一种电力设备故障巡检系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力设备巡检技术领域，具体而言，涉及一种电力设备故障巡检系统。


背景技术：

2.随着电网信息化进程的不断发展和提高，变电站设备的种类和数量越来越多，为了保证企业内各系统的正常高效安全的运转，对变电站设备的维护和巡回检测的规范性、快捷性、科学性越来越重要
3.在面临多种电力设备故障时，电力公司通常是依靠人力调度的方式进行维护和巡回检测，如果检测的精度得不到保障，那么很可能会造成某些急需维修的故障得不到有效的检修的；
4.红外热像仪检测具有非接触不停电检测电力设备等优点，在各个电力单位广泛使用，并且随着变电站智能巡检与定点监测等智能设备的应用与普及，红外图像数据不断增多，海量的巡检红外图像数据靠人工进行检索分析，将费时费力效率低下。且为了保证电力设备运行的安全性，变电站中的电力设备都要满足接地要求。然而，由于电力设备接地装置通常是深埋在地下，因此，无法通过地面部分来判断电力设备接地是否良好，检修难度较大。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种电力设备故障巡检系统。
6.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种电力设备故障巡检系统，包括轨道式巡检机器人、轨道组件和监控单元，所述轨道组件设于变电站内部环境中，用于为所述轨道式巡检机器人提供导向，所述轨道式巡检机器人包括红外采集模块和电场传感模块；
7.所述监控单元包括故障识别模块和存储模块，所述红外采集模块的输出端和电场传感模块的输出端均与所述故障识别模块的输入端相连，所述故障识别模块用于根据红外采集模块采集的红外图像和电场传感模块采集的电场强度进行分析处理，以确定电力设备的运行状态；所述故障识别模块的第一输出端与存储模块的输入端相连。
8.根据一种优选实施方式，所述监控单元还包括图像处理模块、数据集模块、模型构建模块和模型训练模块，所述存储模块、图像处理模块顺次与所述数据集模块连接；
9.所述数据集模块用于基于所述图像处理模块处理过后的红外图像构建数据集；所述模型构建模块用于构建ssd预训练模型；所述模型训练模块与所述数据集模块相连，用于加载所述数据集并对所述ssd预训练模型进行训练获得最终模型文件；所述最终模型文件嵌入所述故障识别模块中。
10.根据一种优选实施方式，所述监控单元还包括告警模块，所述故障识别模块的第
二输出端与所述告警模块相连。
11.根据一种优选实施方式，所述告警模块由多级告警子模块构成，所述多级告警子模块用于根据所述故障识别模块输出的分级告警信息，通过对应级别的告警子模块进行不同等级的告警。
12.根据一种优选实施方式，所述轨道式巡检机器人还包括射频模块，所述轨道组件上间隔设有射频标签。
13.根据一种优选实施方式，所述轨道式巡检机器人还包括测距模块，所述测距模块用于采集电力设备/障碍物距离数据，所述测距模块与红外采集模块的采集方向一致。
14.根据一种优选实施方式，所述测距模块选用激光测距、超声测距中的一种或多种。
15.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本实用新型通过设置红外采集模块和电场传感模块，能够为电力设备的故障提供更加全面的判断依据；通过基于ssd神经网络模型的故障识别模块，能够自动进行红外图像异常检测，提高检测精度和效率，节约人工成本，保证了电力设备的安全性，通过射频模块和射频标签，能够对故障进行快速定位，方便运维人员的快速检修。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1为本实用新型提供的一种电力设备故障巡检系统系统架构图；
18.图2为本实用新型提供的基于mobilenets网络的ssd预训练模型的检测框图。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.实施例1
23.如图1所示，本实施例提供一种电力设备故障巡检系统，包括轨道式巡检机器人、
轨道组件和监控单元，轨道组件设于变电站内部环境中，用于为轨道式巡检机器人提供导向，轨道式巡检机器人包括红外采集模块、信号传输模块、控制模块和电场传感模块，红外采集模块和电场传感模块均与控制模块连接，由控制模块统一控制，且控制模块控制轨道式巡检机器人启停，红外采集模块和电场传感模块均通过信号传输模块与监控单元相连，红外采集模块用于采集电力设备的红外图像，电场传感模块用于采集轨道式巡检机器人周边的电场强度，通过设置电场传感模块能够采集到红外采集模块无法采集的电力设备的接地装置，以避免因错漏电力设备的接地装置而对电力设备的故障检测误判，通过两者搭配使用，能够对电力设备的运行状态进行更加全面的采集，为故障判断提供更加充分的判断依据，以此保证电力设备运行的安全性。
