4红外摄像技术及输变电红外图谱数据库系统的建立Word文档下载推荐.docx

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大型设备中红外图片难以获得全面数据。

（2）对于一些电压数据致热设备的判断，需要三相对比或同类设备对比分析，选择性拍照必须先判断出是否有疑问才进行拍摄，专业要求太高。

（3）巡视工作难以量化，工作中，拍摄少，巡视时间占90%的主要工作时间。

①从红外数据的管理方式来说，国家电网公司下达的电力设备红外导则，要求每年对dianli8设备进行全面的红外精确测量，获得各设备的运行温度数据并建立数据库档案。

②建立设备红外数据库档案的目的：

为状态监测和科学决策提供依据。

目前国内各供电公司建立完善的红外热像数据库存在诸多困难，首先每年进行的红外精确检测时间紧、任务重，获得的红外数据的数据量巨大，数据的归档整理也很困难，只能按照时间或地域来进行文件夹保存管理，不能实现快速人性化的查询和调用，如图1所示。

图1

究其根本有如下几项原因：

（1）红外热像仪拍摄的红外图片数量多，命名、整理和报告工作量过大，导致只能对一部分重点设备的红外图片进行命名存档。

（2）命名方式因人而言，没有统一的规范和格式。

（3）没有功能齐全强大的软件进行统一管理，逐级文件夹保存路径长，只能由专人手上传和查找，不利于查询和调用。

2红外摄像技术的应用以及建立

输变电设备红外图谱数据库系统主要在以下三个方面得到革命性的突破。

2.1拍摄方式的突破

（1）利用红外热成像摄像机的摄像拍摄方式，采用全程摄像方式进行红外检测，与红外热像仪（照相方式）的对比具有突出优势。

（2）摄像数据量是热像仪拍照的数百倍，数据保存全面，对于存档管理和设备分析是非常有帮助的，生动全面的影像也便更有助于分析。

（3）巡视中全程记录设备的红外状态数据，工作效率比红外热像仪高3倍以上。

（4）红外摄像的数据记录方式，获取生动的红外影像对目标的描述更为全面、直观、严谨。

2.2红外数据分析管理的突破

使用先进的检测手段和数据六管理分析软件系统，真正易于完成红外导则的要求。

（1）红外摄像仪一键式摄录，数据文件按间隔保存。

（2）利用变电站基础数据库资料对红外数据进行命名处理，格式统一规范，无需手工输入，鼠标点击选择即可完成全部数据的命名处理。

（3）利用数据库对红外数据进行管理，实现按照关键字查询功能，方便对历史数据的调用；

实现同一设备历史数据的比对分析和同一间隔设备的三相对比分析。

2.3智能化的动态红外数据流分析系统

红外影像数据流的计算机辅助人工的分析过程，对海量数据的分析处理极为便捷。

（1）对于电流致热型隐患

对数据流影像的每一帧的进行温度数据提取，并生成量随时间变化的特征曲线。

根据判据立即实现对电流致热隐患的发展。

图2特征曲线

（2）对于电压致热型隐患

由于变电站设备众多，红外拍摄的背景异常复杂，大多数时间要求晚上拍摄，而电压型缺陷的设备温度差异又非常小；

是目前红外检测工作的重点和难点。

在对每一个电压型设备进行命名后，使用查询检索功能，对全站所有的电压型设备进行统一色标的横向比较，可以大大提高分析人员对电压型设备隐患的发挥率，比原有人工逐张分析的方法工作效率提高10倍以上。

图3为某变电站110kV避雷器A相与B相的对比图片。

图3某变电站110kV避雷器A相与B相的对比图片

（3）对于综合致热型隐患

由于综合致热型缺陷的发热原因比较复杂，热缺陷的特征不具有规律性，现场判断比较困难，容易造成误判断，因此采用Research-N1在线式红外温度趋势分析系统加强监视和跟踪就显得非常有必要，例如：

在某电力局某110kV变电站，工作人员发现1#主变35kV出线AC相存在温度异常，其中A相更为严重；

为了解动态在线分析系统的性能，要求现场对该出线ABC相进行连续时间的监测，发现以下情况：

①A相温度随负荷的变化而变化较大，属于电流致热型设备缺陷；

②

B相温度随负荷的变化而缓慢变化，未见明显差异；

③C相温度一直偏高，且不随负荷的变化而变化，疑似温度由内部传出，属于综合致热型设备缺陷，该缺陷比A相难处理。

如果该案例采用常规热像仪拍照，得到的结果如图4所示。

图4

因此，通过现场对比可得出：

采用全数字动态在线分析系统采集设备的时间段温度数据，形成时间温度趋势曲线，能够全面了解热异常设备的温度变化规律，对于设备缺陷类型的判定提供更加充足、科学的数据依据；

