电力变压器防爆膜体检测系统及方法与流程

1.本发明涉及电力变压器领域，尤其涉及一种电力变压器防爆膜体检测系统及方法。


背景技术：

2.变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止的电器设备。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器就其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器：电力变压器是电力输配电、电力用户配电的必要设备；试验变压器对电器设备进行耐压(升压)试验的设备；仪用变压器作为配电系统的电气测量、继电保护之用(pt、ct)；特殊用途的变压器有冶炼用电炉变压器、电焊变压器、电解用整流变压器、小型调压变压器等。
3.电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kva或mva表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。
4.目前，在电力变压器的使用过程中，为了防止油箱爆裂，通常在油箱周围包裹防爆膜体以完成对油箱的箱体的保护。然而，这种周身设置的模式对防爆膜体的完整度的检测带来困难，同时，细微的防爆膜体的破裂不易被人工发现或者简单的监测器件发现，导致无法提取预知箱体爆裂的事故，耽误了油箱维护和救援的时间。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种电力变压器防爆膜体检测系统及方法，能够采用定制的围绕式检测平台对电力变压器油箱周身的防爆膜体进行全面检测，更重要的是，采用了针对性的视觉检测模式实现细微的膜体破裂现象的提前预知，从而能够提前干涉电力变压器油箱的爆裂事故。
6.相对于现有技术，本发明至少具备以下几处关键的发明点：
7.(1)基于膜体的预设颜色成像特征在针对性处理后的现场图像中识别出具有预设颜色成像特征的每一个像素点以作为每一个膜体像素点，以及在所述图像中存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体分裂信号，从而完成膜体状态的智能化检测；
8.(2)引入包括内容拼凑机构、定向处理设备以及数据优化设备的针对性的图像处理机制，完成对电力变压器的油箱箱体周围环境的成像画面的内容优化处理，为后续的膜体像素点的识别提供优质数据。
9.根据本发明的一方面，提供了一种电力变压器防爆膜体检测系统，所述系统包括：
10.防爆膜体，包裹在电力变压器的油箱的箱体周围，用于在变压器发生放电故障或者短路高温而造成油压迅速升高时，防止油箱箱体爆裂；
11.环绕式云台，包括安装支架、基座、驱动电动机和微控制器，所述微控制器和所述驱动电动机封装在所述基座内，所述基座设置在油箱的顶部，所述安装支架的顶部固定在所述基座上，所述驱动电动机与所述安装支架连接，用于在微控制器的配置下驱动所述安装支架完成环绕所述油箱的箱体的移动操作；
12.信号捕获机构，设置在所述安装支架的底部，与所述微控制器和所述驱动电动机连接，用于在所述安装支架环绕所述油箱的箱体移动时，采用不同成像视野完成对所述油箱的不同视角画面的捕获操作，以获得多个分视角画面；
13.内容拼凑机构，与所述信号捕获机构连接，用于对所述分视角画面执行重复内容去除的画面拼凑操作，以获得对应的宽幅成像画面；
14.定向处理设备，与所述内容拼凑机构连接，用于对接收到的宽幅成像画面的各个拼凑区域分别依次执行导向滤波处理和盒式滤波处理，以获得对应的即时去噪画面；
15.数据优化设备，与所述定向处理设备连接，用于对所述即时去噪画面执行动态范围的调整处理，以获得对应的数据优化画面；
16.膜体识别设备，与所述数据优化设备连接，用于基于膜体的预设颜色成像特征在所述数据优化画面中识别出具有预设颜色成像特征的每一个像素点以作为每一个膜体像素点；
17.连续监测设备，与所述膜体识别设备连接，用于获取所述数据优化画面中的各个膜体像素点，并在不存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体完整信号；
18.其中，所述连续监测设备还用于在存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体分裂信号。
