电力设备故障检测分析方法与流程

1.本发明属于故障分析技术领域，更具体地说，是涉及电力设备故障检测分析方法。


背景技术：

2.随着科学技术的迅速发展，对于电力行业的要求也得到了逐步的提升。目前，我国大力发展智能变电站，构建大数据平台。由于电力设备长期处于运行状态，同时受环境等因素的影响，会产生不同等级的故障，从而对电力系统的安全、稳定造成一定的危害，因此电力设备的故障检测与分析是智能电网中非常重要的一环，对不同类型的电力设备进行有效的监控，并实时、自动的分析电力设备有无故障、故障程度、故障位置以及故障时间预测等现已成为研究的热点。
3.电力设备中包括多个装置以及构件，这些装置和构件可以统称为待测物，现有的通过拍摄热成像图对待测物的运行状态进行判定，但是热成像图容易受到周围环境的影响，并且待测物之间也会存在温度的传递，最终导致无法有效识别出待测物的状态，并且故障分析效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供电力设备故障检测分析方法，旨在解决导致无法有效识别出待测物的状态，并且故障分析效率较低的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供电力设备故障检测分析方法，包括：
6.根据电力设备的类型，获取在各个待测物均为正常状态时的热成像的标准图；
7.在所述电力设备实际运行时，将参数调整至与获取所述标准图时相同的情况，拍摄当前的多个所述待测物的热成像状态图；
8.将所述状态图所对应的温度值与所述标准图中的温度值进行对比，判断各个所述待测物是否发生故障。
9.在一种可能的实现方式中，在所述将参数调整至与获取所述标准图时相同的情况，拍摄当前的多个所述待测物的热成像状态图之前还包括：
10.在判定所述待测物出现故障并且该所述待测物的温度最高时，以该所述待测物的温度为基础，对其他的所述待测物的温度进行校核。
11.在一种可能的实现方式中，所述以该所述待测物的温度为基础，对其他的所述待测物的温度进行校核包括：
12.以发生故障的所述待测物为圆心，根据当前的环境温度，确定温度衰减速率确定出不同距离所对应的温度衰减值；
13.在所述状态图中的拾取出其他的所述待测物的温度值，在所述温度值的基础上减去所述衰减值即可作为真实的温度情况。
14.在一种可能的实现方式中，所述获取在各个待测物均为正常状态时的热成像的标
准图包括：
15.在所述标准图中通过各个所述待测物的轮廓拾取并记录各个所述待测物的温度标准值，所述标准值用于与所述状态图中的温度值进行对比。
16.在一种可能的实现方式中，所述将所述状态图所对应的温度值与所述标准图中的温度值进行对比包括：
17.将所述状态图所对应的温度值与所述标准值进行做差，根据做差的结果，判断各个所述待测物温度的升降情况。
18.在一种可能的实现方式中，所述根据做差的结果，判断各个所述待测物温度的升降情况包括：
19.设定判断所述待测物正常与否的判定值，如果所述状态图所对应的温度值与所述标准图中的温度值做差后的绝对值大于所述判定值，则所述待测物发生了故障。
20.在一种可能的实现方式中，在所述将所述状态图所对应的温度值与所述标准图中的温度值进行对比之前还包括：
21.将所述电力设备进行各个区域的划分，以所述区域为单位判断属于所述区域内的各个所述待测物的运行状况。
22.在一种可能的实现方式中，所述将所述电力设备进行各个区域的划分，以所述区域为单位判断属于所述区域内的各个所述待测物的运行状况包括：
23.按照数据的流向以及电能的传输关系为原则，将所述电力设备进行各个所述区域的划分；
24.当所述区域内的某个所述待测物出现故障且温度异常，检测该所述待测物以及位于所述待测物连接关系前端的待测物。
25.在一种可能的实现方式中，在所述检测该所述待测物以及位于所述待测物连接关系前端的待测物之后还包括：
26.建立数据库，根据位于同一所述区域的各个所述待测物的温度变化情况，在所述数据库中检索出对应的故障解决方法。
