[發明專利]一種基于紅外圖像的電力設備運行狀態監控方法及系統

在審

• 申請號: 201710479925.2
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107392889A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張衛國;宋來森;郭奇軍;陳曉東;徐珂;崔榮花;鄧乾;成洪衛;張福偉;張允華;朱中華;盛戈皞
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司菏澤供電公司;國家電網公司;上海交通大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙)31228
• 代理人: 楊丹莉,李丹

技術領域

本發明涉及電力設備監控領域，尤其涉及一種基于紅外圖像的電力設備運行狀態監控方法及系統。

背景技術

隨著國民經濟的持續發展，我國的電力系統正在向以特高壓為主干網架、各級電網相互協調的堅強智能電網方向發展，而“自愈”是智能電網的基本特征之一。所謂“自愈”，不僅要求電網能夠自動快速隔離故障并恢復健全區域的供電，而且還要求能夠對電網進行在線監測和安全預警，能夠及時發現故障并采取措施消除隱患，使電網恢復健康運行以避免事故發生。

據統計，電力系統中70％的故障是由電氣設備故障引起的，而超過半數以上的電氣設備故障都與因泄露電流、漏磁、連接松動、接觸不良等造成的發熱有關。電氣設備長期處于異常發熱狀態會引起金屬構件“蠕變”、絕緣材料老化和劣化，最終造成嚴重的設備損壞而引發電網故障。由此，如何利用高科技手段進行系統化、標準化的管理，消除危險點，是擺在電力系統科研單位面前的新問題，這對減少事故發生提高設備運行可靠性具有重要的意義。

目前有些電力公司在電廠、變電站等場所安裝了視頻監控系統，可實現監視現場設備、控制遠程攝像機動作等功能。但這些視頻監控系統通常只有視頻監視功能，沒有視頻圖像識別功能。為充分發揮視頻監控系統的功能，更準確地判斷現場發生事故告警的原因，需要采用遠程數字視頻監控與數字圖像識別技術，以實現設備告警的圖像識別，為事故檢測提供新的手段，為事故分析提供可靠的依據。

紅外檢測技術利用紅外檢測設備獲得電力設備的溫度值和溫度空間分布特征，分析處理設備中潛伏的故障和隱患，可以防患于未然。近年來，由于紅外檢測技術具有非接觸性、操作方便、安全性高、響應快、判斷準確、應用范圍廣等傳統常規檢測方法無法比擬的優點，已經廣泛應用于電力系統的在線監測中，取得了良好的效果。

目前，國內通常將可見光的圖像處理方法直接或加以稍微改動后用于處理紅外圖像，其處理效果很難達到預期要求。因此，需要根據電力設備紅外圖像自身的特點，結合數字技術處理紅外圖像，從而有效監控電力設備的運行狀態。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種基于紅外圖像的電力設備運行狀態監控方法，該方法根據電力設備紅外圖像自身的特點，結合數字技術處理紅外圖像，從而有效監控電力設備的運行狀態。

基于上述目的，本發明提供了一種基于紅外圖像的電力設備運行狀態監控方法，其包括：

(1)采集電力設備的紅外圖像；

(2)確定用于判斷所述電力設備運行狀態的紅外圖像特征；

(3)根據所述紅外圖像特征對所述紅外圖像進行分割；

(4)根據所述分割的結果判斷所述紅外圖像對應的電力設備運行狀態。

本發明所述的基于紅外圖像的電力設備運行狀態監控方法中：

所述步驟(2)中的紅外圖像特征可以根據用于判斷電力設備運行狀態的物理特征確定。例如對于油浸式電力變壓器來說，其本體中存在大量變壓器油。變壓器油起著電氣絕緣和降溫冷卻的作用，若油位偏低，則可能存在漏油現象；若油溫過高，則可能變壓器的負荷過重，需要進行檢修或調整運行狀態。變壓器油的油位過低或油溫過高，都會嚴重影響變壓器的正常運行，或引發變壓器故障，造成嚴重后果。因此對油浸式電力變壓器運行狀態的監控通常包括對其變壓器油的油位和油溫的監控，也就是說，對油浸式電力變壓器來說，其變壓器油的油位和油溫是用于判斷其運行狀態的物理特征。同理，對于其它電力設備，也可以找到用于判斷其運行狀態的物理特征。由于這些物理特征通常與發熱有關，因此可以根據這些物理特征確定相應的紅外圖像特征。例如油浸式電力變壓器的本體可分為油位以下的含油部分與油位以上的含空氣部分，由于這兩部分的溫度不同，其相應的紅外圖像特征也不同，因此可以根據該相應的紅外圖像特征確定油位。同理，由于不同的油溫其相應的紅外圖像特征也不同，因此可以根據該相應的紅外圖像特征確定油溫。

所述步驟(3)中的對所述紅外圖像進行分割通常是基于數字技術，即將所述紅外圖像數字化，并根據所述紅外圖像特征進行邏輯處理實現分割。

所述步驟(4)中，由于所述分割的結果反映了用于判斷所述電力設備運行狀態的紅外圖像特征，因此可以有效監控電力設備的運行狀態。

綜上所述，本發明所述的基于紅外圖像的電力設備運行狀態監控方法根據電力設備紅外圖像自身的特點，結合數字技術處理紅外圖像，從而有效監控電力設備的運行狀態。

進一步地，本發明所述的基于紅外圖像的電力設備運行狀態監控方法中，所述紅外圖像特征包括灰度值。