[发明专利]变电站电气设备故障发热点红外阵列检测定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种变电站电气设备故障发热点红外阵列检测定位系统，其包括相应设于若干电气设备附近的若干红外探头组，每个所述红外探头组均包括至少一个红外探头；还包括与所述红外探头连接的信号处理系统，其中：每个所述红外探头组的相应方位的红外探头具有相同的方位朝向，并且所述红外探头部分或全部指向相应方位的电气设备；所述信号处理系统根据所述红外探头传输的红外线能量判断是否存在故障发热点，以及故障发热点所在电气设备的位置。此外，本发明还公开了相应的方法。本发明可有效抑制红外背景噪声的影响，大幅度降低检测误差，实时准确地检测判断是否存在故障发热点，并定位故障发热点的位置，保障无人值守变电站的安全、可靠运行。

技术领域

本发明涉及一种故障发热点红外阵列检测定位系统及方法，尤其涉及一种电气设备故障发热点红外阵列检测定位系统及方法。

背景技术

红外诊断技术用于对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出预测，使传统电气设备的预防性试验维修提高到预知状态检修，这也是现代电力企业发展的方向。特别是现在大机组、超高电压的发展，对电力系统的可靠运行，关系到电网的稳定，提出了越来越高的要求。红外诊断技术的应用对提高电气设备的可靠性与有效性，提高运行经济效益，降低维修成本有很重要的意义。

一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其波长的分布与物体的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

黑体的光谱辐射功率P_b(λΤ)与绝对温度Τ之间满足普朗克定理：

其中，P_b(λΤ)为黑体的辐射功率，λ为波长，T为绝对温度，c₁、c₂为辐射常数。

式(1)说明在绝对温度Τ下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P_b(λΤ)。根据这个关系可以得到如图1的关系曲线。从图1中可以看出：

1)随着温度升高，例如图中从500K至900K，物体的辐射能量越强。

2)随着温度升高，例如图中从500K至900K，辐射峰值向短波方向移动(图1中为向左移动)，并满足维恩位移定理：T*λ_m＝2897.8，峰值处的波长λ_m与绝对温度Τ成反比，虚线为λ_m处峰值连线。

由于红外测温是非接触式的，存在很多因素使得检测目标的温度测量值与实际值之间产生偏差，例如发射率、反射率、距离系数、目标尺寸、环境因素等，从而使得对变电站内电气设备故障发热点的确定存在一定困难。

此外，无人值班变电站两次常规巡检之间具有一定时间跨度，通常每周进行一次巡视，重要变电站适当增加巡视次数，难以做到对可能的故障发热点进行实时巡查，导致某些故障发热点难以及时发现，给变电站的安全可靠运行留下隐患。

因此，需要提出一种可高频次甚至实时地对可能的故障发热点进行准确地检测判断和定位的系统及方法。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种变电站电气设备故障发热点红外阵列检测定位系统，该系统可实时准确地检测判断是否存在故障发热点，并定位故障发热点所在电气设备的位置。

基于上述目的，本发明提供了一种变电站电气设备故障发热点红外阵列检测定位系统，其包括相应设于若干电气设备附近的若干红外探头组，每个所述红外探头组均包括至少一个红外探头；还包括与所述红外探头连接的信号处理系统，其中：

每个所述红外探头组的相应方位的红外探头具有相同的方位朝向，并且所述红外探头部分或全部指向相应方位的电气设备；