27.在一种可能的实现方式中，所述在所述数据库中检索出对应的故障解决方法包括：
28.将同一所述区域的各个所述待测物的温度情况作为关键字，在所述关键字基础上适当扩大范围，从所述数据库中检索出对应的所述待测物发生的故障以及解决方法。
29.本发明提供的电力设备故障检测分析方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明电力设备故障检测分析方法中根据电力设备的类型获取各个待测物在正常状态下热成像的标准图。
30.当电力设备在实际运行时，通过相关的仪器获得多个待测物与标准图相同情况下的热成型图片也即状态图。然后进行状态图与标准图的对比，通过两张图温度值的对比，从而判断出待测物是否处于正常状态或者发生故障。
31.本技术中，通过确定出标准图，从而为待测物的故障判断提供了可信的数据支持，以标准图为基础可以快速确定待测物的状态，提高了对故障待测物定位的准确以及监控效率。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
33.图1为本发明实施例提供的电力设备故障检测分析方法的流程图。
具体实施方式
34.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.请参阅图1，现对本发明提供的电力设备故障检测分析方法进行说明。电力设备故障检测分析方法，包括：
36.根据电力设备的类型，获取在各个待测物均为正常状态时的热成像的标准图。
37.在电力设备实际运行时，将参数调整至与获取标准图时相同的情况，拍摄当前的多个待测物的热成像状态图。
38.将状态图所对应的温度值与标准图中的温度值进行对比，判断各个待测物是否发生故障。
39.本发明提供的电力设备故障检测分析方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明电力设备故障检测分析方法中根据电力设备的类型获取各个待测物在正常状态下热成像的标准图。
40.当电力设备在实际运行时，通过相关的仪器获得多个待测物与标准图相同情况下的热成型图片也即状态图。然后进行状态图与标准图的对比，通过两张图温度值的对比，从而判断出待测物是否处于正常状态或者发生故障。
41.本技术中，通过确定出标准图，从而为待测物的故障判断提供了可信的数据支持，以标准图为基础可以快速确定待测物的状态，提高了对故障待测物定位的准确以及监控效率。
42.红外热成像技术从上世纪五六十年代被瑞典首先引进到电力设备缺陷诊断以来发挥着显著的作用，由于其不停电、不接触被测设备、检测效率高等优点，已成为电力、石化等行业设备无损缺陷诊断的最主要方法之一。
43.由于变电站中的高压开关设备出现绝缘故障时会出现温度突然升高的现象，所以采用红外成像状态检测技术能有效发现并诊断高压开关设备的绝缘缺陷。国外红外热像仪的工业化应用开始于20世纪60年代中期，在对电气设备进行故障诊断中效果十分显著；我国电力部门从20世纪80年代末开始相继开展相关理论方面的探讨与研究。在电力系统中，由红外热像仪检测红外辐射能量可反应相关部位的温度或热状态变化，进而发现许多电气设备和热能动力设备的缺陷征兆。
44.目前，电力企业正积极推进状态检修工作，红外热像仪的热像处理技术上亦在不断提高，由于红外热像检测尚未解决远程持续监测、统一监控、数据积累及人为操作等问题，故而未能充分发挥其作用。近年来出现了红外测温与变电站图像监控系统融合的技术，
使其在变电站图像监视的基础上增添了远程红外测温的功能；而由于红外与可见光视场不同，其使用效果受到影响。
45.目前，电力设备在使用的过程中会出现局部或者多个局部高温的现象，而产生高温的原因有螺丝松动导致连接处不稳定、外界的雨水导致设备的锈蚀等，当电力设备出现过热现象时，随着温度持续升高会导致电力设备的故障，甚至整个电网的瘫痪。
