一种输电线路在线监测方法及系统与流程

1.本发明属于电力技术领域，涉及到一种输电线路在线监测方法及系统。


背景技术：

2.输电线路作为发、输、变、配、用电力系统中的一个环节，是整个系统的主要支柱，线路设备的状况直接影响到电网的安全可靠运行。输电线路所处的运行环境是极其复杂的和不确定的，易受自然环境影响和外力破坏，使其经常出现本体设备发热的情况，存在安全隐患。
3.目前，针对上述情况，最常用的运维方式主要有两种：一是运检人员手持红外热像仪在地面或者登塔进行检测；二是由专业人员操纵载有红外测温装置的无人机进行检测。上述两种方法能够对发热部位进行很好的检测，但有时需要对隐患点进行临时性的实时监测一周左右甚至更长的时间周期，传统的检测方法不具备实时监测的能力。无人机+红外热像仪的方式，专业性要求较高，且所使用的红外摄像装置成本太高。因此，传统方法不能满足输电线路监测需要，亟需一种有效的方法，实现低成本的短期连续性监测。


技术实现要素：

4.本发明一种输电线路在线监测方法及系统的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种低成本、精度高、适用于短期连续性监测。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本发明提供了一种输电线路在线监测方法，该方法包括以下步骤：
7.步骤一、确定被测目标的发射率，并对红外矩阵测温设备进行标定；
8.步骤二、采用红外矩阵测温设备对被测目标进行测量；
9.步骤三、对测量数据进行处理并修正，包括采用温度漂移补偿模型对测量结果中的漂移误差进行修正；
10.步骤四、控制器系统根据红外矩阵测温设备所测量的修正后数据，将每个工作时间和环境温度点分别对照一个漂移补偿量，建立漂移补偿映射表；
11.步骤五、控制器系统根据输入的参数值在映射表中查出对应的漂移补偿量，再将当前的灰度值和漂移补偿量进行数学运算以实现补偿。
12.优选地，所述步骤一包括：
13.选择短波长段进行采集，对已知的被测目标的发射率进行预测，并依据红外矩阵测温设备对被测目标进行相应的发射率修正。
14.优选地，所述步骤二中红外矩阵测温设备的测温过程具体为：
15.首先，由红外矩阵测温设备中的红外探测器和光学系统对目标物体实施红外扫描，然后将红外辐射信息聚集到红外探测器上，将其转化成电信号，并一系列放大处理，最后将这些信息传输到显示记录系统上，显示目标物体的温度分布情况。
16.优选地，所述步骤三中的漂移误差为红外矩阵测温设备中探测器响应的漂移误
差，包括工作时间漂移误差和环境温度漂移误差；其中工作时间漂移误差与环境温度漂移误差相互独立。
17.优选地，所述步骤四具体为：
18.首先，确定稳定黑体温度去顶漂移基准值和红外探测器随工作时间的响应，并调整环境温度确定红外探测器在不同环境温度下的响应；
19.然后，确定漂移补偿的曲线模型；计算漂移补偿的系数；
20.最后，生成漂移补偿映射表并将漂移补偿映射表存储至系统中。
21.优选地，所述步骤五具体为：
22.输入存储器读取的漂移补偿映射表、原始图像数据、工作时间参数t以及环境温度参数tsur至漂移补偿模型后，获取漂移补偿之后的图像数据，并将漂移补偿的图像数据进行温度测量。
23.基于上述方法，一种输电线路在线监测方法，该系统包括：
24.红外矩阵测温模块，设置于输电线路铁塔上，用于对被测目标进行测量；
25.控制系统，该控制系与红外矩阵测温模块建立通讯连接，控制系统包括监测控制模块，
26.该监测控制模块，用于对红外矩阵测温模块并对采集到的数据进行处理并在线监测；
27.无线通信模块，设置在红外矩阵测温模块上，用于进行控制系统与红外矩阵测温模块之间的通信。
28.优选地，所述红外矩阵测温模块包括光学系统、显示记录系统、信号处理系统以及红外探测器。
29.优选地，所述监测控制模块包括：
30.数据采集模块，用于采集来自红外矩阵测温模块的数据，形成红外热图；
31.红外图像处理模块，用于对红外热图进行误差修正；
32.温度测量与显示模块，用于显示测量修正之后的温度数据；
33.系统设置模块，用于设定各模块的初始值，包括红外矩阵测温模块的发射率。
34.优选地，所述系统在线监测过程具体为：将红外矩阵测温模块安装在输电线路铁塔上预设位置，由监测控制模块控制进行调焦，并选择相应位置对设备温度进行检测；
35.红外矩阵测温模块将采集到的被测目标表面温度数据通过无线通信模块传输至控制系统内；
36.监测控制模块对温度数据进行计算和修正处理，在该模块上实现远程实时查看，及时发现温度异常。
