本发明涉及红外智能测量领域，尤其是涉及一种用于高压电缆瓷套式终端的在线红外测温系统。
背景技术：
在电网系统中，电缆瓷套式终端因其良好的电气性能得到广泛应用。但是，高压电缆瓷套式终端普遍采用填充油绝缘技术，结构相对复杂，数量众多的终端设备也给监测和检修带来巨大的挑战，因而成为电力传输过程中最薄弱的环节，故障率较其它部分高。高压电缆终端的很多故障最终都会以热量的形式表现出来，热量的释放又进一步增大泄漏电流、加剧设备老化，甚至引起火灾。
目前阶段，国内外电力行业广泛采用分布式光纤测温技术对电力设备进行监测。但是，作为一种接触式测温手段，该方法仍然存在着覆盖面窄、精确度不高、安装复杂、光纤弯曲时容易折断并且衰减严重等缺点。与传统的接触式测温方法相比，红外测温技术具有非接触、精度高、速度快、操作便捷、结果直观等优点，在诊断设备发热异常方面具有不可比拟的优势。
目前我国电力行业采用红外成像技术进行电力设备的监测与检修越来越多，许多学者进行了相关研究，使红外成像技术在我国有了一定的发展，但受限于环境的不稳定性，电力设备实时在线监测与诊断的应用还不多见。目前大多数红外测温都选择在天气条件良好的情况下择机进行，还很难做到随心所欲。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于高压电缆瓷套式终端的在线红外测温系统。该系统具备在线监测、自动采集、实时诊断并预警等功能，在一年的现场应用过程中，该系统运行稳定可靠、快速准确，在不改变设备任务运行参数的条件下即可自动、准确地判定设备运行状态，大大提升了检修效率，保障了电网运行的可靠性。同时在线式监控系统配合高清热成像仪设备的使用弥补了手持红外设备的缺点，使成像画质有了质的提升，为终端故障定位提供了直接证据。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于高压电缆瓷套式终端的在线红外测温系统，该系统包括前端采集装置、监控显示装置、数据采集客户端和用户远程设备，所述的前端采集装置连接监控显示装置，所述的数据采集客户端分别连接前端采集装置和监控显示装置，所述的用户远程设备分别连接监控显示装置和数据采集客户端。
所述的系统还包括与数据采集客户端连接的故障实时预警模块。
所述的数据采集客户端包括依次连接的数据采集模块和异常取证模块，所述的异常取证模块连接故障实时预警模块，所述的异常取证模块截取异常监测区域的画面，生成报表，并触发故障实时预警模块。
所述的前端采集装置为红外成像仪。
所述的红外成像仪包括红外图像控制单元、可见光显示单元和红外画面显示单元，所述的红外图像控制单元分别与可见光显示单元和红外画面显示单元连接，所述的红外图像控制单元与所述的监控显示装置连接。
所述的用户远程设备与监控显示装置、数据采集客户端之间均采用无线通信。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、系统具备在线监测、自动采集、实时诊断并预警等功能，在一年的现场应用过程中，该系统运行稳定可靠、快速准确，在不改变设备任务运行参数的条件下即可自动、准确地判定设备运行状态，大大提升了检修效率，保障了电网运行的可靠性；
2、测温可靠：从技术层面上看，通过图像处理和温度补偿等技术可确保测温算法的可靠性；
3、减少维护成本：从经济层面上看，红外在线监测可大大提升电力系统的自动化水平，减少各项维护成本；
4、非接触测量、方便快捷：不破坏设备原有的温度场，实现非接触测量，数据真实可靠，无需取样，不对电力系统造成任何不必要的影响，简单快捷；
5、无需人工巡查：可实现远程实时监控，减少劳动强度，节省维护成本；
6、数据分析自动化：减少人为误判，推进电力系统的智能化进程。
附图说明
图1为本发明系统总体方案设计示意图；
1、前端采集装置；2、监控显示装置；3、数据采集客户端；4、用户远程设备；5、故障实时预警模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
1、总体方案：
