斷路器在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力設(shè)備監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及斷路器在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 斷路器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，斷路器工作可靠性直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的 安全，從而對(duì)斷路器狀態(tài)的監(jiān)測是非常有必要的。目前，對(duì)斷路器監(jiān)測的監(jiān)測設(shè)備種類繁 多，一般是在斷路器上安裝傳感器，或者將傳感器集成在斷路器上，通過復(fù)雜的監(jiān)測工作獲 得斷路器的工作狀態(tài)信息，由于斷路器型號(hào)的差異使得這些監(jiān)測設(shè)備通用性差，且對(duì)已投 入使用的斷路器安裝監(jiān)測設(shè)備，對(duì)斷路器造成一定的損壞。
[0003] 隨著圖像技術(shù)的發(fā)展，主要是通過熱成像技術(shù)對(duì)斷路器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。熱成像技 術(shù)是通過拍攝發(fā)熱物體的紅外圖片，對(duì)這些紅外圖片進(jìn)行分析得到有用信息的技術(shù)，根據(jù) 得到的有用信息對(duì)斷路器的狀態(tài)進(jìn)行判斷。目前，大多數(shù)熱成像儀采用人工讀取圖片再判 斷結(jié)果的方式工作，需要大量的人力資源，或者只讀取某片區(qū)域的溫度，未采用有效的圖像 計(jì)算方法對(duì)紅外圖片進(jìn)行分析，監(jiān)測可靠性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對(duì)斷路器監(jiān)測可靠性不高的問題，提供一種提高監(jiān)測可靠性的 斷路器在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)。
[0005] 一種斷路器在線監(jiān)測方法，包括如下步驟：
[0006] 采集斷路器熱圖像；
[0007] 根據(jù)所述斷路器熱圖像及預(yù)先確定的關(guān)鍵區(qū)域的位置信息，提取非關(guān)鍵區(qū)域和關(guān) 鍵區(qū)域；
[0008] 對(duì)所述斷路器熱圖像的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償；
[0009] 對(duì)補(bǔ)償后的所述斷路器熱圖像的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行特征計(jì)算得到所述斷路器的特征 數(shù)據(jù)矩陣；
[0010] 將所述斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣與知識(shí)庫中的特征數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行對(duì)比，得到第一對(duì) 比結(jié)果數(shù)據(jù)；將所述斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣與所述斷路器的歷史特征數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行對(duì)比分 析，得到第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)；所述知識(shí)庫中的特征數(shù)據(jù)矩陣包括與所述斷路器同型號(hào)的其 他斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣；
[0011] 將所述第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)與所述第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)求和計(jì)算，得到計(jì)算 結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0012] 根據(jù)所述計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，判斷所述斷路器的狀態(tài)。
[0013] 本發(fā)明還提供一種斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括：
[0014] 采集模塊，用于采集斷路器熱圖像；
[0015] 提取模塊，用于根據(jù)所述斷路器熱圖像及預(yù)先確定的關(guān)鍵區(qū)域的位置信息，提取 非關(guān)鍵區(qū)域和關(guān)鍵區(qū)域；
[0016] 補(bǔ)償模塊，用于對(duì)所述斷路器熱圖像的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償；
[0017] 第一計(jì)算模塊，用于對(duì)補(bǔ)償后的所述斷路器熱圖像的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行特征計(jì)算得到 所述斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣；
[0018] 對(duì)比模塊，用于將所述斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣與知識(shí)庫中的特征數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行對(duì) 比，得到第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)；還用于將所述斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣與所述斷路器的歷史特 征數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行對(duì)比分析，得到第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)；所述知識(shí)庫中的特征數(shù)據(jù)矩陣包括與 所述斷路器同型號(hào)的其他斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣；
[0019] 第二計(jì)算模塊，用于將所述第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)與所述第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán) 求和計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0020] 處理模塊，用于根據(jù)所述計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，判斷所述斷路器的狀態(tài)。
