基於紅外測溫儀的測溫方法和系統的製作方法

2023-07-31 01:06:36 2

基於紅外測溫儀的測溫方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於紅外測溫儀的測溫方法和系統，其中，該測溫方法包括以下步驟：步驟S1，根據由所述紅外測溫儀從當前採溫點所採集的當前紅外熱像圖來確定該紅外熱像圖中每一待測溫元件的當前溫度；步驟S3，根據各個當前溫度ti與所對應的預設基準值t0得到對應的實際溫差比pt，再將各個實際溫差比pt與所對應的預設溫差比容忍值進行比較；步驟S5，在所述實際溫差比pt不大於所對應預設溫差比容忍值的情況下，將所述紅外測溫儀移送至下一個採溫點，或使其對同一待測溫元件的溫度繼續進行採集。根據本發明的測溫方法測溫精度高，對所測的數據進行深度分析從而能夠及時判斷設備的過熱點，為準確判斷並採取相應措施爭取時間，自動化程度高。
【專利說明】基於紅外測溫儀的測溫方法和系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及在線監控領域，尤其涉及一種基於紅外測溫儀的測溫方法和系統。

【背景技術】
[0002] 電力設備的故障有多種多樣，但大多數都伴有發熱的現象。從紅外診斷的角度看， 通常分為外部故障和內部故障。眾所周知，電力系統運行中，載流導體會因為電流效應產 生電阻損耗，而在電能輸送的整個迴路上存在數量繁多的連接件、接頭或觸頭。在理想情 況下，輸電迴路中的各種連接件、接頭或觸頭接觸電阻低於相連導體部分的電阻，那麼，連 接部位的損耗發熱不會高於相鄰載流導體的發熱，然而一旦某些連接件、接頭或觸頭因連 接不良，造成接觸電阻增大，該部位就會有更多的電阻損耗和更高的溫升，從而造成局部過 熱。此類通常屬外部故障。外部故障的特點是：局部溫升高，如不能及時處理，情況惡化快， 易形成事故，造成損失。外部故障佔故障比例較大。
[0003] 所謂高電壓電器設備的內部故障，主要是指封閉在固體絕緣以及設備殼體內部的 電氣迴路故障和絕緣介質劣化引起的各種故障。由於這類故障出現在電氣設備的內部，因 此反映的設備外表的溫升很小，通常只有幾K。檢測這種故障對檢測設備的靈敏度要求較 高。內部故障的特點是：故障比例小，溫升小，危害大，對紅外檢測設備要求高。
[0004] 紅外線是一種電磁波，具有與無線電波和可見光一樣的本質。紅外線的發現是人 類對自然認識的一次飛躍。利用某種特殊的電子裝置將物體表面的溫度分布轉換成人眼可 見的圖像，並以不同顏色顯示物體表面溫度分布的技術稱之為紅外熱成像技術，這種電子 裝置稱為紅外熱像儀。
[0005] 紅外測溫儀（也稱為紅外熱像儀）是利用紅外探測器、光學成像物鏡和光機掃描 系統（也可以在目前先進的焦平面技術下可以省去光機掃描系統）接受被測目標的紅外輻 射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，在光學系統和紅外探測器之間，有一個 光機掃描機構（利用焦平面技術的焦平面熱像儀則無此機構）對被測物體的紅外熱像進行 掃描，並聚焦在單元或分光探測器上，由探測器將紅外輻射能轉換成電信號，經放大處理、 轉換或標準視頻信號通過電視屏或監測器來顯示紅外熱像圖。
[0006] 這種紅外熱像圖與物體表面的熱分布場相對應，因而實質上是被測目標物體各部 分紅外輻射的熱像分布圖。而由於紅外信號非常弱，與可見光圖像相比，會缺少層次和立體 感，因此，在實際動作過程中能為更有效地判斷被測目標的紅外熱分布場。
[0007] 在電力行業，很早就將紅外熱像儀運用於設備的安全檢修上，通過其對電氣設備 和線路的熱缺陷進行探測，如變壓器、套管、斷路器、刀閘、互感器、電力電容器、避雷器、電 力電纜、母線、導線、組合電器、絕緣子串、低壓電器以及具有電流、電壓致熱效應或其他致 熱效應的設備的二次迴路等，這對於及時發現、處理、預防重大事故的發生可以起到非常關 鍵而有效的作用。
