[01328826]高压设备热图像在线监测故障诊断策略研究及应用

1、课题来源与背景青海省科技厅应用基础研究项目“高压设备热图像在线监测故障诊断策略研究及应用”（项目编号：2014-ZJ-718）。

2、研究目的与意义（1）青海地处高原，气候较恶劣，变电站很多都处于山区，对变电站的高压设备监测还采用人工巡检的阶段。本项目有助于高原地区变电站的安全管理和监测，实现无人值守。（2）青海省电力公司对所辖州县的变电站不能实现在线式实时监测，所有州县变电站的数据要统一上报给省公司，这样得到的数据没有时效性，本项目有助于省公司对各州县变电站的情况进行实时监测，并为高压设备的稳定性运行提供有力保障。

3、技术原理及性能指标3.1技术原理：（1）确定处于同一场景下来自不同视角、不同时间甚至不同成像传感器的两或多幅图像之间的空间变换关系的技术。（2）根据配准算法实现所需要的图像信息的不同，研究基于灰度信息的图像配准、基于变换域的图像配准以及基于特征的图像配准。（3）研究SURF算子描述图像中的特征的提取，并结合对极约朿等理论对参考图像与待配准图像中提取到的特征点进行匹配。

（4） 研究几何变换模型的参数估计，如何将这些重要的影响整合到应用模型中去也是需要解决的关键科学问题。

（5） 得到一定形式的应用模型后，需要开发和设计一系列图像匹配算法，以用户满意度和系统总体效益为目标，对这些候选的算法方案进行测试并选取最优解或近似最优解。3.2性能指标：提出了一种基于多源图像匹配算法，并建立红外热图像故障诊断原型系统。具体包括： 建立红外图像温度场分布模型。 红外图像和可见光图像进行配准。 建立高压设备在线式红外测温系统。 努力争取有特色有创新性的研究成果，在国内外重要刊物和国际会议上发表论文20余篇。

4、 取得成果、技术的创造性与先进性（1）红外图像和可见光图像配准只能采用轮廓和直线等形状特征。考虑到高压设备中具有复杂的管线系统，这些横向和纵向的管线系统构成了图像中天然的关系特征。因此，采用直线作为匹配特征。为了提高匹配效率和精确度，采用了更加能够反映图像结构特征的干线对，作为所选特征。

（2）采用多台热像仪组成点阵监控系统，按先来先服务的调度算法对多用户进行热像仪控制权限的分配，支持热像仪对高压电气设备的全天时全天候的红外成像和温度监测，在红外热像仪上搭载可见光摄像头，实现对变电站设备的红外和可见光双重监控，实现对高压电气设备的全方位监控。

（3）通过网络建立服务器，设置巡航控制，对多终端巡航时间进行统一管理，根据定制的巡航方案，系统自动调用巡航模式，对变电站进行在线巡航，实现整个系统巡航无冲突，提高系统运行的安全性。

综上所述，本成果对红外热图像和可见光图像配准中所涉及到的算法、建模、和调优等各个环节均进行了研究，并将不同环节的研究方法和结果进行了有机整合，使得整过程能够有利于用户满意度的提高及系统效益的最大化。

5、 技术的成熟程度，适用范围和安全性本成果属于应用基础研究，适用于变电站现场故障检测，安全性高且可控。

6、 应用（推广）情况及存在的问题本项目的研究基本达到了预期的目标，并取得了相应成果，在电力系统中推广红外热检测技术能实现及时有效地发现运行设备的事故隐患和内部故障先兆的目标，而且也有利于在事前及时采取相应合理、可靠的处理措施，以降低设备的故障率，提高供电的安全性、可靠性和经济性，并为用户提供更好的服务，为客户带来更高的业务灵活性，因此有着广阔的应用前景和巨大的经济效益。

7、 知识产权情况及论文发表情况基于上述项目背景，经过开展相应的研究工作，将进展及成果进行总结并撰写成科研论文，现共发表（含已录用）科技论文10篇，其中SCI收录2篇，EI收录4篇，ISTP收录2篇。