37.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
38.1、本发明提出了一种基于红外矩阵监测的输电线路在线监测方法，可满足输电线路缺陷临时性的在线监测需要，设备成本低，节省了大量巡检人力；
39.2、本发明解决了户外环境下测量误差大的问题，精度高，可实现长期稳定可靠运行；
40.3、本发明的系统易于携带与安装，且安装点远离高压线路，安全性高；
41.4、本发明可长期采集的疑似缺陷点到故障点演变的过程数据，为线路本质安全提
升研究提供数据支持；
42.5、本发明可根据被测目标材料的热辐射特性重新标定测量温度，保障温度测量的准确性。
附图说明
43.图1为发明一种输电线路在线监测方法流程图；
44.图2为发明一种输电线路在线监测系统结构示意图。
45.图中：1、红外矩阵测温模块；2、控制系统；3、监测控制模块；4、无线通信模块；
具体实施方式
46.下面结合附图对发明一种输电线路在线监测方法及系统的具体实施方式做详细阐述。
47.如图1所示，本发明提供了一种输电线路在线监测方法，该方法包括以下步骤：
48.步骤一、确定被测目标的发射率，并对红外矩阵测温设备进行标定；
49.步骤二、采用红外矩阵测温设备对被测目标进行测量；
50.步骤三、对测量数据进行处理并修正，包括采用温度漂移补偿模型对测量结果中的漂移误差进行修正；
51.步骤四、控制器系统根据红外矩阵测温设备所测量的修正后数据，将每个工作时间和环境温度点分别对照一个漂移补偿量，建立漂移补偿映射表；
52.步骤五、控制器系统根据输入的参数值在映射表中查出对应的漂移补偿量，再将当前的灰度值和漂移补偿量进行数学运算以实现补偿。
53.优选地，所述步骤一包括：
54.选择短波长段进行采集，对已知的被测目标的发射率进行预测，并依据红外矩阵测温设备对被测目标进行相应的发射率修正。
55.优选地，所述步骤二中红外矩阵测温设备的测温过程具体为：
56.首先，由红外矩阵测温设备中的红外探测器和光学系统对目标物体实施红外扫描，然后将红外辐射信息聚集到红外探测器上，将其转化成电信号，并一系列放大处理，最后将这些信息传输到显示记录系统上，显示目标物体的温度分布情况。
57.优选地，所述步骤三中的漂移误差为红外矩阵测温设备中探测器响应的漂移误差，包括工作时间漂移误差和环境温度漂移误差；其中工作时间漂移误差与环境温度漂移误差相互独立。
58.优选地，所述步骤四具体为：
59.首先，确定稳定黑体温度去顶漂移基准值和红外探测器随工作时间的响应，并调整环境温度确定红外探测器在不同环境温度下的响应；
60.然后，确定漂移补偿的曲线模型；计算漂移补偿的系数；
61.最后，生成漂移补偿映射表并将漂移补偿映射表存储至系统中。
62.优选地，所述步骤五具体为：
63.输入存储器读取的漂移补偿映射表、原始图像数据、工作时间参数t以及环境温度参数tsur至漂移补偿模型后，获取漂移补偿之后的图像数据，并将漂移补偿的图像数据进
行温度测量。
64.如图2所示，基于上述方法，一种输电线路在线监测方法，该系统包括：
65.红外矩阵测温模块1，设置于输电线路铁塔上，用于对被测目标进行测量；
66.控制系统2，该控制系与红外矩阵测温模块1建立通讯连接，控制系统2包括监测控制模块3，该监测控制模块3，用于对红外矩阵测温模块1并对采集到的数据进行处理并在线监测；
67.无线通信模块4，设置在红外矩阵测温模块1上，用于进行控制系统2与红外矩阵测温模块1之间的通信。
68.优选地，所述红外矩阵测温模块1包括光学系统、显示记录系统、信号处理系统以及红外探测器。
69.优选地，所述监测控制模块3包括：
70.数据采集模块，用于采集来自红外矩阵测温模块1的数据，形成红外热图；
71.红外图像处理模块，用于对红外热图进行误差修正；
72.温度测量与显示模块，用于显示测量修正之后的温度数据；
73.系统设置模块，用于设定各模块的初始值，包括红外矩阵测温模块1的发射率。
74.优选地，所述系统在线监测过程具体为：将红外矩阵测温模块1安装在输电线路铁塔上预设位置，由监测控制模块3控制进行调焦，并选择相应位置对设备温度进行检测；
75.红外矩阵测温模块1将采集到的被测目标表面温度数据通过无线通信模块4传输至控制系统2内；
76.监测控制模块3对温度数据进行计算和修正处理，在该模块上实现远程实时查看，及时发现温度异常。。
77.最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。