19.根据本发明的另一方面，还提供了一种电力变压器防爆膜体检测方法，所述方法包括：
20.使用防爆膜体，包裹在电力变压器的油箱的箱体周围，用于在变压器发生放电故障或者短路高温而造成油压迅速升高时，防止油箱箱体爆裂；
21.使用环绕式云台，包括安装支架、基座、驱动电动机和微控制器，所述微控制器和所述驱动电动机封装在所述基座内，所述基座设置在油箱的顶部，所述安装支架的顶部固定在所述基座上，所述驱动电动机与所述安装支架连接，用于在微控制器的配置下驱动所述安装支架完成环绕所述油箱的箱体的移动操作；
22.使用信号捕获机构，设置在所述安装支架的底部，与所述微控制器和所述驱动电动机连接，用于在所述安装支架环绕所述油箱的箱体移动时，采用不同成像视野完成对所述油箱的不同视角画面的捕获操作，以获得多个分视角画面；
23.使用内容拼凑机构，与所述信号捕获机构连接，用于对所述分视角画面执行重复
内容去除的画面拼凑操作，以获得对应的宽幅成像画面；
24.使用定向处理设备，与所述内容拼凑机构连接，用于对接收到的宽幅成像画面的各个拼凑区域分别依次执行导向滤波处理和盒式滤波处理，以获得对应的即时去噪画面；
25.使用数据优化设备，与所述定向处理设备连接，用于对所述即时去噪画面执行动态范围的调整处理，以获得对应的数据优化画面；
26.使用膜体识别设备，与所述数据优化设备连接，用于基于膜体的预设颜色成像特征在所述数据优化画面中识别出具有预设颜色成像特征的每一个像素点以作为每一个膜体像素点；
27.使用连续监测设备，与所述膜体识别设备连接，用于获取所述数据优化画面中的各个膜体像素点，并在不存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体完整信号；
28.其中，所述连续监测设备还用于在存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体分裂信号。
附图说明
29.以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
30.图1为根据本发明实施方案示出的电力变压器防爆膜体检测系统及方法所应用的电力变压器的工作原理图。
具体实施方式
31.下面将参照附图对本发明的电力变压器防爆膜体检测方法的实施方案进行详细说明。
32.电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。
33.变压器是由绕在同一铁芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成，绕组之间是通过交变磁场而联系着并按电磁感应原理工作。变压器安装位置应考虑便于运行、检修和运输，同时应选择安全可靠的地方。在使用变压器时必须合理地选用变压器的额定容量。变压器空载运行时，需用较大的无功功率。这些无功功率要由供电系统供给。变压器的容量若选择过大，不但增加了初投资，而且使变压器长期处于空载或轻载运行，使空载损耗的比重增大，功率因数降低，网络损耗增加，这样运行既不经济又不合理。变压器容量选择过小，会使变压器长期过负荷，易损坏设备。因此，变压器的额定容量应根据用电负荷的需要进行选择，不宜过大或过小。
34.防爆隔膜是装在压力容器上部来防止容器爆炸的金属薄膜，是一种安全装置。又称防爆片或爆破片。例如，当容器内压力超过一定限度时，薄膜先被冲破，因而可以降低容器内的压力，避免爆炸。在压力容器中应用极广。同样，在电力变压器的油箱箱体上也得到了普遍的应用。
35.目前，在电力变压器的使用过程中，为了防止油箱爆裂，通常在油箱周围包裹防爆膜体以完成对油箱的箱体的保护。然而，这种周身设置的模式对防爆膜体的完整度的检测带来困难，同时，细微的防爆膜体的破裂不易被人工发现或者简单的监测器件发现，导致无法提取预知箱体爆裂的事故，耽误了油箱维护和救援的时间。
36.为了克服上述不足，本发明搭建了一种电力变压器防爆膜体检测系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
37.图1为根据本发明实施方案示出的电力变压器防爆膜体检测系统及方法所应用的电力变压器的工作原理图。
38.根据本发明实施方案示出的电力变压器防爆膜体检测系统包括：
39.防爆膜体，包裹在电力变压器的油箱的箱体周围，用于在变压器发生放电故障或者短路高温而造成油压迅速升高时，防止油箱箱体爆裂；
