劉 嶸,劉 輝,賈 然,張 洋,周 超,劉傳彬,沈慶河
〈紅外應(yīng)用〉
一種智能型電網(wǎng)設(shè)備紅外診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
劉 嶸,劉 輝,賈 然,張 洋,周 超,劉傳彬,沈慶河
(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院,山東 濟(jì)南 250002)
目前廣泛開(kāi)展的電網(wǎng)紅外診斷工作,受檢測(cè)環(huán)境及人員專業(yè)水平的影響較大,廣泛使用的紅外熱像儀自動(dòng)化、智能化水平還不夠高。本文提出了一種智能型電網(wǎng)設(shè)備紅外診斷系統(tǒng),系統(tǒng)包括環(huán)境參數(shù)模塊、測(cè)距模塊、設(shè)備類型識(shí)別模塊、設(shè)備材料判斷模塊、發(fā)射率設(shè)置模塊、測(cè)溫模塊、報(bào)告生成模塊。系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、與設(shè)備的檢測(cè)距離,自動(dòng)識(shí)別設(shè)備材料類型確定發(fā)射率,將以上參數(shù)自動(dòng)在熱像儀中進(jìn)行設(shè)置。熱像儀通過(guò)圖像識(shí)別判斷設(shè)備類型,按照該類設(shè)備紅外診斷標(biāo)準(zhǔn)的判斷方法和準(zhǔn)則,自動(dòng)讀取設(shè)備相應(yīng)位置的溫度數(shù)據(jù),計(jì)算得出檢測(cè)結(jié)論。系統(tǒng)不僅減少了紅外檢測(cè)人員攜帶裝備數(shù)量,而且實(shí)現(xiàn)了儀器檢測(cè)參數(shù)自動(dòng)設(shè)置、設(shè)備類型智能識(shí)別、檢測(cè)結(jié)論自動(dòng)生成,降低了對(duì)檢測(cè)人員專業(yè)水平的要求。
電網(wǎng)設(shè)備;紅外診斷;參數(shù)自動(dòng)設(shè)置;智能識(shí)別;自動(dòng)測(cè)溫
紅外測(cè)溫作為一種比較成熟的帶電檢測(cè)技術(shù),已廣泛用于電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的紅外診斷[1-5]。紅外測(cè)溫儀器有紅外熱像儀和紅外點(diǎn)溫儀,紅外熱像儀可以通過(guò)掃描進(jìn)行快速檢測(cè),獲取整個(gè)溫度面的溫度分布及數(shù)據(jù),應(yīng)用效果更佳,應(yīng)用也更廣泛。隨著技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的不斷進(jìn)步,紅外熱像儀圖像的清晰度和智能化水平不斷提高,有的紅外熱像儀具備智能互聯(lián)功能,可通過(guò)數(shù)據(jù)線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡桨咫娔X中顯示。
電網(wǎng)設(shè)備所處的環(huán)境滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,才能進(jìn)行紅外測(cè)溫,例如溫度、濕度、風(fēng)速等,因此檢測(cè)人員需隨熱像儀一并攜帶溫濕度計(jì)、風(fēng)速儀等儀器。熱像儀與設(shè)備的距離會(huì)影響到測(cè)溫結(jié)果,因此檢測(cè)人員還需攜帶測(cè)距儀。電網(wǎng)設(shè)備材料多樣,例如金屬類、硅橡膠類、陶瓷類等,檢測(cè)設(shè)備的發(fā)射率需要檢測(cè)人員根據(jù)設(shè)備材料類型確定。溫度、檢測(cè)距離、發(fā)射率等參數(shù)需要人工手動(dòng)輸入到熱像儀參數(shù)設(shè)置中,才能保證設(shè)備溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。不同類型設(shè)備紅外診斷的判斷方法和依據(jù)各有不同,檢測(cè)人員現(xiàn)場(chǎng)讀取設(shè)備相應(yīng)部位的溫度值或?qū)y(cè)溫圖像導(dǎo)出到電腦分析判斷,需要專業(yè)的人員才能進(jìn)行判斷,特別是紅外精確測(cè)溫,對(duì)檢測(cè)人員的專業(yè)水平有較高要求,且操作繁瑣。目前大部分紅外熱像檢測(cè)工作還只停留在定性水平上,很容易造成設(shè)備缺陷或故障的漏判和誤判,從而引發(fā)事故發(fā)生[6]。