[0008] 目前變電站內的設備溫度檢測主要通過人員使用可攜式紅外成像儀進行測量，由 於可攜式紅外成像儀所檢測的設備熱輻射易受到溫度、溼度、風速、陽光照射等因素的幹 擾，這不但對檢測人員的綜合素質要求較高，往往會增加工作人員的勞動強度且不能及時 發現設備的缺陷。另外還存在檢測頻率低，人員操作影響檢測結果等問題，無法及時有效的 反映設備的實際運行情況，具體包括：
[0009] 問題一、測量間隔長，故障監測率低：
[0010] 目前的巡檢大多採用定期的人員巡檢方式，由於採用人員巡檢，巡檢存在間斷性。 不同變電站的巡檢間隔有所不同，重點大型變電站巡檢間隔大多在每月一次，而小型變電 站巡檢在半年甚至一年一次，巡檢存在較大的空檔期。就算是奧運的保電期間，500KV的重 點大型變電站，設備巡檢每天只能進行幾次，仍存在漏檢的可能。
[0011] 問題二、檢測設備初始化條件不一致，數據漂移大：
[0012] 由於巡檢設備為間斷性工作，對於敏感的測溫設備每次開機的基本狀態都有所不 同，而且設備相對工作時間較短，無法進入長期的穩定狀態，因而系統在巡檢時存在較大偏 差。對於同一設備的多次巡檢數據，由於存在系統偏差，無法進行精確比對，也使系統的巡 檢率降低。
[0013] 問題三、故障即時性檢測，無趨勢性預測：
[0014] 對於設備的檢測是判斷設備當前的運行狀態，即一個時間點的運行狀態，而不是 設備連續的狀態，更無法對設備的運行狀態趨勢進行分析。設備的溫度趨勢變化往往可以 反映設備的真實狀態，因此即時性的巡檢存在一定的誤差。
[0015] 問題四、數據表層化，無深入分析：
[0016] 對於設備早期的故障，往往設備的局部溫度會出現往復性變化。當巡檢時假如設 備的運行溫度正常，也不能完全排查設備的故障，即數據是表層化的數據，而無法進行深入 的分析和判斷，也使系統巡檢率降低。
[0017] 問題五、報警界限模糊，判斷誤差大：
[0018] 設備的溫度測量會受到氣溫和陽光的影響，因而在判斷報警溫度時有著相當的難 點，尤其是在設備故障的早期，巡檢人員往往因為錯誤的判斷，失掉最佳的維修時間。
[0019] 問題六、人為因素較多，設備檢測誤差大：
[0020] 由於設備巡檢主要通過人員巡檢方式，無論是設備測試的部位，還是設備參數的 設置都存在較多的人為因素。對於不同經驗的人員，巡檢效果也大相逕庭，因而在設備巡檢 中存在較大誤差。
[0021] 問題七、每次巡檢存在差異，容易廣生遺漏：
[0022] 設備的每次巡檢受人員因素、環境因素、設備因素影響較大，存在一定的差異性， 對於設備的故障診斷容易產生遺漏。
[0023] 問題八、巡檢系統為現場式，無法與指揮中心同步：
[0024] 每次巡檢過程都是指定人員到現場進行檢測，巡檢結束後將數據整理上報給指揮 中心。因而指揮中心得到的數據，存在著較大的時間滯後，故障的處理存在著非同步性。
[0025] 問題九、巡檢系統為單機式，無法完成數據實時聯網：
[0026] 巡檢設備為單機化設計，無聯網功能，數據只能通過人員上報的方式進行，無法統 一管理。
[0027] 問題十、採集數據少，故障監測率低：
[0028] 由於巡檢時間相對較短，數據採集量較少，因而無法對數據進行全面分析，故障監 測率降低。


【發明內容】

[0029] 本發明所要解決的是以人工使用紅外測溫儀的方式對電力設備進行測溫所存在 上述問題，提供一種基於紅外測溫儀的測溫方法和系統。
[0030] 為了解決上述問題，本發明提供了一種基於紅外測溫儀的測溫方法，該測溫方法 用於根據各採溫點所採集的溫度，以遍歷的方式監測電力機房內電氣設備的溫度，包括以 下步驟：
[0031] 步驟S1，根據由紅外測溫儀從當前採溫點所採集的當前紅外熱像圖來確定該紅外 熱像圖中每一待測溫元件的當前溫度；
[0032] 步驟S3,根據各個當前溫度&與所對應的預設基準值t^得到對應的實際溫差比 Pt，再將各個實際溫差比與所對應的預設溫差比容忍值進行比較，其中，
[0033]

