[發明專利]基于紅外圖像智能診斷高壓輸電線路熱缺陷的方法

有效

• 申請號: 201210006788.8
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102565625A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 韓軍;張書鳴;朱國軍;馬行漢
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01J5/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及到一種基于紅外熱圖像智能檢測高壓輸電線路熱缺陷的方法。特別涉及到在運動狀態下從拍攝到的紅外圖像中智能檢測輸電線路存在的熱缺陷方法，該方法能有效提高對輸電線路熱缺陷檢測的效率。該方法可以有效應用到車載或直升機輸電線路巡檢業務中。

背景技術

高壓輸電線路是電力系統的動脈，其運行狀態直接決定電力系統的安全及國家經濟的運行，紅外檢測具有遠距離、不停電、不接觸、不解體等特點，可以查出多種電力設備的致熱缺陷，給電力系統線路狀態監測提供了一種先進手段。

紅外熱像儀是利用紅外探測器、光學成像物鏡和焦平面光感應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上，在光學系統和紅外探測器之間，焦平面光感應系統將被測物體的紅外熱像聚焦在紅外探測器上，由探測器將紅外輻射能轉換成電信號，經放大處理、轉換或視頻信號通過電視屏或監測器顯示紅外熱像圖。

在室外影響紅外熱像儀測量精度的因素很多。如高小明，影響紅外熱像儀測量精度的因素分析，華電技術，2008年11月，第30卷第11期，分析了這幾種因素：不同的被測物體的輻射率是不同的。物體的輻射率都在0~1之間，其大小和物體的材料、表面粗糙度、形狀、氧化程度、顏色、厚度等均有一定的關系。對輸電線路金屬材料而言，表面狀態對輻射率的影響較大，一般粗糙表面和受氧化后表面的輻射率是磨光表面的數倍；輻射率與測量的角度有關，測量的角度越大，誤差越大；環境對紅外測溫工作的影響較大：在紅外輻射的傳輸過程中，由于大氣的吸收作用，總會有一定的能量衰減，在接近地面的大氣中，吸收紅外輻射能量的氣體主要有水蒸氣、二氧化碳?，F大多數紅外熱像儀并沒有針對大氣衰減的補償手段；當太陽光或強烈燈光照射時，由于光線的反射和漫反射，會極大影響紅外熱像儀的正常工作和準確判斷，同時，光線照射造成被測物體的溫升將略加在被測設備的穩定溫升上，直接造成測量誤差，因此紅外測溫工作最好選擇在沒有陽光的陰天；當被測物體處于室外且有風時，空氣的流動會加速發熱物體表面的散熱，使物體表面溫度降低；大氣中的塵埃及懸浮粒子是紅外輻射在傳播過程中能量衰減的又一原因；鄰近物體熱輻射對測溫的影響，被測物體溫度越低或輻射率越小，受到鄰近物體熱輻射的影響越大，對測溫精度的影響越大；當輸電線路串聯回路中的某一部件存在過熱缺陷時，運行中的電氣接頭會向周圍部件傳導熱量，導致回路中靠近過熱點的其他部件發熱，但由于熱傳遞過程中有損耗，這些點比過熱點的溫度要低一些，因此，在進行測溫時，必須做到準確定位，找到真正的發熱源。

紅外熱像儀檢測輸電線路缺陷常采用的測量方法有，如程玉蘭，?紅外診斷現場實用技術[M?].?北京:?機械工業出版社,?2002,?4。同類比較法：對同一線路不同位置的、同一類型的部件進行溫升比較，進而判斷是否存在熱缺陷；歷史對比法：對同一線路不同時期，拍攝同一位置同一類型的部件的熱圖像進行溫升比較，進而判斷是否存在熱缺陷。同類比較法、歷史對比法這兩種熱缺陷分析方法比較可靠、但效率較低，需要大量的測量數據來分析。絕對溫度警界溫升法：依據導線型號、負荷電流規定一個溫度閾值，超出這個溫度閾值，可能存在熱缺陷，由于環境對被測物體影響較大，如太陽輻射引起的溫升，因此這種方法并不可靠，也不準確。

胡世征，電氣設備紅外診斷的相對溫差判斷法及判斷標準，電　網技術，1998年10月，第22卷第10期。相對溫差是指兩臺設備狀況相同或基本相同(指設備型號、安裝地點、環境溫度、表面狀況和負荷大小)?的兩個對應測點之間的溫差,?與其中較熱點溫升比值的百分數。

郭賢瀟，李煒，蔡漢生，高壓輸電線路紅外檢測初探，HIGH?VOLTAGE?ENGIINEERING,June.1999,?Vol.25,No.2。在輸電線路紅外熱缺陷檢測時，常采用絕對溫差法：取被測對象附近1m遠的地方正常運行的導線或線路金具的最高溫度為參考溫度T_a，被測量對象的溫度為T，?△T?=?T-T_a,根據△T來判斷熱缺陷情況，這種方法可以消除太陽輻射造成的附加溫升的影響。同時，由于同向性、檢測距離、環境溫度、濕度、風速等參數的不準確性帶來的誤差也減小了。在滿負荷時，對高壓線路發熱判斷取△T超過5^。C時可認為有輕微接觸隱患（一般熱缺陷），△T超過１5^。C即為重大缺陷，△T超過４０^。C即為緊急缺陷。