目前廣泛使用的紅外熱像儀尚不具備參數(shù)自動(dòng)設(shè)置、檢測(cè)結(jié)論自動(dòng)生成的功能,自動(dòng)化、智能化水平還不夠高。針對(duì)以上不足,本文提出了一種智能型電網(wǎng)設(shè)備紅外診斷系統(tǒng),具有環(huán)境參數(shù)自動(dòng)設(shè)置、檢測(cè)距離自動(dòng)設(shè)置、設(shè)備類型智能識(shí)別、發(fā)射率自動(dòng)設(shè)置、自動(dòng)測(cè)溫并生成結(jié)論的功能,降低了對(duì)檢測(cè)人員專業(yè)水平的要求。
本文設(shè)計(jì)的智能型電網(wǎng)設(shè)備紅外診斷系統(tǒng),主要實(shí)現(xiàn)環(huán)境影響因素參數(shù)自動(dòng)設(shè)置、設(shè)備參數(shù)自動(dòng)設(shè)置和紅外診斷的智能化。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)模塊:①環(huán)境參數(shù)模塊,用于采集環(huán)境溫度、濕度和風(fēng)速數(shù)據(jù);②測(cè)距模塊,用于測(cè)量與電網(wǎng)設(shè)備的直線距離;③設(shè)備類型識(shí)別模塊,用于獲取電網(wǎng)設(shè)備圖像并識(shí)別其類型;④設(shè)備材料判斷模塊,用于根據(jù)設(shè)備類型及設(shè)備外觀特點(diǎn)判斷電網(wǎng)設(shè)備的材料類型;⑤發(fā)射率設(shè)置模塊,用于設(shè)置發(fā)射率;⑥測(cè)溫模塊,用于對(duì)電網(wǎng)設(shè)備需要進(jìn)行測(cè)溫的位置獲取電網(wǎng)設(shè)備的溫度;⑦報(bào)告生成模塊,用于根據(jù)被測(cè)電網(wǎng)設(shè)備類型選擇相應(yīng)的診斷模型,在顯示屏顯示測(cè)溫位置及溫度值,并按照相應(yīng)的判斷準(zhǔn)則得出結(jié)論,同時(shí)生成報(bào)告。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)
紅外熱像儀的測(cè)溫精度會(huì)受溫度、濕度、風(fēng)速和測(cè)量距離等環(huán)境因素的影響,以上因素發(fā)生改變,熱像儀測(cè)溫結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大影響[7]。
被測(cè)物體周圍環(huán)境中高溫物體的輻射,會(huì)對(duì)測(cè)溫的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響,被測(cè)物體相對(duì)于鄰近物體的溫度越低,來(lái)自鄰近周圍物體的輻射影響就越大[8]。
電網(wǎng)設(shè)備大多裸露在外部環(huán)境中,設(shè)備金屬部分在太陽(yáng)照射和電流作用下,會(huì)出現(xiàn)較大溫升。當(dāng)需要對(duì)絕緣部分進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí),金屬部分的較大溫升會(huì)影響絕緣部分的測(cè)溫結(jié)果。因此對(duì)于紅外精確測(cè)溫,一般要求在日出前或日落后進(jìn)行檢測(cè)。
環(huán)境濕度對(duì)紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)具有一定影響,隨著濕度的增加,紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)的溫差增加,使得紅外檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)異常。在高濕度條件下,電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)溫升異常現(xiàn)象,未必反映電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)缺陷或故障。在低濕度條件下使用紅外測(cè)溫檢測(cè)技術(shù),有利于提高電網(wǎng)設(shè)備的檢測(cè)準(zhǔn)確性[9]。
