無人值守變電站的廣角熱成像無線報警裝置及工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種變電站內戶外運行電力高壓設備的在線過熱故障在線監視和高溫過熱故障報警，特別是異地遠方無人值守變電站的廣角熱成像無線遠程報警裝置及工作方法。
【背景技術】
[0002]變電站內戶外場地上安裝的主變、斷路器、套管、互感器、電容器、避雷器、隔離開關以及設備出線、接頭、線夾等電力高壓設備，在運行中由于電、磁作用，會產生熱量，特別是在過負荷、接觸不好，或設備發生過熱故障時，其熱量會急劇上升，如不及時發現和處理，會導致變電站內電力高壓設備發生過熱故障加劇，甚至造成設備燒毀、爆炸，嚴重影響工作人員的人身安全和電網的安全運行。
[0003]現變電站內的電力高壓設備的過熱故障或導體接觸不良的檢測，一是靠工作人員攜帶紅外熱成像儀器到周圍布滿高壓電設備的變電站戶外場地，逐一的人工對高壓電力設備掃描感溫熱成像監視，二是對停電檢修的電力高壓設備進行直流電阻試驗，這2種傳統的方式均無法對變電站內電力高壓設備進行不間斷的在線連續監視和實時過熱故障報警，特別對遙遠、偏僻的無人值守變電站要派人攜帶紅外測溫儀器乘車專程前往進行測溫，但如遇到天氣惡劣時，在周圍布滿高壓電的變電站戶外場地上則禁止進行工作人員紅外測溫。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種無人值守變電站的廣角熱成像無線報警裝置及工作方法。
[0005]本發明采用以下技術方案實現:一種無人值守變電站的廣角熱成像無線報警裝置，其特征在于:包括控制模塊及與其連接的紅外熱成像系統、無線電信號收發系統、報警器;所述紅外熱成像系統包括紅外熱傳感器、紅外熱成像廣角攝像頭、驅動裝置、紅外熱成像處理器及紅外熱成像顯示器;所述紅外感溫熱成像廣角攝像頭與紅外熱傳感器連接;所述驅動裝置控制紅外熱成像廣角攝像頭在一定角度范圍轉動;所述紅外熱成像系統以廣角形式、大面積的對無人值守變電站戶外運行的電力高壓設備進行主動感溫熱成像掃描;所述紅外熱成像處理器及紅外熱成像顯示器安裝在異地遠方后臺控制室內；所述無線電信號收發系統包括能發射和接收紅外熱成像信號的無線電發射裝置和無線電接收裝置;所述紅外熱傳感器的輸出端電性連接于無線電發射器的輸入端，無線電發射器將接收到的紅外熱成像信號以設置好的無線協議的頻率波段發射出去;安裝在異地遠方的無線電接收裝置的輸出端電性連接于后臺控制室的紅外熱成像顯示器和紅外熱成像處理器的輸入端;紅外熱成像處理器的輸出端電性連接于控制模塊的輸入端，控制模塊的輸出端電性連接于報警器。
[0006]進一步的，所述安裝在異地遠方的無線電接收裝置的輸出端通過光纖分別電性連接于后臺控制室的紅外熱成像顯示器和紅外熱成像處理器的輸入端。
[0007]進一步的，所述報警器包括能發出不同過熱故障程度的聲音警示或發光警示的報敬翌
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[0008]本發明還提供一種基于上述的無人值守變電站的廣角熱成像無線報警裝置的工作方法，其特征在于:包括以下步驟:步驟S1:將控制模塊、紅外熱成像系統、無線電信號收發系統及報警器進行安裝;步驟S2:所述控制模塊預先存儲變電站戶外場地內不同類型的電力高壓設備的標準溫升熱成像圖譜、輕度過熱故障熱成像標準報警圖譜、中度過熱故障熱成像標準報警圖譜及嚴重過熱故障熱成像標準報警圖譜;步驟S3:所述控制模塊針對不同氣象條件對紅外熱成像接收信號造成干擾、衰減及其他影響進行修正和補償;步驟S4:所述控制模塊針對電力高壓設備安裝在不同距離、不同角度對紅外熱成像接收信號造成干擾、衰減及其他影響進行修正和補償;步驟S5:驅動裝置驅動紅外熱成像廣角攝像頭以一定角度緩慢轉動，并對變電站內運行的電力高壓設備進行主動式接收掃描感溫熱成像，紅外熱成像傳感器將熱成像視頻信號傳輸至無線電發射裝置;步驟S6:無線電發射裝置通過無線通訊協議允許的特定頻率波段，將由紅外熱傳感器傳輸來的電力高壓設備熱成像視頻電信號發射至遠方異地的無線電接收裝置;無線電接收裝置將接收到的無線電熱成像視頻信號通過光纖分別傳送至安裝在后臺的紅外熱成像顯示器和紅外熱成像處理器;紅外熱成像顯示器在屏幕上實時顯示紅外感溫熱成像傳感器在線掃描傳輸來的變電站戶外運行中電力高壓設備熱成像視頻和溫度分布及溫度梯度情況，以供運行人員在線監控和分析;步驟S7:紅外熱成像處理器將由紅外熱成像傳感器傳輸來的紅外熱成像視頻電信號轉換成數字信號后再傳送至控制模塊;控制模塊將接收到由紅外熱成像處理器傳輸來的熱成像視頻數字信號與熱成像系列標準溫升圖譜進行分析比對處理，當某臺電力高壓設備，其溫升熱成像圖譜信號超過設置值時，控制模塊自動控制報警器動作，并根據不同過熱溫度程度，分別發出不同的報警信號，當電力高壓設備的在線溫升熱成像圖譜降到所設計編程的輕度過熱故障以下時，報警信號解除，報警器停止工作。