【權利要求】
1. 一種基於紅外測溫儀的測溫方法，其特徵在於，所述測溫方法用於根據各採溫點的 所採集的溫度，以遍歷的方式監測電力機房內電氣設備的溫度，包括以下步驟： 步驟S1，根據由所述紅外測溫儀從當前採溫點所採集的當前紅外熱像圖來確定該紅外 熱像圖中每一待測溫元件的當前溫度； 步驟S3,根據各個當前溫度^與所對應的預設基準值t^得到對應的實際溫差比pt，再 將各個實際溫差比Pt與所對應的預設溫差比容忍值進行比較，其中，
步驟S5,在所述實際溫差比pt不大於所對應預設溫差比容忍值的情況下，將所述紅外 測溫儀移送至下一個採溫點，或使其對同一待測溫元件的溫度繼續進行採集。
2. 根據權利要求1所述的測溫方法，其特徵在於，所述測溫方法還包括： 在採溫點設置位置固定的紅外測溫儀； 該紅外測溫儀在該採溫點連續進行預定時間段的溫度採集。
3. 根據權利要求1所述的測溫方法，其特徵在於，還包括： 步驟S01，依據所述電氣設備內待測溫元件的分布來布置採溫點； 步驟S02,針對每個待測溫元件設定相應的溫差比容忍值。
4. 根據權利要求3所述的測溫方法，其特徵在於，步驟S1進一步包括： 在一張紅外熱像圖中採集到多個待測溫元件的紅外溫度時，根據所述待測溫元件的分 布來確定對應每一待測溫元件的當前溫度。
5. 根據權利要求1所述的測溫方法，其特徵在於，步驟S3進一步包括： 步驟S31，依據各個待測溫元件的工作狀態來修正預設基準值h和/或溫差比容忍值。
6. 根據權利要求5所述的測溫方法，其特徵在於，步驟S3進一步包括： 步驟S32,對當前溫度、預設基準值h和/或溫差比容忍值進行環境參數補償，所述環 境參數包括：所述電氣設備對應待測溫元件的輻射率、翻轉表像溫度、大氣溫度、和/或相 對溼度。
7. 根據權利要求1所述的測溫方法，其特徵在於，還包括： 步驟S4,在所述實際溫差比pt大於所述預設溫差比容忍值的情況下，進行警報，並對該 情況進行日誌記錄，直至所述實際溫差比Pt不大於所述預設溫差比容忍值。
8. 根據權利要求1所述的測溫方法，其特徵在於，還包括： 設定每兩個採溫點之間的溫度採集時間間隔； 設定所有採溫點的總採集時間； 設定每兩輪溫度採集之間的時間間隔，和/或 設定每日溫度採集的輪數。
9. 一種基於紅外測溫儀的測溫系統，其特徵在於，所述測溫系統用於根據各採溫點所 採集的溫度，以遍歷的方式監測電力機房內電氣設備的溫度，包括紅外測溫儀和雲臺軌道， 所述雲臺軌道對應於採溫點而鋪設在所述電力機房內，而所述採溫點基於待測溫元件的分 布而確定，所述紅外測溫儀可移動地設置在所述雲臺軌道上，所述測溫系統還包括： 溫度確定模塊，其配置為根據由所述紅外測溫儀從當前採溫點所採集的當前紅外熱像 圖來確定該紅外熱像圖中每一待測溫元件的當前溫度； 比較分析模塊，其配置為接收所述溫度確定模塊所確定的各個當前溫度，根據各個當 前溫度&與所對應的預設基準值t^得到對應的實際溫差比pt，再將各個實際溫差比與所對 應的預設溫差比容忍值進行比較，其中，
雲臺軌道控制器，其配置為接收所述比較分析模塊所得到的各個比較結果，在所述實 際溫差比小於/等於所對應預設溫差比容忍值的情況下，控制所述雲臺軌道將所述紅外測 溫儀移送至下一個採溫點，或使所述紅外測溫儀對同一待測溫元件的溫度繼續進行採集。
10.根據權利要求9所述的測溫系統，其特徵在於，所述紅外測溫儀為非製冷VOX微型 輻射熱測量計。
【文檔編號】G01J5/00GK104483023SQ201410794704
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月18日 優先權日:2014年12月18日
【發明者】郭傑, 劉冰, 趙志山, 張華 , 黃德祥, 梁毅涵, 尚建武, 張洪池, 高翔, 劉海濤, 楊旭, 於建偉 申請人:國網冀北電力有限公司廊坊供電公司, 國家電網公司