設(shè)備表面溫度會(huì)受到風(fēng)速對(duì)流冷卻效果的影響,風(fēng)力越大,設(shè)備表面的熱量被風(fēng)力散發(fā)越快,從而導(dǎo)致熱像儀測(cè)得的溫度值比設(shè)備實(shí)際的溫度值偏低[9]。因此在對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行紅外檢測(cè)前,需要檢測(cè)設(shè)備周圍環(huán)境的風(fēng)速,如風(fēng)速過(guò)大,則應(yīng)停止檢測(cè)。
紅外熱像儀與被測(cè)設(shè)備間的距離過(guò)大,會(huì)造成測(cè)溫結(jié)果誤差增大。一方面是因?yàn)榫嚯x增大導(dǎo)致大氣透過(guò)率減小;另一方面是因?yàn)闊嵯駜x的瞬時(shí)視場(chǎng)角的視場(chǎng)面積增大,被測(cè)設(shè)備周圍環(huán)境中其他物體的輻射大量進(jìn)入熱像儀的視場(chǎng)[10]。文獻(xiàn)[10]對(duì)黑體在為0.97的條件下測(cè)量了距離對(duì)測(cè)溫誤差的影響,結(jié)果表明熱像儀的測(cè)溫精度隨著測(cè)量距離的增加產(chǎn)生了不可避免的影響。因此在測(cè)溫精度要求較高時(shí),應(yīng)盡量減小檢測(cè)距離,但應(yīng)保證被測(cè)目標(biāo)完全充滿視場(chǎng)。
文獻(xiàn)[11]采用131mm鏡頭對(duì)3個(gè)不同距離檢測(cè)得到的測(cè)溫圖像進(jìn)行了比較,如圖2(a)、(b)、(c),距離40 m時(shí)傘裙重疊嚴(yán)重,80m時(shí)圖像清晰度良好,125m時(shí)圖像模糊勉強(qiáng)能分清大傘裙。對(duì)于某些電網(wǎng)設(shè)備,如果檢測(cè)距離過(guò)近,不利于設(shè)備的精確檢測(cè),文中提出了設(shè)備紅外檢測(cè)的識(shí)別距離。

圖2 不同距離的測(cè)溫圖像
在環(huán)境濕度和環(huán)境溫度一定的情況下,如果對(duì)設(shè)備的檢測(cè)距離發(fā)生改變,需要重新對(duì)熱像儀參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,從而提高紅外檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
本文設(shè)計(jì)的紅外熱像儀系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)嵌或外置傳感器的方式,采集了環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速,并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗嵯駜x主機(jī),在熱像儀顯示屏顯示,并完成自動(dòng)設(shè)置。如果環(huán)境條件不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試環(huán)境要求,例如標(biāo)準(zhǔn)要求現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)環(huán)境相對(duì)濕度不能大于85%,而現(xiàn)場(chǎng)已達(dá)到90%,顯示屏給出提示。
對(duì)于架空線路類設(shè)備,因設(shè)備所處地形復(fù)雜,某些設(shè)備處于人員難以到達(dá)的區(qū)域,例如某鐵塔處于大江大河或湖泊的中央,如果檢測(cè)距離過(guò)大,會(huì)造成被測(cè)設(shè)備難以識(shí)別,因此在本系統(tǒng)中增加一個(gè)測(cè)距功能模塊,判斷檢測(cè)距離是否滿足檢測(cè)要求。熱像儀可以對(duì)準(zhǔn)被檢測(cè)設(shè)備,自動(dòng)測(cè)量與設(shè)備的直線距離,在熱像儀顯示屏顯示,并完成自動(dòng)設(shè)置。對(duì)于被測(cè)設(shè)備有高精度要求時(shí),在熱像儀中手動(dòng)輸入被測(cè)設(shè)備的最小識(shí)別長(zhǎng)度,熱像儀根據(jù)儀器空間分辨率和物體識(shí)別需要的像素?cái)?shù),計(jì)算能夠識(shí)別被測(cè)設(shè)備的最小檢測(cè)距離min,與測(cè)量到的檢測(cè)距離進(jìn)行比較,如>min,顯示屏提示檢測(cè)距離不滿足檢測(cè)要求,需要檢測(cè)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整檢測(cè)位置。
所述最小檢測(cè)距離min的計(jì)算公式為:
min=目標(biāo)長(zhǎng)度或高度/