46.为此，电力巡检人员会采用现有的过热故障检测设备进行巡检，然而在巡检过程中，电力巡检人员只能通过过热故障检测设备看到所检测的部分电力设备的温度状态图。因为过热故障检测设备中的热成像显示仪只是通过颜色区分温度的，不能显示具体的发热位置，当电力巡检人员在巡检过程中发现设备某处温度过高，需要对其进行及时维修处理时，不能快速准确地找到具体的发热位置，只能根据自身的经验判断发热位置，进而判断发热原因并进行维修，工作效率低，且如果维修不及时甚至会引发安全问题。
47.当前，电网设备的红外热成像巡检主要采用传统的人工离线巡检方式，由设备巡检人员在现场使用手持式红外热成像仪进行设备运行温度检测后，再手工记录巡检数据，比如设备名称、设备位置、设备编号、巡检结果等，巡检完毕回到办公室，再将红外热成像仪中记录的红外巡检数据导出到电脑上，手工录入到指定的生产管理系统软件中，费时费力，工作效率较低，且容易出现由于工作人员疏忽造成的数据录入错误等问题。
48.本技术在于提供一种基于热成像技术的电力设备故障检测方法，相较于现有技术，本技术极大的提高了热成像的检测精度，从而能够更精确的定位到发生故障的待测物，提高了热成像技术的应用场景，并且极大的提高了对电力设备检测的效率。
49.电力设备中包含的装置以及构件众多，在正常使用过程中，上述装置和构件均会散发热量，更为重要的是，电气设备上各个元器件排列较为紧密，这就给通过热成像来进行故障的判断造成了诸多的不便以及干扰。
50.更为重要的是，生成的热成像图容易受到周围环境的影响，如果周围环境温度较高，那么相应的电阻就会增加，电阻增加之后，装置或者构件的温度自然也就上升，相应的用于检测正常与否的温度的阈值也需要相应的变化。
51.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，在将参数调整至与获取标准图时相同的情况，拍摄当前的多个待测物的热成像状态图之前还包括：
52.在判定待测物出现故障并且该待测物的温度最高时，以该待测物的温度为基础，对其他的待测物的温度进行校核。
53.为了对变电设备中的待测物中的温度进行单独且有效的判定，也即求出单个待测物不受周围环境影响的实际温度。待测物对应温度的值是本技术中的一个判断依据，如果一个待测物温度出现异常，那么必然会对周围的待测物造成影响，也即会导致周围的待测物温度升高或者降低。
54.如果一个待测物的温度出现了异常那么需要对其他待测物进行温度的校核，由于热量是以辐射状的向外侧发出，为了更准确的判定出待测物本身的温度值，实施例为，如果一个待测物出现故障而导致温度异常，此时需要以故障的待测物为圆心，以一定的半径为圆设定出一个范围，也即在这个范围内的其他待测物均会受到影响，并且距离故障待测物越近那么需要校核的幅度越大，越远那么需要校核的幅度越小，也即越远受温度影响的情况越小。
55.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，以该待测物的温度为基础，对其他的待测物的温度进行校核包括：
56.以发生故障的待测物为圆心，根据当前的环境温度，确定温度衰减速率确定出不同距离所对应的温度衰减值。
57.在状态图中的拾取出其他的待测物的温度值，在温度值的基础上减去衰减值即可作为真实的温度情况。
58.为了详细的进行说明，以升温为例，如果一个待测物出现故障并且故障之后导致温度较高，那么以该待测物为圆心设置一个范围圆，也即处于该范围圆的其他待测物的温度均会受到影响，但是距离越远的待测物受到的影响越小。
59.为了拟合出真实的效果，因此以故障待测物的圆心，沿半径方向温度的影响程度是呈衰减的形势。
60.需要特别指出的是，如果周围环境温度较低，那么温度衰减的越快，如果环境温度越高那么温度衰减的越慢，因此需要根据当前环境中的温度设置一个不同的衰减曲线，在衰减曲线上针对不同的距离有不同的温度衰减值。上位机根据待测物之间的距离以及衰减曲线确定出温度的衰减值，然后将状态图中所检测的温度值的基础上减去衰减值即可作为待测物自身的温度。