[0009]進一步的，警信號以不同強度或形式的聲音，或以不同強度或形式的聲音并輔以不同強度或形式的光電進行輕度、中度或嚴重過熱故障報警信號。
[0010]該裝置能通過紅外感溫熱成像廣角攝像頭對變電站內的變壓器、斷路器、互感器、避雷器、隔離開關、設備接線、母線排等電力高壓設備進行大廣角、大面積的紅外掃描感溫熱成像，紅外熱傳感器將此熱成像視頻信號傳輸至無線電發射器，由無線電發射器將接收到的紅外熱成像信號以無線協議的頻率波段發射出去，安裝在異地遠方的無線電接收裝置接收到紅外熱成像信號后通過光纖將此信號分別傳輸至紅外熱成像顯示器和紅外熱成像處理器，控制模塊根據預先編程設置的設備熱成像標準圖譜，對所傳輸來的設備紅外感溫熱成像圖進行對比處理、分析判斷，當變電站內某臺電力高壓設備或高壓導線、線夾、接頭發生過熱故障，其溫升熱成像圖譜信號超過設置值時，控制模塊自動控制報警器動作，并能根據過熱故障輕重程度，分別發出輕度過熱、中度過熱和嚴重過熱故障的不同報警警示，控制模塊還預先設計編程有針對不同類型高壓電力設備、不同氣象條件、安裝在不同距離不同角度設備，以及日間、夜間不同光線強度等對紅外熱成像信號的干擾、衰減和補償等軟件程序，以確保系統工作的可靠和準確，與傳統變電站電力高壓設備的溫升監視、報警和試驗裝置相比，有著巨大優勢。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的無人值守變電站廣角熱成像無線遠程報警裝置安裝工作圖。
[0012]圖2為本發明的無人值守變電站廣角熱成像無線遠程報警裝置異地遠方后臺工作原理方框圖。
[0013]【標號說明】:1-紅外熱成像攝像頭;2-紅外熱成像傳感器;3-紅外熱成像射線;4-光纖;5-主變;6-主變高壓側出線;7-主變低壓側出線;8-避雷器;9-套管；10-隔離刀閘；11-斷路器；12-互感器；13-母線；14-電容器；15-線夾；16-設備安裝桿；17-顯示器；18-紅外熱成像處理器;19-控制模塊;20-報警器;21-無線電波;22-無線發射器;23-無線接收器。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。
[0015]—種無人值守變電站的廣角熱成像無線報警裝置包括控制模塊及與其連接的紅外熱成像系統、無線電信號收發系統、報警器;所述紅外熱成像系統包括紅外熱傳感器、紅外熱成像廣角攝像頭、驅動裝置、紅外熱成像處理器及紅外熱成像顯示器;所述紅外感溫熱成像廣角攝像頭與紅外熱傳感器連接;所述驅動裝置控制紅外熱成像廣角攝像頭在一定角度范圍轉動;所述紅外熱成像系統以廣角形式、大面積的對無人值守變電站戶外運行的電力高壓設備進行主動感溫熱成像掃描;所述紅外熱成像處理器及紅外熱成像顯示器安裝在異地遠方后臺控制室內；所述無線電信號收發系統包括能發射和接收紅外熱成像信號的無線電發射裝置和無線電接收裝置;所述紅外熱傳感器的輸出端電性連接于無線電發射器的輸入端，無線電發射器將接收到的紅外熱成像信號以設置好的無線協議的頻率波段發射出去;安裝在異地遠方的無線電接收裝置的輸出端電性連接于后臺控制室的紅外熱成像顯示器和紅外熱成像處理器的輸入端;紅外熱成像處理器的輸出端電性連接于控制模塊的輸入端，控制模塊的輸出端電性連接于報警器。
[0016]進一步的，所述安裝在異地遠方的無線電接收裝置的輸出端通過光纖分別電性連接于后臺控制室的紅外熱成像顯示器和紅外熱成像處理器的輸入端。
[0017]進一步的，所述報警器包括能發出不同過熱故障程度的聲音警示或發光警示的報敬翌
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[0018]本發明還提供一種基于上述的無人值守變電站的廣角熱成像無線報警裝置的工作方法，其包括以下步驟:步驟S1:將控制模塊、紅外熱成像系統、無線電信號收發系統及報警器進行安裝;步驟S2:所述控制模塊預先存儲變電站戶外場地內不同類型的電力高壓設備的標準溫升熱成像圖譜、輕度過熱故障熱成像標準報警圖譜、中度過熱故障熱成像標準報警圖譜及嚴重過熱故障熱成像標準報警圖譜;步驟S3:所述控制模塊針對不同氣象條件對紅