如采用常规红外检测仪器，采集时间点单帧的红外热图，则会对某些设备的缺陷造成误判。

3建立智能红外图谱数据库

综上所述，先进的红外摄像技术作为技术保障，那么建立智能化红外图谱数据库将是水到渠成。

3.1建立红外图谱数据库的条件

目前，电力系统的PMS系统的设备台账模块对红外图库开放接口，可将设备基础资料直接导入到红外图库中，减少红外报告分析命名的重复工作；

红外采集技术也从静态单张拍照向动态连续摄像的过渡，一方面，摄像方式对电气设备采集数据更加完备；

另一方面，隐患设备详实的动态连续红外温度数据流为客观严谨的科学研究提供了重要参考。

因此，建立以PNS系统为平台的智能化外图库对于提升电网安全运行水平，加强电网设备管理，有着非常重要的意义。

3.2红外图谱数据库实现的主要功能

输变电设备红外数据库系统，包含三个功能界面：

流媒体播放模块、设备管理模块、设备查询模块。

系统可以快速调用、分析红外温度数据；

对红外数据分析报告可快速上传，并且与设备PMS系统台账模块数据一一对应。

通过该套系统可将红外分析报告直接上传PMS系统，与PMS系统设备台账模块数据相关联。

实现在PMS系统直接调出设备红外数据分析报告，查看设备缺陷情况，并且可将有缺陷的设备分析报告以附件的形式直接上传到设备缺陷模块实现与输变电设备监测系统关联。

图5系统构思图

3.2.1树状图全显示

结构层次要求为：

省—市—部门—变电站电压—变电站—间隔电压—间隔—设备组—设备（含相别）。

3.2.2流媒体播放模块一播放动态视频文件，查看录像

图6

在左侧树状图点击间隔名，A区域出现间隔不同时间拍摄的红外数据，点击数据红外窗口自动播放该文件。

3.3设备查询模块一设备红外图谱看、对比分析

图7

（1）A区域全结构显示设备树；

B区域为关注设备显示窗口；

C区域为比对设备显示窗口。

（2）在树状图中点击某设备，B区域显示时间最新设备红外图及相关信息。

C区域可根据条件显示对比设备红外图及相关信息。

对于B区域设备信息，只具备显示作用，各关键信息具下拉选项；

对于C区域设备信息，具备查询功能，下拉菜单选项主要包括日期、变电站、间隔、相别。

日期——用于不同日期同一设备的历史数据查找比时，日期选项来源有数据记录的所有日期。

变电站——用于不同变电站同类设备的查找比对，变电站选项来源树状图选定范围内变电站名。

间隔——用于同站内不同间隔同类设备的查找比对，间隔选项来源树状图选定范围内变电站名。

相别——用于同日期、同间隔、不同相别的同组设备查找比对。

相别选项：

A、B、C

（3）在该页面实现报告模板自定义、报告预览、报告批量编排、设备红外图浏览，缺陷统计批量打印等多项功能。

（4）设备缺陷自动判定：

以《红外导则》为判定依据，实现缺陷自动判定。

系统从红外图分析完毕的对象提取相关数据，根据《红外导则》中规定阀值和算法，对设备自动定义缺陷等级。

4主要建设方案

4.1红外图的采集、命名、分析

4.1.1实现输变电设备红外热图的采集

红外图库建设以电网输变电设备为采集对象。

对于变电站内各电压等级设备，以设备为单位进行温度数据采集，涉及设备有变压器、断路器、隔离开关、四小器、组合电器、电抗器、电容器组、电缆终端、母线、绝缘子、导线及线夹等变电一二次设备；

对于输电线路红外数据以杆塔为单位进行温度数据采集，涉及线路耐张塔有大号侧、小号侧，电缆终端有电缆终端上部出线接头、电缆终端本体、电缆尾管、电缆分支套等。

根据设备的发热特征类型和数据分析的需求对检测方式分为以下四类：

（1）电流致热型设备检测方式

使用红外热成像仪器对电流致热型设备三相进行多帧频红外拍摄并保存红外图像数据流。

（2）电压致热型设备检测方式

使用红外热成像仪器按照变电间隔对电压致热型设备单相进行多帧红外拍摄并保存红外图像数据流。

（3）缺陷设备拍摄方式

对判断出有缺陷的设备，采集设备360度全景红外温度数据流影像细节。

对危急缺陷设备还须进行八小时以上定点连接监测，获取定点连接监测的时间温度趋势分析数据影像资料，提供设备的时间温度趋势分析数据报告。

4.1.2实现输变电设备红外热图的集中管理

（1）输变电设备台账基础数据建立完善

建立输变电红外图库管理系统与PMS的接口，共享设备台账数据，两系统的数据实时同步或定期同步。

依靠PMS中完备的台账数据，实现变电设备、输电线路设备名称唯一，使得设备红外图片和报告的命名规范统一，为实现输变电红外热图中管理创造条件，避免红外系统中设备台账的重复录入。