(熱像儀空間分辨率×像素?cái)?shù)) (1)
能夠采用紅外測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行帶電檢測(cè)的電網(wǎng)設(shè)備種類較多,包括電流互感器、電壓互感器、變壓器、電抗器、線路導(dǎo)線接頭和線夾、絕緣子、電纜終端等。本文設(shè)計(jì)的紅外成像系統(tǒng)具有圖像識(shí)別功能,能根據(jù)被檢測(cè)設(shè)備的圖像特征,智能識(shí)別電網(wǎng)設(shè)備類型,在顯示屏顯示,如識(shí)別結(jié)果不準(zhǔn)確,檢測(cè)人員可手動(dòng)調(diào)整,系統(tǒng)可根據(jù)手動(dòng)調(diào)整結(jié)果進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。
首先對(duì)檢測(cè)獲得的可見(jiàn)光圖像,利用圖像預(yù)處理技術(shù),進(jìn)行去霧、去噪、去抖動(dòng)、增強(qiáng)及復(fù)原等操作,從而獲得高質(zhì)量的圖像資源。采用基于區(qū)域和基于邊緣的分割方法進(jìn)行圖像分割,繼而對(duì)物體特征進(jìn)行提取和表達(dá),根據(jù)獲得圖像的顏色特征、紋理特征、形狀特征和空間關(guān)系特征等,從分割出的區(qū)域中識(shí)別出設(shè)備的類型。
有研究表明:發(fā)射率為0.7,真實(shí)溫度為50℃時(shí),發(fā)射率偏離0.1,對(duì)于3~5mm熱像儀來(lái)說(shuō),測(cè)溫結(jié)果偏離真實(shí)溫度0.76℃~0.89℃;對(duì)于8~14mm熱像儀來(lái)說(shuō),測(cè)溫結(jié)果偏離真實(shí)溫度1.56℃~1.87℃[12]。電網(wǎng)檢測(cè)一般使用7.5~14mm熱像儀,確保檢測(cè)設(shè)備表面發(fā)射率的準(zhǔn)確性,對(duì)于減小不必要的測(cè)量誤差具有實(shí)際意義。
本文使用的熱像儀按照不同的發(fā)射率設(shè)置,對(duì)一串絕緣子進(jìn)行了紅外測(cè)溫,得到絕緣子串中不同位置的溫度曲線如圖3所示,相鄰位置的溫差曲線如圖4所示。發(fā)射率設(shè)置為0.9和0.2,絕緣子串中最高溫度分別為27℃和42℃,相鄰位置的溫差由1K上升到5K,由此可見(jiàn),發(fā)射率的準(zhǔn)確性對(duì)紅外測(cè)溫結(jié)果有較大的影響。
特殊情況下,電網(wǎng)設(shè)備由不同材料組成,例如瓷絕緣子鐵帽表面為鍍鋅材料,瓷盤為瓷質(zhì)材料,已涂防污閃涂料的瓷絕緣子瓷盤表面為硅橡膠材料。原則上對(duì)于不同的材料,表面發(fā)射率不同,需要在熱圖中運(yùn)用不同發(fā)射率值進(jìn)行分析。
對(duì)于已確定設(shè)備類型的被檢測(cè)物體,其材料類型的種類是可以確定的,不同種類材料的顏色、紋理、形狀等特征存在差異。本文設(shè)計(jì)的紅外熱像儀系統(tǒng),對(duì)每一類電網(wǎng)設(shè)備類型,預(yù)先設(shè)定可供選擇的幾種材料類型,根據(jù)識(shí)別出的設(shè)備類型及圖像的顏色特征、紋理特征、形狀特征等,智能判斷設(shè)備材料類型,在顯示屏顯示,如識(shí)別結(jié)果不準(zhǔn)確,檢測(cè)人員可手動(dòng)調(diào)整,系統(tǒng)可根據(jù)手動(dòng)調(diào)整結(jié)果進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。熱像儀根據(jù)設(shè)備材料類型自動(dòng)設(shè)置發(fā)射率。本文建議的常用材料發(fā)射率參考值見(jiàn)表1。

圖3 不同發(fā)射率設(shè)置時(shí)的絕緣子串溫度曲線

圖4 不同發(fā)射率設(shè)置時(shí)的絕緣子串相鄰位置溫差曲線
在標(biāo)準(zhǔn)DL/T 664中,按引起設(shè)備發(fā)熱的原因,分為電壓致熱型、電流致熱型和綜合致熱型。設(shè)備類型不同,紅外診斷的判斷方法不同[13]。電流致熱型設(shè)備一般采用相對(duì)溫差判斷法,電壓致熱型一般采用同類比較法,綜合致熱型可采用綜合分析判斷法,即綜合相對(duì)溫差、同類比較等方法進(jìn)行分析判斷。本文對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛的幾種判斷方法進(jìn)行了總結(jié),作為本文設(shè)計(jì)的紅外熱像儀系統(tǒng)的紅外診斷模型。