61.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，获取在各个待测物均为正常状态时的热成像的标准图包括：
62.在标准图中通过各个待测物的轮廓拾取并记录各个待测物的温度标准值，标准值用于与状态图中的温度值进行对比。
63.现有的会根据目前的环境情况设定故障阈值，也即当待测物的温度超过该阈值时证明其出现了故障。传统的方法在实际应用时，由维保人员通过设备拍摄热成像图，可事先在仪器上设置选取框，或者通过上位机对热成像图的轮廓进行拾取从而将电力设备中对应的待测物进行一一的标定，当某些待测物温度过高之后，即可初步判定为该待测物出现了故障。
64.上述方法虽然直接，但无法判断出待测物温度偏离正常的情况，也即无法判断由于故障而导致温度变化的程度，这在一定程度上就影响了维保人员故障的排查效率。
65.为了解决上述问题，本技术中根据当前的变电设备生成有温度的标准图，温度的标准图中的各个待测物均处于正常的状态，并且在实际对比时需要保证电力设备的温度以及参数均处于与获得标准图时相同的状态。
66.在确定出标准图之后，需要借助上位机等通过标准图判断出各个待测物在当前环境下的温度值，标注图中标定的标准值用于判定待测物是否在正常的状态。
67.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，将状态图所对应的温度值与标准图中的温度值进行对比包括：
68.将状态图所对应的温度值与标准值进行做差，根据做差的结果，判断各个待测物温度的升降情况。
69.在实际测量时，维保人员会实地对电力设备进行测量，从而会得到一张状态图，通过对状态图中进行轮廓拾取，并通过上位机进行温度的提取可以得到在相同的环境下得到各个待测物的温度情况。
70.由于外部温度环境相同，将同一个待测物的状态图和标准图进行做差，从而会得到待测物的温度变化程度。其中大部分的待测物的温度可能相差较小，部分待测物状态图中的温度值大于标准图的温度值，部分待测物状态图的温度值小于标准图的温度值。
71.为了更方便的进行分析，当两张图的差值为正值时设定为一种颜色，差值为负值设定为一种颜色，并且同一颜色的数值不同那么深浅也会存在差异。通过将温度差值以上述的方法进行标定，就能够向维保人员直观的展现待测物的温度变化情况。
72.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，根据做差的结果，判断各个待测物温度的升降情况包括：
73.设定判断待测物正常与否的判定值，如果状态图所对应的温度值与标准图中的温度值做差后的绝对值大于判定值，则待测物发生了故障。
74.现有的技术中，由维保人员通过热成像仪来获取当前电力设备的热成型状态图，然后根据状态图上各个装置或者构件的温度来判断是否出现故障，但是上述的分析方法存在一定的局限性，也即构件发生故障之后温度可能不会有很大的提升，或者由于受周围环境温度的影响，相关构件的温度较高，但此时仍然处于正常的状态。
75.为了能够准确判定出待测物正常与否，本技术中设定了多个参考规则。首先如果待测物发生断路或者待测物因为故障导致功能丧失，能源无法输入。此时，标准图中对应位置的待测物有温度值，而在状态图中对应待测物的温度值比较低，甚至与周围环境温度相同，此时可判定该待测物为故障状态。
76.为了更直观的进行分析，可针对不同的待测物设置不同的判定值，状态图和标准图对应的温度值做差之后的绝对值大于判定值，那么则判定电力设备为故障的状态，如果状态图和标准图对应的温度值做差之后的绝对值小于判定值，则需要进一步的观察。
77.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，在将状态图所对应的温度值与标准图中的温度值进行对比之前还包括：
78.将电力设备进行各个区域的划分，以区域为单位判断属于区域内的各个待测物的运行状况。
