[發明專利]基于超聲波和紅外熱像的輸變電設備故障巡檢核心系統

有效

• 申請號: 201310395204.5
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103499776A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 戚銀城;趙振兵;席明瀟
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01J5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明屬于輸變電設備巡檢技術領域，特別涉及一種基于超聲波和紅外熱像的輸變電設備故障巡檢核心系統。

背景技術

目前，在輸變電環節，利用超聲波可以檢測輸變電設備局部放電、絕緣子斷裂等故障，它不僅成本低、效率高、對人體和環境無危害，而且對裂紋敏感，檢測靈敏度高；而紅外熱像技術解決了電網中的大量戶外及裸露設備熱性故障問題，由于該技術是對設備表面輻射的紅外光進行非接觸、遠距離熱成像檢測，因此具有直觀、準確、靈敏度高、快速、安全、應用范圍廣等特點，已成為電力設備健康狀態監測和故障診斷的重要手段。

在實際測量時，由于電暈而產生的背景噪音可能會淹沒電氣設備部分故障所發出的聲波，假如只用超聲波技術檢測，可能會忽略這些故障，而通過紅外熱圖像獲得的熱數據進行研判，可獲得這些故障信息；另外，當電氣設備出現內部局放、電暈、電弧、電痕等早期現象時，其并不伴隨明顯的升溫現象且環境高溫可能掩飾這些現象，可這些現象卻產生明顯的超聲噪音，所以利用超聲波檢測可及時發現設備內部存在的早期故障。

但結合超聲波技術和紅外熱像技術同時進行檢測的應用，目前大都只在實驗室或生產車間進行設備或材料的無損檢測，或實現測距定位，在電力現場未見應用。

因此，有機結合超聲波探測技術和紅外熱像技術，研發輸變電設備故障無線巡檢系統，并深化研究同時利用超聲信號和紅外熱圖像綜合診斷變電設備故障方法，是非常必要的。鑒于國內還沒有類似系統開發，而移動式的設計方案很好地滿足了監測點的要求，又大大降低了系統總造價，因此其研發具有重要的工程應用意義和巨大的市場推廣價值。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種基于超聲波和紅外熱像的輸變電設備故障巡檢核心系統，其特征在于，所述輸變電設備故障巡檢核心系統由數據采集模塊、計算機、無線通信模塊和電池供電系統組成；

所述數據采集模塊由紅外熱像傳感器、超聲波傳感器、防護罩、云臺和網絡交換機組成，其中，紅外熱像傳感器和超聲波傳感器置于防護罩內，防護罩安裝于云臺上，網絡交換機分別與超聲波傳感器、紅外熱像傳感器和計算機連接；

所述電池供電系統分別與紅外熱像傳感器、超聲波傳感器、云臺和網絡交換機、計算機及無線通信模塊連接；

所述計算機分別與網絡交換機、無線通信模塊和電池供電系統連接；

所述無線通信模塊由無線寬帶終端和天線組成，無線通信模塊分別與電池供電系統、計算機連接。

所述電池供電系統以鋰電池供電為主，太陽能供電為輔。

所述云臺是可移動的，上下移動，左右旋轉，方便控制紅外熱像傳感器、超聲波傳感器對各個角度的電氣設備進行檢測。

本發明的有益效果是：(1)綜合利用超聲波、紅外熱像技術檢測電氣設備故障，提高了故障診斷的準確性，減少了漏檢、錯檢的情況；利用無線傳輸技術，克服了移動時拖帶通信線纜所帶來的不便，可高效地進行數據收集和傳輸。(2)該系統可作為電氣設備故障巡檢系統的核心，并可用于變電站機器人巡檢、移動巡檢，輸電線路直升飛機(無人機)巡線、車載巡線等系統中，方便、靈活、高效。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種輸變電設備故障巡檢核心系統的原理示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1，對優選實施例作詳細說明。

圖1是本發明提供的一種輸變電設備故障巡檢核心系統的原理示意圖。圖中所述輸變電設備故障巡檢核心系統由數據采集模塊、計算機、無線通信模塊和電池供電系統組成；電池供電系統分別與數據采集模塊、計算機、無線通信模塊連接。

1.數據采集模塊

該數據采集模塊主要用于采集被測設備的紅外熱像信息和超聲波信息。

數據采集模塊由紅外熱像傳感器、超聲波傳感器、防護罩、云臺和網絡交換機組成。其中，所述超聲波傳感器、紅外熱像傳感器分別與網絡交換機連接；紅外熱像傳感器和超聲波傳感器置于防護罩內；防護罩安裝于云臺上；網絡交換機分別與超聲波傳感器、紅外熱像傳感器和計算機連接。

紅外熱像傳感器和超聲波傳感器分別用于采集被測設備的紅外熱圖像和局部放電所產生的超聲波信號。采集的紅外熱圖像信號通過網絡交換機傳輸到計算機，顯示出設備的紅外熱圖像。同時，采集的超聲波信號也通過網絡交換機傳輸到計算機，顯示出超聲波信號。

2.計算機

所述計算機分別與網絡交換機、無線通信模塊和電池供電系統連接。