40.环绕式云台，包括安装支架、基座、驱动电动机和微控制器，所述微控制器和所述驱动电动机封装在所述基座内，所述基座设置在油箱的顶部，所述安装支架的顶部固定在所述基座上，所述驱动电动机与所述安装支架连接，用于在微控制器的配置下驱动所述安装支架完成环绕所述油箱的箱体的移动操作；
41.信号捕获机构，设置在所述安装支架的底部，与所述微控制器和所述驱动电动机连接，用于在所述安装支架环绕所述油箱的箱体移动时，采用不同成像视野完成对所述油箱的不同视角画面的捕获操作，以获得多个分视角画面；
42.内容拼凑机构，与所述信号捕获机构连接，用于对所述分视角画面执行重复内容去除的画面拼凑操作，以获得对应的宽幅成像画面；
43.定向处理设备，与所述内容拼凑机构连接，用于对接收到的宽幅成像画面的各个拼凑区域分别依次执行导向滤波处理和盒式滤波处理，以获得对应的即时去噪画面；
44.数据优化设备，与所述定向处理设备连接，用于对所述即时去噪画面执行动态范围的调整处理，以获得对应的数据优化画面；
45.膜体识别设备，与所述数据优化设备连接，用于基于膜体的预设颜色成像特征在所述数据优化画面中识别出具有预设颜色成像特征的每一个像素点以作为每一个膜体像素点；
46.连续监测设备，与所述膜体识别设备连接，用于获取所述数据优化画面中的各个膜体像素点，并在不存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体完整信号；
47.其中，所述连续监测设备还用于在存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体分裂信号。
48.接着，继续对本发明的电力变压器防爆膜体检测系统的具体结构进行进一步的说明。
49.所述电力变压器防爆膜体检测系统中还可以包括：
50.计时服务机构，分别与所述内容拼凑机构、所述定向处理设备、所述数据优化设备、所述膜体识别设备以及所述连续监测设备连接；
51.其中，所述计时服务机构用于分别为所述内容拼凑机构、所述定向处理设备、所述数据优化设备、所述膜体识别设备以及所述连续监测设备提供各自需求的计时服务。
52.所述电力变压器防爆膜体检测系统中还可以包括：
53.flash闪存，与所述膜体识别设备连接，用于存储所述预设颜色成像特征。
54.所述电力变压器防爆膜体检测系统中：
55.对所述即时去噪画面执行动态范围的调整处理，以获得对应的数据优化画面包括：对所述即时去噪画面执行动态范围的拓展处理，以获得对应的数据优化画面；
56.其中，对接收到的宽幅成像画面的各个拼凑区域分别依次执行导向滤波处理和盒式滤波处理，以获得对应的即时去噪画面包括：针对接收到的宽幅成像画面的每一个拼凑区域，先执行导向滤波处理，再执行盒式滤波处理。
57.所述电力变压器防爆膜体检测系统中：
58.所述定向处理设备包括第一滤波子设备和第二滤波子设备，所述第一滤波子设备用于对接收到的宽幅成像画面的各个拼凑区域分别执行导向滤波处理；
59.其中，所述第二滤波子设备与所述第一滤波子设备连接，用于对接收到的执行完导向滤波处理后获得的画面中对应宽幅成像画面的各个拼凑区域的各个区域分别执行盒式滤波处理，以获得对应的即时去噪画面。
60.根据本发明实施方案示出的电力变压器防爆膜体检测方法包括：
61.使用防爆膜体，包裹在电力变压器的油箱的箱体周围，用于在变压器发生放电故障或者短路高温而造成油压迅速升高时，防止油箱箱体爆裂；
62.使用环绕式云台，包括安装支架、基座、驱动电动机和微控制器，所述微控制器和所述驱动电动机封装在所述基座内，所述基座设置在油箱的顶部，所述安装支架的顶部固定在所述基座上，所述驱动电动机与所述安装支架连接，用于在微控制器的配置下驱动所述安装支架完成环绕所述油箱的箱体的移动操作；
63.使用信号捕获机构，设置在所述安装支架的底部，与所述微控制器和所述驱动电动机连接，用于在所述安装支架环绕所述油箱的箱体移动时，采用不同成像视野完成对所述油箱的不同视角画面的捕获操作，以获得多个分视角画面；
64.使用内容拼凑机构，与所述信号捕获机构连接，用于对所述分视角画面执行重复内容去除的画面拼凑操作，以获得对应的宽幅成像画面；
65.使用定向处理设备，与所述内容拼凑机构连接，用于对接收到的宽幅成像画面的各个拼凑区域分别依次执行导向滤波处理和盒式滤波处理，以获得对应的即时去噪画面；
