電氣設(shè)備智能檢

電氣設(shè)備智能檢摘要：針對智能電網(wǎng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障的問題，可以引入紅外熱成像技術(shù)，通過非接觸的方式快速準(zhǔn)確地檢測電氣設(shè)備的故障位置及狀態(tài)，然而傳統(tǒng)的技術(shù)人員手持式紅外設(shè)備故障檢測方式相對落后，有必要采用基于深度學(xué)習(xí)的紅外圖像異常檢測系統(tǒng)，形成智能化、自動化的電氣設(shè)備智能檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)對電氣設(shè)備圖像的自動分析和處理，自動準(zhǔn)確地判斷電氣設(shè)備的故障狀態(tài)和類型，提高電網(wǎng)監(jiān)測效率，確保電網(wǎng)平穩(wěn)運行。關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；智能檢測；系統(tǒng)設(shè)計；應(yīng)用引言電氣設(shè)備系統(tǒng)的全面檢測和故障測試日益重要，能夠針對異常發(fā)熱等現(xiàn)象，具體檢測故障點。因此本文的設(shè)計采用紅外熱成像技術(shù)，檢測系統(tǒng)是否存在漏磁、漏油、接觸電阻過大、設(shè)備銹蝕、部件松動和斷裂等現(xiàn)象。在傳統(tǒng)電氣設(shè)備中，技術(shù)人員手持紅外設(shè)備進行檢測，檢測過程依賴經(jīng)驗，效率降低，容易存在誤區(qū)，加之紅外圖像數(shù)據(jù)的逐漸增多，必須要帶智能設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工設(shè)備，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基于圖像分類技術(shù)，建立紅外圖譜庫，實現(xiàn)電氣設(shè)備故障檢測的自動化和智能化。1電氣設(shè)備智能檢測技術(shù)1.1紅外熱成像技術(shù)由于物體向外熱輻射會產(chǎn)生紅外線，這時候就可以借助紅外測溫儀對物體溫度進行測量，所得物體溫度不同，輻射能量也存在較大差異，傳感器所接收到的信號大小也不盡相同，為此所得紅外圖像顏色也存在較大變化，實際操作中對圖像中設(shè)備溫度進行計算，可以通過比色條提取信息和傳感器數(shù)據(jù)計算溫度實現(xiàn)，前者主要是對比色條像素值與溫度值之間關(guān)系準(zhǔn)確把握以后，可以將所得紅外圖像轉(zhuǎn)變成為溫度圖像，后者則是利用完整紅外圖像數(shù)據(jù)，對傳感器參數(shù)、目標(biāo)距離、反射率等信息進行獲取，并使用熱力學(xué)公式對溫度進行計算。1.2圖像識別采用模板匹配算法進行測試，設(shè)計一個相似性函數(shù)，進行匹配。其次，采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，建立基于統(tǒng)計學(xué)和信息學(xué)的數(shù)學(xué)模型，引進由卷積核構(gòu)成的卷積層，在模擬的過程中不斷提升其精確性。通過局部感知、權(quán)值共享、池化等方式降低參數(shù)數(shù)目。1.3圖像預(yù)處理技術(shù)將圖像各個顏色分量依照一定比例變換為灰度圖像，極大地縮減了存儲空間。同時，還要進行圖像的去噪處理，避免噪聲對圖像檢測結(jié)果的影響，在進行圖像處理的去噪過程中，也即進行圖像平滑處理，包括均值濾波、中值濾波、高斯濾波等。在圖像去噪處理之后，圖像邊緣變得模糊，增大了邊緣提取和識別的難度，為此要進行目標(biāo)邊緣的圖像增強處理，采用如下增強方式：微分方法、Butterworth高通濾波、高低帽變換等。還要進行圖像的分割和提取，剔除圖像中的背景，避免其他物體對圖像的干擾，常用的圖像提取算法包括有：基于閾值的提取算法、基于邊緣的提取算法、基于區(qū)域的提取算法等1.4圖像分割利用域內(nèi)相似性和域間差異性，根據(jù)圖像的紋理特征提取內(nèi)容中的重點目標(biāo)，比如某設(shè)備的某個部位因為溫度一致而具有相同顏色，而另一個部位因為溫度差異顯示出不同的顏色。此時可以將一致的部分分割出去，減少干擾，一般的提取方法有基于閾值的提取算法、基于邊緣的提取算法、基于區(qū)域的提取算法。除此之外，還可以利用非經(jīng)典方法，即基于K-means聚類算法的電氣設(shè)備紅外圖像提取方法，該方法需要大量實驗確定統(tǒng)計的K值。2電氣設(shè)備智能檢測系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用分析2.1設(shè)計目標(biāo)對電氣設(shè)備智能檢測系統(tǒng)進行設(shè)計，需要滿足以下要求。（1）安全性。為保障數(shù)據(jù)信息的安全和可靠，需要系統(tǒng)具備較高的安全性和保密性，針對不同用戶相應(yīng)權(quán)限也存在差異，并且為實現(xiàn)系統(tǒng)長久穩(wěn)定運行，還需要對涉及到關(guān)鍵數(shù)據(jù)和程序進行備份處理，系統(tǒng)容錯能力也要進一步加強。