，可提供事件前後的詳細資料，有助分析事故和制定針對性措施，提高電氣設備運行水平和供電可靠性。
文檔編號G01R31/02GK101644736SQ200910066080
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月8日 優先權日2009年9月8日
發明者張力淼, 智勇軍, 段華明, 王俊良, 肖承仟 申請人:河南省電力公司平頂山供電公司