24.监控单元包括故障识别模块和存储模块，红外采集模块的输出端和电场传感模块的输出端均与故障识别模块的输入端相连，用于将采集到的红外图像和电场强度传输至故障识别单元；可选的，红外采集模块和电厂传感模块还与存储模块相连，用于将采集到的原始数据传至存储模块进行存储；故障识别模块用于根据红外采集模块采集的红外图像和电场传感模块采集的电场强度进行分析处理，以确定电力设备的运行状态；
25.故障识别模块的第一输出端与存储模块的输入端相连，用于将电力设备的检测结果传至存储模块作为历史数据进行存储。
26.优选的，监控单元还包括图像处理模块、数据集模块、模型构建模块和模型训练模块，存储模块、图像处理模块顺次与数据集模块连接，图像处理模块调取存储模块内存储的历史数据或网上收集的红外图像异常数据进行统一预处理，例如裁剪、图像增强、校正、标注标签等，以符合训练样本的要求；数据集模块用于基于图像处理模块处理过后的红外图像构建数据集；模型构建模块用于构建ssd预训练模型；模型训练模块与数据集模块相连，用于加载数据集并对ssd预训练模型进行训练获得最终模型文件；最终模型文件嵌入故障识别模块中，以使得故障识别模块能够对实时红外图像进行自动故障识别，经过故障识别后的红外图像结合电场强度对接地装置的判断，能够得出电力设备的具体运行状态，通过自动分析节省了人工，且提高了故障识别的效率和精度。如图2所示，其中，ssd预训练模型基于轻量化的mobilenets网络，在mobilenets网络基础上删减平均池化层、全连接层，增加conv13d2_1
×
1、conv13d2_3
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3、conv13d3_1
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1、conv13d3_3
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3、conv13d4_1
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1、conv13d4_3
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3、conv13d5_1
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1、conv13d5_3
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3卷积层，其中，16*300*300*3代表输入为batch＝16的三通道300*300大小的图片；3*3*3*32代表卷积核大小为3*3，输入通道为3，输出通道为32。
27.优选的，监控单元还包括告警模块，故障识别模块的第二输出端与告警模块相连，以此实现故障信息的实时告警，避免因检测效率低而造成某些急需维修的故障得不到有效的检修的情况。
28.优选的，告警模块由多级告警子模块构成，多级告警子模块用于根据故障识别模块输出的分级告警信息，其中，常见的红热异常区域包括点状、短条状、短盘状、团状、长条状、盘状及大面积不规则形状。可选的，将点状、短条状、短盘状划为1类，为一般紧急类，进一步的，一般紧急类也可以按情况再次划分三级，团状、长条状、盘状定为2类，为紧急类，进一步的，紧急类也可以按情况再次划分三级；大面积不规则形状定位3类，为特殊异常类。通过对上述故障进行分类定级，能够通过对应级别的告警子模块进行不同等级的告警。
29.可选的，轨道式巡检机器人还包括射频模块，轨道组件上间隔设有射频标签，以此实现对轨道式巡检机器人的定位；可选的，每个电力设备上也设有射频标签，其中射频标签上包括设备信息，设备位置信息等，其中，红外采集模块采集的数据与射频模块采集的设备信息，设备位置信息相映射传至监控单元，以使得能够对故障进行快速定位，方便运维人员的快速检修。
30.优选的，轨道式巡检机器人还包括测距模块，测距模块用于采集电力设备/障碍物距离数据，测距模块与红外采集模块的采集方向一致。优选的，轨道式巡检机器人配置为定点采集，即于轨道组件的特定位置进行电力设备的采集，针对可能发生的障碍物阻挡，例如树干等障碍物阻挡于红外采集模块与电力设备之间，通过测距模块一方面对电力设备和红外采集模块之间的间距进行采集，还能够从测距模块采集的距离信息中得出是否被障碍物阻挡，以此避免因障碍物阻挡造成该电力设备红外图像采集受影响，其次，设置多个测距模块，例如，轨道式巡检机器人的正前方，还能够识别出轨道组件上是否存在可能影响轨道式巡检机器人行进的障碍物，可选的，轨道式巡检机器人设有障碍物清除装置，例如机械臂等，以此避免对轨道式巡检机器人造成损害和影响到巡检的正常进行。
31.可选的，测距模块选用激光测距、超声测距中的一种或多种。
32.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。