（2）適應(yīng)性。在對該項系統(tǒng)進行設(shè)計時，需要對系統(tǒng)擴增加以考慮，以為后期系統(tǒng)組件升級改造提供便利，同時，在系統(tǒng)平臺方面需要體現(xiàn)出兼顧性特征，以達到windows、linux等操作系統(tǒng)兼容效果。（3）維護性。整個系統(tǒng)在操作和維護上要簡單方便，并且需要緊跟時代發(fā)展步伐，對現(xiàn)代先進信息科學(xué)技術(shù)進行有效應(yīng)用，使系統(tǒng)具備自檢自測功能。（4）擴展性。在電網(wǎng)事業(yè)不斷發(fā)展背景下，電氣設(shè)備檢測系統(tǒng)功能也會得到延伸和拓展，這對系統(tǒng)可擴展性也提出了更高的要求，需要與內(nèi)部其他系統(tǒng)進行互聯(lián)互通。2.2系統(tǒng)需求滿足電網(wǎng)等電氣設(shè)備的檢測需要，采集巡檢機器人、無人機等先進設(shè)備拍攝的照片，降低人力查看的消耗量，提升智能化水平。同時通過圖像灰化處理降低存儲空間，改變過去定時巡檢任務(wù)工作效率較低以及沒有完善的設(shè)備紅外信息數(shù)據(jù)庫的局面。系統(tǒng)的功能性需要主要包括以下幾個方面：紅外診斷功能描述、紅外圖像數(shù)據(jù)管理功能描述、紅外數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能描述、紅外任務(wù)安排功能描述、用戶權(quán)限管理功能描述等。系統(tǒng)涉及的崗位主要包括巡檢、維修、管理員模塊管理、普通用戶圖像上傳等。軟件方面能夠適用于Windows、麥金塔、Linux系統(tǒng)，采用PHP開發(fā)環(huán)境，使用TensorFlow和keras深度學(xué)習(xí)框架，使用MySQL數(shù)據(jù)庫進行存儲。系統(tǒng)硬件采用web服務(wù)器，內(nèi)存64g，cpu采用因特志強系列，硬盤空間至少10T以上，客戶端的配置要求較低，一般機器皆可以滿足。2.3功能模塊結(jié)合電氣設(shè)備智能檢測功能需求，進行系統(tǒng)設(shè)計將系統(tǒng)功能劃分以下模塊。（1）紅外圖像識別，在該模塊中又包含了圖像預(yù)處理、溫度提取、設(shè)備識別、異常檢測等子模塊，可以促進紅外圖像預(yù)處理、溫度提取、識別分析等重要功能更好地實現(xiàn)。（2）巡檢任務(wù)管理，通過該模塊不僅可以對巡檢任務(wù)進行周期性安排，還能夠?qū)σ伤飘惓ＴO(shè)備進行復(fù)檢安排，針對存在異常情況的電氣設(shè)備也能及時發(fā)出警告信息，使故障處理更加及時。（3）圖像數(shù)據(jù)管理，通過充分發(fā)揮圖像數(shù)據(jù)庫作用，使用者可以直接通過網(wǎng)絡(luò)進行圖像樣本傳輸，涉及的電氣設(shè)備運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)也能隨時查看。（4）人員管理，通過該功能模塊可以對工作人員和系統(tǒng)使用權(quán)限實施有效管理。2.4系統(tǒng)實現(xiàn)比較不同濾波器的濾波效果，提升傳感器的性能，抑制噪聲，提升其清晰度。在設(shè)備出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)不僅要能夠向工作人員發(fā)出警告，及時提醒維修，而且要具有繼電保護功能，在發(fā)生故障時，切換到備用工作的線路和設(shè)備。同時系統(tǒng)要能夠識別多種故障模式，實施對電氣設(shè)備的故障進行診斷。結(jié)束語本文是基于對電氣設(shè)備智能檢測系統(tǒng)應(yīng)用的思考，伴隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人們的生活水平得到顯著提高，電力需求也急劇提升，并對電網(wǎng)安全運行和供電質(zhì)量提出了更高的要求，而電網(wǎng)運行故障發(fā)生多與電氣設(shè)備損壞存在密切聯(lián)系，為保障電網(wǎng)運行安全和穩(wěn)定，就要通過電氣設(shè)備運行實時檢測和故障預(yù)警實現(xiàn)，將智能檢測系統(tǒng)應(yīng)用到其中，可以充分發(fā)揮紅外熱成像、圖像預(yù)處理等技術(shù)優(yōu)勢，針對設(shè)備存在潛在缺陷也能及時發(fā)現(xiàn)，并保障設(shè)備運行穩(wěn)定和提高供電質(zhì)量，電力事業(yè)也會獲得更進一步的發(fā)展。參考文獻尹相國，張文，路致遠(yuǎn),侯峰,王樂挺.面向智能變電站二次設(shè)備的故障診斷方法研究[J].電測與儀表,2020,57(03):39-45.謝佳益，陳一明漕健，張杉杉，任川.電力設(shè)備智能檢測系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].東北電力技術(shù),2019,40(12)