[00122690]电力设备运行状态可视化检测关键技术研究与应用

对于存在缺陷的电力设备,运维检修人员如未能及时、准确检测发现缺陷状况并进行针对性的处理,在其长期带电运行过程中,缺陷将会逐步加重并加速设备绝缘劣化,最终导致故障发生。因此,有效、快速、准确掌握电力设备运行状态与缺陷状况对于分析缺陷发展趋势、评估设备健康状态和保障电网安全稳定运行具有重要意义。目前,现有电力设备运行状态的检测手段存在检测技术单一、检测效率低、缺陷定位精度差、检测结果显示不直观、不符合人性化设计、现场使用不方便等一系列问题。鉴于此,红相股份有限公司通过多年来对电力设备状态检修技术的不断研究与探索,开展了“电力设备运行状态可视化检测关键技术研发与应用”课题,完成了基于超声波局部放电检测、红外热成像、温度精确测量及可见光探测等多种关键技术的研究和应用,成功实现了电力设备运行状态的可视化检测,可对电力设备主要缺陷进行快速、直观、实时带电检测及精确、智能定位。 本项目研究成果的技术性能已在全国各地电力公司的电力设备日常运维检修实践中得到了充分、有效的验证,实现了不依赖于人员经验的电力设备运行状态高效巡检。本项目主要技术创新点如下： 1、开发了一种非接触式超声波可视化检测与定位分析技术。通过运用高灵敏度超声波传感器和高清可见光摄像头,实现了超声波信号强度与可见光图像实时融合匹配,并通过可视化水纹波指示,实现了电力设备缺陷检测可视化和精准智能定位。 2、构建了一种超声波局部放电多参量综合诊断算法并开发了对应的电力设备运行状态评估软件。通过将现场检测到的超声波信号和可见光图像,结合实际检测环境的温湿度、检测距离以及电气设备类型、设备外绝缘缺陷可见状态等多类参量进行综合诊断,给出诊断结果,并提供相关检修建议。 3、率先发明了一种基于深度学习的电力设备红外图像处理方法。通过使用深度学习实现了电力设备红外图像处理算法,极大地降低高斯白噪声,电力设备机械振动以及环境雾效对红外图像的影响,提升了电力设备红外图像处理效果和速度。 4、创立了一种用于红外热像仪取景器固定的工艺。通过巧妙的工艺设计并配合凹型弹性、盖体、弹性绝缘垫块等辅件,使整个取景器的组装具有较强的抗震性,可以较好的保护寻像模块,增加了取景器的牢固性。 5、开发了一种红外图像的超分辨率方法。通过运用提高图像分辨率的超分辨率重建技术,将原始红外图像的分辨率进行提高,同时也可提高了红外成像清晰度,有效解决图像分辨率低的缺点。 本项目研究成果分别于2019年07月和2020年08月通过了厦门市高新技术成果转化项目认定,技术水平分别达到了“国际先进”和“国内领先”。同时,项目累计申请发明4项,实用新型7项,外观专利4项,软件著作权3项。其中,已授权发明1项,实用新型4项,外观1项,软件著作权3项,已发表科技期刊论文1篇,并且获得了智能输配电设备产业技术创新战略联盟和中国电器工业协会智能电网设备工作委员会组织的“中骏智能杯”第四届红电创新大赛二等奖。此外,项目研发应用成果分别通过了中国电力科学研究院、广州广电计量检测股份有限公司、上海电动工具研究所（集团）有限公司计量测试中心等中国合格评定国家认可委员会CNAS认可的第三方权威检测机构和实验室的检测试验,且先后被收录于中国电力出版社正式出版发行、由国网湖南省电力有限公司电力科学研究院编著的《配电网设备状态检修试验方法及诊断技术》、由全国输配电协作网EPTC编著的《带电检测仪器手册》等著作中。 本项目的研究成果采用非接触的测量方式,以带电检测模式在国家电网、南方电网、内蒙古电力公司以及陕西地方电力公司开展了大规模的推广应用,已成功应用于厦门金砖国家会议、天津达沃斯论坛等在内的国际大型会议的保供电重大项目,并在湖南、山东、陕西、河北雄安新区等地的电力设备运行状态检测服务中得到了广泛应用和现场验证,已检测发现了众多电力设备缺陷及隐患,有效提高了电力设备运行状态巡检效率,有效保障了巡检人员现场作业的人身安全,大幅降低了运维检修人员的劳动强度,检测手段安全、经济、可靠。 近几年,该项目成果在全国各地供电企业的重要保供电工作中得到了广泛应用与现场验证,得到了广大新闻媒体的报道与宣传和认可,如“常德电网首次用”超声波“检测高考保电线路”、“国网泸溪县供电公司：超声波检测技术 助力春安检查”、“国网泸溪县供电公司利用超声波检测技术助力高考保电”、“国网宁阳县供电公司：全力保障安全可靠供电”、“确保电网安全运行!台儿庄供电开展配电设备局放检测”等。 总之,本项目研究成果不仅能够及时、准确发现电力设备的运行隐患,有效提高了电力系统的供电可靠性,为供电系统稳定运行及工农业生产和居民生活可靠用电提供了强有力的保障与支撑,而且也显著地提升了供电单位的企业形象,有效保障了供电单位切实履行企业社会责任。