[0021] 上述斷路器在線監(jiān)測方法，通過自動(dòng)獲取斷路器熱圖像，并對(duì)熱圖像進(jìn)行圖像分 析得出判斷結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，無需人工讀取圖片再判斷斷路器的狀態(tài)， 減少了大量的人力資源。通過對(duì)斷路器熱圖像關(guān)鍵區(qū)域的提取并對(duì)關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì) 補(bǔ)償后的所述斷路器熱圖像的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行特征計(jì)算得到所述斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣，將 所述斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣分別與知識(shí)庫中的特征數(shù)據(jù)矩陣和所述斷路器歷史的特征數(shù) 據(jù)矩陣進(jìn)行對(duì)比，得到第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)和第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)，將所述第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù) 與所述第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)求和計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，根據(jù)所述計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)， 判斷所述斷路器的狀態(tài)。通過對(duì)關(guān)鍵區(qū)域的補(bǔ)償能有效消除環(huán)境對(duì)熱圖像的影響，得到更 為準(zhǔn)確的熱圖像，再對(duì)補(bǔ)償后的熱圖像進(jìn)行特征提取，得到更準(zhǔn)確的特征數(shù)據(jù)矩陣，根據(jù)特 征數(shù)據(jù)矩陣，經(jīng)過對(duì)比和判斷得出更準(zhǔn)確的判斷結(jié)果，可提高在線監(jiān)測可靠性，從而提高電 力系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0022] 圖1為一實(shí)施方式的斷路器在線監(jiān)測方法的流程圖；
[0023] 圖2為一實(shí)施方式的斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理圖；
[0024] 圖3為絕對(duì)值隸屬函數(shù)；
[0025] 圖4為變化率隸屬函數(shù)；
[0026] 圖5為故障發(fā)生概率隸屬函數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 請(qǐng)參閱圖1，提供一種實(shí)施方式的斷路器在線監(jiān)測方法，包括如下步驟：
[0028] S100 :采集斷路器熱圖像。
[0029] 熱成像儀安裝在斷路器上，采用熱成像儀對(duì)斷路器熱圖像進(jìn)行采集，并能實(shí)時(shí)采 集斷路器的溫度得到溫度數(shù)據(jù)。通過熱成像儀通過拍攝物體的圖片，對(duì)被監(jiān)測的斷路器不 會(huì)造成損壞。采集斷路器熱圖像后，還需對(duì)斷路器熱圖像進(jìn)行圖像數(shù)字化處理后并將其進(jìn) 行灰度化處理。根據(jù)圖像的大小選取m*n個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行采樣，圖像可采用m*n大小 的矩陣表示。
[0030] S200:根據(jù)斷路器熱圖像及預(yù)先確定的關(guān)鍵區(qū)域的位置信息，提取非關(guān)鍵區(qū)域和 關(guān)鍵區(qū)域。
[0031] 由于同型號(hào)斷路器的相的位置是確定的，且斷路器每相的關(guān)鍵區(qū)域是確定的，即 關(guān)鍵區(qū)域在斷路器熱圖像矩陣上的位置是確定的，從而，根據(jù)預(yù)先確定的關(guān)鍵區(qū)域的位置 信息，從斷路器熱圖像上可分割出關(guān)鍵區(qū)域和非關(guān)鍵區(qū)域。在本實(shí)施例中，斷路器的關(guān)鍵區(qū) 域包括第一出線端區(qū)域、第二出線端區(qū)域和觸頭區(qū)域，上述三個(gè)關(guān)鍵區(qū)域易受到電路通斷 電的影響，且最能影響斷路器的工作狀態(tài)，通過對(duì)上述三個(gè)關(guān)鍵區(qū)域的熱圖像分析，可有效 判斷斷路器的工作狀態(tài)。
[0032]S300 :對(duì)斷路器熱圖像的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償。
[0033] 由于斷路器會(huì)受到環(huán)境的影響，在進(jìn)行熱圖像采集得到斷路器熱圖像時(shí)，熱圖像 是受到環(huán)境干擾的圖像，從而需要對(duì)斷路器熱圖像進(jìn)行補(bǔ)償，以消除外界環(huán)境溫度、外界光 等因素對(duì)圖像產(chǎn)生的干擾，得到更準(zhǔn)確的斷路器熱圖像。
[0034]S400:對(duì)補(bǔ)償后的斷路器熱圖像的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行特征計(jì)算得到斷路器的特征數(shù)據(jù) 矩陣。
[0035] 對(duì)上述三個(gè)關(guān)鍵區(qū)域分別進(jìn)行特征計(jì)算，得到特征數(shù)據(jù)矩陣，為后續(xù)的對(duì)比判斷 提供依據(jù)。
[0036]S500:將斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣與知識(shí)庫中的特征數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行對(duì)比，得到第一 對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)；將斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣與斷路器的歷史特征數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行對(duì)比分析，得 到第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)。
[0037]知識(shí)庫包括中的特征數(shù)據(jù)矩陣與斷路器同型號(hào)的其他斷路器的特征數(shù)據(jù)矩陣。知 識(shí)庫中包括的特征數(shù)據(jù)矩陣是對(duì)同型號(hào)的斷路器在正常工作時(shí)提取得到的。斷路器歷史的 特征數(shù)據(jù)矩陣是目前監(jiān)測的斷路器之前計(jì)算得到的特征數(shù)據(jù)矩陣。對(duì)比的方式有多種，例 如，求差或求差后計(jì)算差值變化率等，差值能反映出故障，變化率能反映出是否有變得更差 的可能。得到的第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)和第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)。對(duì)第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)和第二對(duì)比 結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，例如，針對(duì)第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)，計(jì)算指示正常程度的正常程度參數(shù)，然 后根據(jù)具體的斷路器乘以相應(yīng)的可信度，得到分析結(jié)果，分析結(jié)果包括每相的上出線端和 下出線端的接觸、發(fā)熱情況、觸頭的接觸點(diǎn)發(fā)熱情況、連接狀況、絕緣層破損情況。其中正常 程度是根據(jù)計(jì)算得到的，可信度根據(jù)具體的斷路器的試驗(yàn)確定的。
[0038]S700:將第一對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)與第二對(duì)比結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)求和計(jì)算，得到計(jì)算結(jié) 果數(shù)據(jù)。
[0039] 由于對(duì)比結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)偶然性，將兩種對(duì)比結(jié)果加權(quán)求和計(jì)算，以減少對(duì)比的 偶然性，提高對(duì)比結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0040]S800 :根據(jù)計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，判斷斷路器的狀態(tài)。
[0041] 根據(jù)計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，判斷斷路器是否出現(xiàn)故障，當(dāng)判定出現(xiàn)故障時(shí)，通過顯示器顯 示判斷