66.使用数据优化设备，与所述定向处理设备连接，用于对所述即时去噪画面执行动态范围的调整处理，以获得对应的数据优化画面；
67.使用膜体识别设备，与所述数据优化设备连接，用于基于膜体的预设颜色成像特征在所述数据优化画面中识别出具有预设颜色成像特征的每一个像素点以作为每一个膜体像素点输出；
68.使用连续监测设备，与所述膜体识别设备连接，用于获取所述数据优化画面中的各个膜体像素点，并在不存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体完整信号；
69.其中，所述连续监测设备还用于在存在某两个膜体像素点之间的非膜体像素点的数量超限时，发出膜体分裂信号。
70.接着，继续对本发明的电力变压器防爆膜体检测方法的具体步骤进行进一步的说
明。
71.所述电力变压器防爆膜体检测方法还可以包括：
72.使用计时服务机构，分别与所述内容拼凑机构、所述定向处理设备、所述数据优化设备、所述膜体识别设备以及所述连续监测设备连接；
73.其中，所述计时服务机构用于分别为所述内容拼凑机构、所述定向处理设备、所述数据优化设备、所述膜体识别设备以及所述连续监测设备提供各自需求的计时服务。
74.所述电力变压器防爆膜体检测方法还可以包括：
75.使用flash闪存，与所述膜体识别设备连接，用于存储所述预设颜色成像特征。
76.所述电力变压器防爆膜体检测方法中：
77.对所述即时去噪画面执行动态范围的调整处理，以获得对应的数据优化画面包括：对所述即时去噪画面执行动态范围的拓展处理，以获得对应的数据优化画面；
78.其中，对接收到的宽幅成像画面的各个拼凑区域分别依次执行导向滤波处理和盒式滤波处理，以获得对应的即时去噪画面包括：针对接收到的宽幅成像画面的每一个拼凑区域，先执行导向滤波处理，再执行盒式滤波处理。
79.所述电力变压器防爆膜体检测方法中：
80.所述定向处理设备包括第一滤波子设备和第二滤波子设备，所述第一滤波子设备用于对接收到的宽幅成像画面的各个拼凑区域分别执行导向滤波处理；
81.其中，所述第二滤波子设备与所述第一滤波子设备连接，用于对接收到的执行完导向滤波处理后获得的画面中对应宽幅成像画面的各个拼凑区域的各个区域分别执行盒式滤波处理，以获得对应的即时去噪画面。
82.另外，电力变压器按用途分类可以分为：升压(发电厂6.3kv/10.5kv或10.5kv/110kv等)、联络(变电站间用220kv/110kv或110kv/10.5kv)、降压(配电用35kv/0.4kv或10.5kv/0.4kv)。
83.电力变压器按相数分类可以分为：单相电力变压器、三相电力变压器。
84.电力变压器按绕组分类可以分为：双绕组(每相装在同一铁心上，原、副绕组分开绕制、相互绝缘)、三绕组(每相有三个绕组，原、副绕组分开绕制、相互绝缘)、自耦变压器(一套绕组中间抽头作为一次或二次输出)。三绕组变压器要求一次绕组的容量大于或等于二、三次绕组的容量。三绕组容量的百分比按高压、中压、低压顺序有：100/100/100、100/50/100、100/100/50，要求二、三次绕组均不能满载运行。一般三次绕组电压较低，多用于近区供电或接补偿设备，用于连接三个电压等级。自耦变压器：有升压或降压二种，因其损耗小、重量轻、使用经济，为此在超高压电网中应用较多。小型自耦变压器常用的型号为400v/36v(24v)，用于安全照明等设备供电。
85.电力变压器按绝缘介质分类可以分为：油浸变压器(阻燃型、非阻燃型)、干式变压器、110kvsf6气体绝缘变压器。
86.采用本发明的电力变压器防爆膜体检测系统及方法，针对现有技术中电力变压器油箱周身防爆膜体细微爆裂难以准确识别的技术问题，通过采用定制的围绕式检测平台对电力变压器油箱周身的防爆膜体进行全面检测，同时采用了针对性的视觉检测模式实现细微的膜体破裂现象的提前预知，从而提升了电力变压器的安全管理水准。
87.总之，已经描述了利用本发明的原理产生的很多好处。为了解释和说明，已经对本
发明的一个或多个实施例进行了描述。这并不意味着本发明的无遗漏的描述或是将本发明限制在已公开的确切形式中。根据以上的教导可以作出显而易见的修改和改变。对一个或多个实施例进行选择和描述是为了更好地解释本发明的原理和应用，因此可以使本领域的普通技术人员以不同实施例和适合于特殊应用的多种修改形式更好地应用本发明。此处所附的权利要求确定本发明的保护范围。