无人值守变电站的广角热成像无线报警装置及工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变电站内户外运行电力高压设备的在线过热故障在线监视和高温过热故障报警，特别是异地远方无人值守变电站的广角热成像无线远程报警装置及工作方法。
【背景技术】
[0002]变电站内户外场地上安装的主变、断路器、套管、互感器、电容器、避雷器、隔离开关以及设备出线、接头、线夹等电力高压设备，在运行中由于电、磁作用，会产生热量，特别是在过负荷、接触不好，或设备发生过热故障时，其热量会急剧上升，如不及时发现和处理，会导致变电站内电力高压设备发生过热故障加剧，甚至造成设备烧毁、爆炸，严重影响工作人员的人身安全和电网的安全运行。
[0003]现变电站内的电力高压设备的过热故障或导体接触不良的检测，一是靠工作人员携带红外热成像仪器到周围布满高压电设备的变电站户外场地，逐一的人工对高压电力设备扫描感温热成像监视，二是对停电检修的电力高压设备进行直流电阻试验，这2种传统的方式均无法对变电站内电力高压设备进行不间断的在线连续监视和实时过热故障报警，特别对遥远、偏僻的无人值守变电站要派人携带红外测温仪器乘车专程前往进行测温，但如遇到天气恶劣时，在周围布满高压电的变电站户外场地上则禁止进行工作人员红外测温。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种无人值守变电站的广角热成像无线报警装置及工作方法。
[0005]本发明采用以下技术方案实现:一种无人值守变电站的广角热成像无线报警装置，其特征在于:包括控制模块及与其连接的红外热成像系统、无线电信号收发系统、报警器;所述红外热成像系统包括红外热传感器、红外热成像广角摄像头、驱动装置、红外热成像处理器及红外热成像显示器;所述红外感温热成像广角摄像头与红外热传感器连接;所述驱动装置控制红外热成像广角摄像头在一定角度范围转动;所述红外热成像系统以广角形式、大面积的对无人值守变电站户外运行的电力高压设备进行主动感温热成像扫描;所述红外热成像处理器及红外热成像显示器安装在异地远方后台控制室内；所述无线电信号收发系统包括能发射和接收红外热成像信号的无线电发射装置和无线电接收装置;所述红外热传感器的输出端电性连接于无线电发射器的输入端，无线电发射器将接收到的红外热成像信号以设置好的无线协议的频率波段发射出去;安装在异地远方的无线电接收装置的输出端电性连接于后台控制室的红外热成像显示器和红外热成像处理器的输入端;红外热成像处理器的输出端电性连接于控制模块的输入端，控制模块的输出端电性连接于报警器。
[0006]进一步的，所述安装在异地远方的无线电接收装置的输出端通过光纤分别电性连接于后台控制室的红外热成像显示器和红外热成像处理器的输入端。
[0007]进一步的，所述报警器包括能发出不同过热故障程度的声音警示或发光警示的报敬翌
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[0008]本发明还提供一种基于上述的无人值守变电站的广角热成像无线报警装置的工作方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:将控制模块、红外热成像系统、无线电信号收发系统及报警器进行安装;步骤S2:所述控制模块预先存储变电站户外场地内不同类型的电力高压设备的标准温升热成像图谱、轻度过热故障热成像标准报警图谱、中度过热故障热成像标准报警图谱及严重过热故障热成像标准报警图谱;步骤S3:所述控制模块针对不同气象条件对红外热成像接收信号造成干扰、衰减及其他影响进行修正和补偿;步骤S4:所述控制模块针对电力高压设备安装在不同距离、不同角度对红外热成像接收信号造成干扰、衰减及其他影响进行修正和补偿;步骤S5:驱动装置驱动红外热成像广角摄像头以一定角度缓慢转动，并对变电站内运行的电力高压设备进行主动式接收扫描感温热成像，红外热成像传感器将热成像视频信号传输至无线电发射装置;步骤S6:无线电发射装置通过无线通讯协议允许的特定频率波段，将由红外热传感器传输来的电力高压设备热成像视频电信号发射至远方异地的无线电接收装置;无线电接收装置将接收到的无线电热成像视频信号通过光纤分别传送至安装在后台的红外热成像显示器和红外热成像处理器;红外热成像显示器在屏幕上实时显示红外感温热成像传感器在线扫描传输来的变电站户外运行中电力高压设备热成像视频和温度分布及温度梯度情况，以供运行人员在线监控和分析;步骤S7:红外热成像处理器将由红外热成像传感器传输来的红外热成像视频电信号转换成数字信号后再传送至控制模块;控制模块将接收到由红外热成像处理器传输来的热成像视频数字信号与热成像系列标准温升图谱进行分析比对处理，当某台电力高压设备，其温升热成像图谱信号超过设置值时，控制模块自动控制报警器动作，并根据不同过热温度程度，分别发出不同的报警信号，当电力高压设备的在线温升热成像图谱降到所设计编程的轻度过热故障以下时，报警信号解除，报警器停止工作。