表1 不同設(shè)備材料類型發(fā)射率參考表
相對(duì)溫差是指設(shè)備兩個(gè)不同位置(發(fā)熱點(diǎn)和正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn))的溫升之差與發(fā)熱點(diǎn)溫升之比。用熱像儀對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行紅外檢測(cè),根據(jù)設(shè)備的相對(duì)溫差是否超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值,來(lái)判斷設(shè)備是否存在缺陷或故障。相對(duì)溫差計(jì)算公式如下:
=(1-2)/(1-0)×100% (2)
式中:為相對(duì)溫差;1為發(fā)熱點(diǎn)的溫度;2為正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫度;0為被測(cè)設(shè)備區(qū)域環(huán)境溫度。
在電網(wǎng)回路中,大部分交流電壓設(shè)備以三相形式輸送電能,直流電壓設(shè)備以正極、負(fù)極形式,不同相(極)設(shè)備材料相同。正常情況下,三相或兩極設(shè)備對(duì)應(yīng)位置上升的溫度是均衡的。如果某一相(極)設(shè)備溫度比其他相(極)設(shè)備對(duì)應(yīng)溫度點(diǎn)明顯偏高,溫差超過(guò)該類設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值,則可以初步判斷溫度偏高的位置存在缺陷或故障。
同一設(shè)備部件的材料、流過(guò)的電流相同,正常情況下整個(gè)部件表面溫度的上升應(yīng)該是均衡或者連續(xù)變化的。如果產(chǎn)品材質(zhì)上存在缺陷,例如材料內(nèi)部存在雜質(zhì)、氣泡等,部件材料特性發(fā)生變化,造成電流通過(guò)時(shí)部件不同位置產(chǎn)生不同的熱量,或者造成電場(chǎng)分布的不均勻,部件就會(huì)出現(xiàn)局部發(fā)熱,如圖5絕緣子所示。這種情況下,可以比較該設(shè)備不同運(yùn)行位置的溫度差,如溫差超過(guò)該類設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值,則可以初步判斷溫度異常的位置存在缺陷或故障。
本文設(shè)計(jì)的紅外熱成像系統(tǒng)按照每類設(shè)備紅外檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求,預(yù)先寫入相對(duì)溫差法、同類比較法等判斷方法的計(jì)算程序,集成不同類型設(shè)備的紅外診斷模型。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí),根據(jù)被測(cè)設(shè)備類型,選擇相應(yīng)的診斷模型,提取檢測(cè)區(qū)域,自動(dòng)對(duì)焦需要進(jìn)行測(cè)溫的位置,提取溫度特征,進(jìn)行溫度特征分析[14],按照相應(yīng)的判斷準(zhǔn)則,計(jì)算得出結(jié)論,生成報(bào)告。

圖5 絕緣子發(fā)熱圖片
本文設(shè)計(jì)了一種智能型電網(wǎng)設(shè)備紅外診斷系統(tǒng),考慮環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、與設(shè)備的檢測(cè)距離、設(shè)備材料等影響因素,對(duì)設(shè)備進(jìn)行智能識(shí)別和紅外診斷。采用該系統(tǒng)開(kāi)展紅外檢測(cè),可減少紅外檢測(cè)人員攜帶裝備數(shù)量,實(shí)現(xiàn)儀器檢測(cè)參數(shù)自動(dòng)設(shè)置、設(shè)備類型智能識(shí)別、檢測(cè)結(jié)論自動(dòng)生成,降低對(duì)檢測(cè)人員專業(yè)水平的要求,具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
[1] 邵進(jìn), 胡武炎, 賈風(fēng)鳴, 等. 紅外熱成像技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用[J]. 高壓電器, 2013, 49(1): 126-133.