79.由于各个待测物故障时的状态不同，部分待测物即便发生故障其表面的温度也不会发生较大的变化，但是其他的待测物可能会受到影响，也即其他的待测物因为接入数据的异常等原因自身的温度会发生一定的变化。
80.现有技术中大多以整个电力设备进行分析，如果部分待测物发生了故障，但是温度没有发生太大的变化，那么此时需要分析其他出现故障的待测物，需要维保人员逐个对待测物进行测量，造成故障排查的效率较低，并且需要耗费大量的人力物力。
81.为了解决上述问题，本技术中首先对电力设备进行区域的划分，通常情况下有直接关系的设定在一个区域中。如果一个区域中所有的温度情况均处在正常的范围内，表明该区域的所以待测物为拟定的正常状态，如果区域中某个待测物温度异常，那么该待测物可能出现了故障，为了进行细致的排查，需要对整个区域内的待测物进行检查。
82.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，将电力设备进行各个区域的划分，以区域为单位判断属于区域内的各个待测物的运行状况包括：
83.按照数据的流向以及电能的传输关系为原则，将电力设备进行各个区域的划分。
84.当区域内的某个待测物出现故障且温度异常，检测该待测物以及位于待测物连接
关系前端的待测物。
85.本技术中的区域并非按照安装的位置进行划分，而是按照数据的流向以及电能的输送等关系进行的划分，因此划分的区域的外轮廓并非规则的形状。更为重要的是，现有技术中仅是通过热成像仪来对各个待测物进行单独的测试，不考虑待测物之间的传输关系，不考虑待测物之间可能会相互影响，这就有可能导致正常的待测物温度偏高，而出现故障的待测物温度反而没有发生较大的变化。
86.为了解决上述问题，首先根据数据或者电能的传输关系划分出多个区域，在获得状态图之后，按照多个区域的相对位置关系对状态图进行划分。在划分完成之后，分别对区域内的多个待测物所对应的温度值进行分析。
87.如果一个区域内所有待测物的温度表现均满足要求，那么暂时无需后续的检测，如果一个区域内部分温度值异常，那么根据连接关系，分别对其本身以及前侧的待测物进行检测，通过上述设置，极大的提高了分析的速度。
88.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，在检测该待测物以及位于待测物连接关系前端的待测物之后还包括：
89.建立数据库，根据位于同一区域的各个待测物的温度变化情况，在数据库中检索出对应的故障解决方法。
90.本技术中因为确定了状态图和标准图，通过将两张图中所对应的温度值进行相减即可得出待测物的变化情况。如果一个区域内特定的待测物出现了故障，那么位于该区域内的其他待测物也会受到影响，因此通过对该区域内各个待测物温度的变化关系进行归总和分析，就能够快速的判断出那个待测物发生了故障，设置可以判断出待测物发生了什么故障。
91.为此可先建立一个数据库，在数据库中存储有不同的区域各个待测物发生故障时所对应的整个区域内其他待测物温度变化情况。当将状态图与标准图做差之后，如果部分待测物温度变化程度超过规定的标准，那么就将该区域内所有的温度变化情况与数据中的进行对比，从而分析出发生故障的具体为位置。
92.在本技术提供的电力设备故障检测分析方法的一些实施例中，在数据库中检索出对应的故障解决方法包括：
93.将同一区域的各个待测物的温度情况作为关键字，在关键字基础上适当扩大范围，从数据库中检索出对应的待测物发生的故障以及解决方法。
94.根据以往的故障排查记录等内容生成电力设备中不同区域的案例，每个案例中均包括待测物不同故障所对应的其他待测物温度变化的值。在实际应用时，将一个区域内所有的待测物的温度变化设定为关键词，由于环境不同对应的温度值也会存在一定的变化，因此可在每个待测物的基础上变动一定的范围，也即数据库中落入该范围的案例即可作为解决故障的方法，然后按照案例中记载的对相应位置的待测物进行维修。
95.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。