[0009]进一步的，警信号以不同强度或形式的声音，或以不同强度或形式的声音并辅以不同强度或形式的光电进行轻度、中度或严重过热故障报警信号。
[0010]该装置能通过红外感温热成像广角摄像头对变电站内的变压器、断路器、互感器、避雷器、隔离开关、设备接线、母线排等电力高压设备进行大广角、大面积的红外扫描感温热成像，红外热传感器将此热成像视频信号传输至无线电发射器，由无线电发射器将接收到的红外热成像信号以无线协议的频率波段发射出去，安装在异地远方的无线电接收装置接收到红外热成像信号后通过光纤将此信号分别传输至红外热成像显示器和红外热成像处理器，控制模块根据预先编程设置的设备热成像标准图谱，对所传输来的设备红外感温热成像图进行对比处理、分析判断，当变电站内某台电力高压设备或高压导线、线夹、接头发生过热故障，其温升热成像图谱信号超过设置值时，控制模块自动控制报警器动作，并能根据过热故障轻重程度，分别发出轻度过热、中度过热和严重过热故障的不同报警警示，控制模块还预先设计编程有针对不同类型高压电力设备、不同气象条件、安装在不同距离不同角度设备，以及日间、夜间不同光线强度等对红外热成像信号的干扰、衰减和补偿等软件程序，以确保系统工作的可靠和准确，与传统变电站电力高压设备的温升监视、报警和试验装置相比，有着巨大优势。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的无人值守变电站广角热成像无线远程报警装置安装工作图。
[0012]图2为本发明的无人值守变电站广角热成像无线远程报警装置异地远方后台工作原理方框图。
[0013]【标号说明】:1-红外热成像摄像头;2-红外热成像传感器;3-红外热成像射线;4-光纤;5-主变;6-主变高压侧出线;7-主变低压侧出线;8-避雷器;9-套管；10-隔离刀闸；11-断路器；12-互感器；13-母线；14-电容器；15-线夹；16-设备安装杆；17-显示器；18-红外热成像处理器;19-控制模块;20-报警器;21-无线电波;22-无线发射器;23-无线接收器。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0015]—种无人值守变电站的广角热成像无线报警装置包括控制模块及与其连接的红外热成像系统、无线电信号收发系统、报警器;所述红外热成像系统包括红外热传感器、红外热成像广角摄像头、驱动装置、红外热成像处理器及红外热成像显示器;所述红外感温热成像广角摄像头与红外热传感器连接;所述驱动装置控制红外热成像广角摄像头在一定角度范围转动;所述红外热成像系统以广角形式、大面积的对无人值守变电站户外运行的电力高压设备进行主动感温热成像扫描;所述红外热成像处理器及红外热成像显示器安装在异地远方后台控制室内；所述无线电信号收发系统包括能发射和接收红外热成像信号的无线电发射装置和无线电接收装置;所述红外热传感器的输出端电性连接于无线电发射器的输入端，无线电发射器将接收到的红外热成像信号以设置好的无线协议的频率波段发射出去;安装在异地远方的无线电接收装置的输出端电性连接于后台控制室的红外热成像显示器和红外热成像处理器的输入端;红外热成像处理器的输出端电性连接于控制模块的输入端，控制模块的输出端电性连接于报警器。
[0016]进一步的，所述安装在异地远方的无线电接收装置的输出端通过光纤分别电性连接于后台控制室的红外热成像显示器和红外热成像处理器的输入端。
[0017]进一步的，所述报警器包括能发出不同过热故障程度的声音警示或发光警示的报敬翌
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[0018]本发明还提供一种基于上述的无人值守变电站的广角热成像无线报警装置的工作方法，其包括以下步骤:步骤S1:将控制模块、红外热成像系统、无线电信号收发系统及报警器进行安装;步骤S2:所述控制模块预先存储变电站户外场地内不同类型的电力高压设备的标准温升热成像图谱、轻度过热故障热成像标准报警图谱、中度过热故障热成像标准报警图谱及严重过热故障热成像标准报警图谱;步骤S3:所述控制模块针对不同气象条件对红