SHAO Jin, HU Wuyan, JIA Fengming, et al. Application of infrared thermal imaging technology to condition-based maintenance of power equipment[J]., 2013, 49(1): 126-133.
[2] 陳勇, 郭俊峰, 鄔小均, 等. 基于紅外測(cè)溫的零值和污穢絕緣子快速檢測(cè)試驗(yàn)研究[J]. 高壓電器, 2015, 51(6): 191-194.
CHEN Yong, GUO Junfeng, WU Xiaojun, et al. Fast Detection of Zero Insulator and Polluted Insulator Based on Infrared Temperature Measurement[J]., 2015, 51(6): 191-194.
[3] 李向東, 趙化軒, 李華東, 等. 基于變電站巡檢機(jī)器人的遠(yuǎn)程紅外檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 山東電力技術(shù), 2004(5): 3-6.
LI Xiangdong, ZHAO Huaxuan, LI Huadong, et al. Remote infrared detecting system based on intelligent mobile robot[J]., 2004(5): 3-6.
[4] 孫怡, 王燁, 彭少博, 等. 用紅外熱像儀與紅外測(cè)溫儀診斷電氣設(shè)備故障的對(duì)比研究[J]. 紅外, 2015, 36(8): 28-33.
SUN Yi, WANG Ye, PENG Shaobo, et al. Comparison of infrared thermal imager with infrared thermometer in diagnosis of failure of electrical equipment[J].2015, 36(8): 28-33.
[5] 滕超, 王盛璋, 孫維杰, 等. 遠(yuǎn)紅外檢測(cè)技術(shù)在變電站巡檢中的應(yīng)用[J]. 山東電力技術(shù), 2016, 43(1): 71-73.
TENG Chao, WANG Shengzhang, SUN Weijie, et al. Far infrared detection technology application in substation inspection[J]., 2016, 43(1): 71-73.
[6] 呂事桂, 劉學(xué)業(yè). 紅外熱像檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀[J]. 紅外技術(shù), 2018, 40(3): 214-219.
LYU Shigui, LIU Xueye. Development and research status of infrared thermal image detection technology[J]., 2018, 40(3): 214-219.
[7] 蘇佳偉, 石俊生, 汪煒?lè)w. 距離對(duì)紅外熱像儀測(cè)溫精度影響及提高精度的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 紅外技術(shù), 2013, 35(9): 587-590.
SU Jiawei, SHI Junsheng, WANG Weise. Experimental study of infrared thermal imagers about influence of distance for temperature measurement accuracy and method of improving accuracy[J]., 2013, 35(9): 587-590.
[8] 張健, 楊立, 劉慧開(kāi). 環(huán)境高溫物體對(duì)紅外熱像儀測(cè)溫誤差的影響[J]. 紅外技術(shù), 2005, 27(5): 419-422.