系统总体方案如图1所示。一种用于高压电缆瓷套式终端的在线红外测温系统，系统具有红外图像采集、实时数据处理、故障在线诊断、监测区域设定、报表自动生成、故障实时预警、数据远程传输、历史数据管理等功能。该系统包括前端采集装置1、监控显示装置2、数据采集客户端3和用户远程设备4，所述的前端采集装置1连接监控显示装置2，所述的数据采集客户端3分别连接前端采集装置1和监控显示装置2，所述的用户远程设备4分别连接监控显示装置2和数据采集客户端3。系统还包括与数据采集客户端3连接的故障实时预警模块5。
其中前端采集装置负责在线监控并采集电缆瓷套式终端的红外图像，监控显示装置负责实时显示监测图像，数据采集客户端负责数据的采集、处理、传输、存储和管理，用户则通过4g路由器与远程现场监测设备进行交互，以及时了解现场设备的运行状态。
2、硬件设计：
根据被测终端的安装位置，本套系统的采集前端为高性能红外热像仪。该设备采用了非制冷氧化钒(vox)探测器，分辨率为640×512，波长范围7.5–13.5μm，帧频8.3hz(pal)，像素尺寸17μm，热灵敏度＜50mk，视场角达45°×37°，可实现全天候的高清图像采集，测温误差在±2℃内，保证后期数据处理的质量及诊断的可靠性。所有设备的现场安装均符合gb4208-2008，按防护等级ip67进行设计，适合户外长期使用。
3、软件设计：
根据实际需要，软件系统设计了红外图像实时显示、测温区域自定义、温度最值与均值计算、历史曲线记录、报表导出、短信告警等模块。功能丰富、操作简单、界面友好，很好地满足了现场监测及数据分析的要求。
4、组网方案：
为了实现现场到远程用户处的数据传输，必须设置容易快速部署的网络结构。本系统采用了本地无线4g组网，使同一区域的成像设备形成一个小型局域网，统一通过4g路由器和远端电脑通信连接。现场画面实时展现，用户可以通过手机、电脑或在监控中心远程访问现场设备。
5、现场应用
为了验证系统的稳定性和可靠性，对杨建2145线三相终端进行近一个月的在线监测。完成了红外图像采集、实时数据处理、故障在线诊断、故障实时预警、数据远程传输、历史数据管理等一系列环节的测试，效果良好。
根据三相终端的特性，将红外成像仪安装在观测侧方，这样可以最大程度地覆盖三相终端。红外热成像支持全幅测温，实时监控每个像素点温度。实时监控画面中可以清晰的分析出终端发热处和实时温度，以及监控区域中最高温度和最低温度的区域，满足了实时性和直观性的要求。
实时记录当天测温区域数据变化，包括：最高温度、最低温度、平均温度。通过历史数据里记录测温区域数据，周期性分析可以得知业务运行趋，可为电力运维保障工作提供数据依据。
为提高系统的智能化，减轻人工诊断的压力，系统设计了异常图像自动抓取功能。当出现监测区域异常时，后台立即抓拍当时画面，并且生成报表通知运维人员。
通过历史数据里记录测温区域数据，周期性分析可以得知业务运行趋，可为电力运维保障工作提供数据依据。
为了让画面效果更加清晰，红外双视热成像仪支持可见光和红外画面自由切换，采用近年兴起的双视融合技术进行画面输出。双视画面既能突出高温异常区域，又使画面符合人眼的视觉习惯。
从技术层面上看，通过图像处理和温度补偿等技术可确保测温算法的可靠性。从经济层面上看，红外在线监测可大大提升电力系统的自动化水平，减少各项维护成本。总的来说，红外在线测温有以下优势：
(1)不破坏设备原有的温度场，实现非接触测量，数据真实可靠；
(2)无需取样，不对电力系统造成任何不必要的影响，简单快捷；
(3)无需人工巡查，可实现远程实时监控，减少劳动强度，节省维护成本；
(4)数据分析自动化，减少人为误判，推进电力系统的智能化进程。
在一个月的在线使用中，该系统运行稳定、测温准确、报警及时、报表完整。前端采集设备在承受各种恶劣气候条件的情况下未出现宕机情况，适合长期工作。电缆终端和线缆接头每个发热点在图片上都可以清晰的看到，在线式监控系统配合高清热成像仪设备的使用弥补了手持红外设备的缺点，使成像画质有了质的提升，为终端故障定位提供了直接证据。
综上所述，该系统能够满足大中型变电站的监测要求，减轻了运维人员的劳动强度，提高监测与检修的效率。本文提出的基于红外测温原理的高压电缆瓷套式终端在线温度监测系统总体设计方案是可行的。本系统的成功应用可为电力设备的在线温度监测提供有益的借鉴。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。