（2）实现输变电红外热图集中管理

红外图库按电压等级建立或以地区管理单位建立设备台账基础资料，对拍摄的数据可根据国家电网红外导则对设备缺陷程度进行分类（一般缺陷设备、严重缺陷设备、危急缺陷设备、关注设备、正常设备），实现对于设备红外热图的集中管理。

查询时对设备的所属的电压等级或设备名称或者缺陷类型，对设备的红外管理更为快捷高效。

4.1.3实现输变电红外图的分析和查询

将拍摄下来的红外数据通过计算机进行告诉分析，形成温度的峰值曲线积分，对于数万帧的红外数据，只需要几分钟的时间将红外数据实现分析完毕，并根据分析完毕的特征两温度趋势曲线自动调出异常的设备，并自动生成规范的红外报告。

对于疑似隐患设备周期性连续监测的设备可调用分析，并形成对时间变化的温度趋势曲线，对隐患设备进行定性分析。

在红外图库系统可直接以下拉菜单方式选择设备名称或缺陷类型进行设备搜索、查找。

将拍摄下来的红外数据通过计算机进行高速分析，形成温度的峰值曲线分析，对于数据万帧的红外数据，只需要几分钟的时间将红外数据实现分析完毕，比根据分析完毕的特征两温度趋势曲线自动调出异常的设备，并自动生成规范的红外报告。

报告包括的信息由拍摄距离、环境温度、相对湿度、风速、电压、电流、分析者、关注区域温度分析。

对于疑似隐患设备周期性连续监测的数据可以下拉菜单方式选择设备名称或者缺陷类型进行设备搜索、查找。

4.2数据库的建立与管理

4.2.1数据库建立

（1）数据库建立

①基础资料录入（变电站、线路）

PMS系统设备台账模块直接对红外图库开放接口，将设备基础资料导入到红外图库系统，输变电设备基础资料建立完备，减少后期设备的分析命名重复性工作。

②数据分析

在红外数据库建立系统内可实现对红外基础数据分析、查看；

对红外基础温度数据进行批量分析，采集每一帧红外数据最高温度，形成随温度变化的趋势曲线，通过趋势曲线，可快速查看隐患设备红外图片并可进行分析。

③命名便捷

直接以下拉菜单的方式进行设备的命名，便捷高效。

④报告自动生成

在设备分析完成后，将数据直接上传到数据库便可快速生成相应的报告。

⑤隐患设备精确分析

对于隐患设备对角度摄像，以反映缺陷设备全貌，还可以疑似隐患发热设备周期性连续监测，并形成随时间变换的温度趋势曲线，对隐患设备进行定性分析。

4.2.2数据库建立

（1）快速搜索、查找设备

直接以下拉菜单方式选择设备名称或缺陷类型进行设备搜索、查找。

（2）缺陷类别管理

对于设备的缺陷可进行分类管理，对一般缺陷、严重缺陷、危急缺陷设备分类查看；

可掌握设备消缺情况、执行情况、消缺方式、消缺时间。

（3）设备横纵向数据对比

4.3建立网络化的热图管理平台

为电力系统负责红外测温的部门和上级与下级单位相关部门之间的检修工作提供支持，是构建图库管理面向网络化制造的资源共享服务平台的根本目的。

资源共享服务平台支持下的红外测温部门存在两类站点，即提供超文本传输协议及相关服务的红外图库管理系统服务器（资源共享服务平台）和开展检修部门、生技管理等部门的发起要求方，检修部门或生技术、管理部门等作为客户端发起调用设备红外分析报告请求，红外测温部门资源共享服务平台的红外图库管理系统服务器提供了检修工作中需要的分析报告数据和红外原始数据，可供相关部门的需要时调用下载。

同时，检修部门和生技管理部门还可同时对红外测温部门资源共享服务平台的红外图库管理系统服务器调用查看下载红外分析报告。

一方面，生技管理部门可实时查看调用设备检修情况，追踪服务设备的复测情况；

另一方面，检修部门可根据缺陷报告合理安排检修工作。

4.4与相关系统的关联

通过与PMS和输变电监测系统进行有效的衔接，在PMS系统的设备台账模块，可将设备台账基础资料导入红外图库中；

在PMS系统还可以在电脑上快速的调出隐患设备的报告，并以附件的形式直接发送到检修部门；

在输变电设备监测系统，管理人员可以对检测人员拍摄的红外数据，快速查看并调出缺陷设备红外原始数据，并可直接进行分析，实现对输变电设备红外热图的集中管理。

5结论

建立电力设备红外数据图库是电力系统发展的需要。

输变电设备红外数据库系统的建立，对电力系统电气设备优化管理起着非常重要的作用，无论是从数据分析上还是从红外数据的管理上都能够实现电力系统对设备管理的要求，提升电网的安全运行水平。

随着电力系统对状态检修管理自动变电红外数据库系统，可实现所有输变电设备红外数据的存档、分析、管理，并可对缺陷的设备进行分类管理，对状态检修提供了可靠、详实的信息支持。

输变电红外数据分析系统对状态贾修管理自动化的发展创造可有利的条件。