ZHANG Jian, YANG Li, LIU Huikai. Effect of environmental object on infrared temperature measurement[J]., 2005, 27(5): 419-422.
[9] 王黎明, 付鎧瑋, 梅紅偉, 等. 環(huán)境濕度對(duì)復(fù)合絕緣子紅外測(cè)溫的影響[J]. 高電壓技術(shù), 2019, 45(6): 1955-1961.
WANG Liming, FU Kaiwei, MEI Hongwei, et al. Influence of environmental humidity on infrared measurement temperature of composite insulators[J]., 2019, 45(6): 1955-1961.
[10] 李操. 測(cè)溫紅外熱像儀測(cè)溫精度與外界環(huán)境影響的關(guān)系研究[D]. 長(zhǎng)春: 長(zhǎng)春理工大學(xué), 2008.
LI Cao. Relation research of thermometric accuracy of thermal imager and external environment[D]. Changchun: Changchun University of Science and Technology, 2008.
[11] LIU Rong, SHEN Qinghe, LIU Hui, et al. Discussion on infrared accurate temperature-measuring technology of composite insulators for overhead lines[J]., 2019(16): 1759-1762.
[12] 李云紅, 孫曉剛, 原桂彬. 紅外熱像儀精確測(cè)溫技術(shù)[J]. 光學(xué)精密工程, 2007, 15(9): 1336-1341.
LI Yunhong, SUN Xiaogang, YUAN Guibin. Accurate measuring temperature with infrared thermal imager[J]., 2007, 15(9): 1336-1341.
[13] 國(guó)家能源局. 帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范: DL/T 664-2016[S]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2017: 9-10..
National Energy Administration. Application rules infrared diagnosis live electrical equipment: DL/T664-2016[S]. Beijing: China Electric Power Press, 2017: 9-10.
[14] 胡淋波, 李唐兵, 姚建剛, 等. 一起劣化懸式瓷質(zhì)高壓絕緣子紅外檢測(cè)案例分析[J]. 紅外技術(shù), 2016, 38(7): 622-626.
HU Linbo, LI Tangbing, YAO Jiangang, et al. Analysis of an infrared detection case of degradated ceramic voltage insulator[J]., 2016, 38(7): 622-626.
Design of Intelligent Infrared Diagnosis System for Power Grid Equipment
LIU Rong,LIU Hui,JIA Ran,ZHANG Yang,ZHOU Chao,LIU Chuanbin,SHEN Qinghe
(State Grid Shandong Electric Power Research Institute, Jinan 250002, China)
The widely used infrared diagnosis of power grids is significantlyinfluenced by the detection environment and professional level ofpersonnels. The automation and intelligence level of conventional infrared thermal imagersare not sufficiently high. Therefore, this paper presents an intelligent infrared diagnosis system for power grid equipment, which includes an environment parameter module, ranging module, equipment type identification module, equipment material judgment module, radiation rate setting module, temperature measurement module, and report generation module. The system automatically detects the ambient temperature, humidity, wind speed, and detection distance with the equipment, as well as automatically identifies the equipment material type, determines the radiation rate, and automatically sets the aforementionedparameters in the thermal imager. The thermal imager judges the equipment type through image recognition, automatically reads the temperature data of the corresponding position of the equipment according to the judgment method and criterion of the infrared diagnosis standard of the equipment, and obtains the detection conclusion by calculation. It not only reduces the number of instrumentsrequired to be carried bythe infrared detection personnel, but also realizes the automatic setting of instrument detection parameters, with intelligent identification of equipment types and automatic generation of detection conclusions, therebyreducing the level of professional requirements for detection personnel.
power grid equipment, infrared diagnosis, automatic parameter setting, intelligent identification, automatic temperature measurement
TN21
A
1001-8891(2020)12-1198-05
2020-04-03;
2020-12-01.
劉嶸(1984-),男,碩士,高級(jí)工程師,主要從事輸電線路及防污閃方面的研究。E-mail:liurongneiep@126.com。