基于GPRS傳輸的輸電線(xiàn)路紅外測溫系統

摘要：針對當前輸電線(xiàn)路溫度檢測的薄弱環(huán)節，設計了一種新型基于GPRS傳輸的輸電線(xiàn)路紅外熱像檢測的設計方案。重點(diǎn)闡述了該系統的工作原理、系統結構、功能以及各部分組成，主要包括硬件和軟件方面設計的框架結構。系統選用紅外攝像檢測技術(shù)獲得紅外攝像圖，并結合GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行實(shí)時(shí)數據傳輸，實(shí)現了對輸電線(xiàn)路溫度實(shí)時(shí)在線(xiàn)的監測?，F場(chǎng)運行試驗表明，該系統較好地實(shí)現了對輸電線(xiàn)路的重要部位實(shí)時(shí)或定時(shí)的紅外熱圖像故障檢測，各項技術(shù)指標已達到設計要求。
關(guān)鍵詞：GPRS；輸電線(xiàn)路；紅外熱像；監測

0 引言
近年來(lái)，供電網(wǎng)絡(luò )發(fā)展迅速和網(wǎng)架結構日趨科學(xué)化，國家對電力系統供電可靠性、安全性的問(wèn)題日益突出。紅外熱像測溫技術(shù)在電力工業(yè)設備狀態(tài)檢測領(lǐng)域得到了越來(lái)越寬泛的應用。但紅外熱像圖數據的大容量與傳輸方式有限性之間的矛盾也越來(lái)越突出，而發(fā)展到目前中國移動(dòng)強大的GPRS無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )為這一問(wèn)題提供了很好的解決方案。因此，研究輸電線(xiàn)路紅外熱像在線(xiàn)測溫是一項迫切的任務(wù)。
目前，輸電線(xiàn)路監測已經(jīng)有所發(fā)展，并且日趨完善。在輸電線(xiàn)路狀態(tài)監測系統中用到紅外測溫診斷技術(shù)是一種先進(jìn)的故障檢測手段，具有遠距離、不停電、不接觸、不解體等特點(diǎn)。系統中重要的前端紅外設備為紅外熱像儀。紅外熱像儀通過(guò)檢測被診斷物體的紅外輻射信號獲得熱狀態(tài)特征，并根據這種熱狀態(tài)特征及適當的判據，做出有無(wú)故障及故障屬性、出現位置和嚴重程度等判別。單有紅外熱像儀都無(wú)法實(shí)現長(cháng)距離無(wú)線(xiàn)檢測，如果利用已有的GPRS無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)現熱像圖數據的傳輸，具有覆蓋面廣，無(wú)需增加傳輸設備和線(xiàn)路的特點(diǎn)，特別適用于無(wú)法架設線(xiàn)路的偏遠地域的輸電線(xiàn)路場(chǎng)合。

1 系統整體的設計結構
1．1 系統的工作原理
輸電線(xiàn)路現場(chǎng)的采集終端設計安裝了高精度紅外熱像儀，對準需要進(jìn)行溫度監測的電氣設備。前端系統定時(shí)的采集到各種重要電氣設備有關(guān)溫度分布的熱像圖后將數據傳送給電路系統，電路系統經(jīng)過(guò)分析處理后將熱像圖進(jìn)行壓縮和打包處理，然后通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的方式發(fā)送到監控中心的計算機數據服務(wù)器上。數據服務(wù)器安裝相應的應用軟件程序進(jìn)行數據的自動(dòng)處理，主要完成熱像圖的接收與解壓還原，之后以圖像和圖形的形式將各種電氣設備的溫度分布情況直觀(guān)地顯示在客戶(hù)端，不同溫度以不同顏色顯示。系統結合數據軟件系統和各種修正理論模型分析各種電氣設備存在的熱缺陷和故障狀態(tài)，及時(shí)給出診斷信息，有效預防輸電線(xiàn)路高溫熱故障的發(fā)生。系統集成了輸電線(xiàn)路溫度分布的在線(xiàn)紅外熱像監測的各種功能模塊，并借助GPRS無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行實(shí)時(shí)數據傳輸，實(shí)現了對輸電線(xiàn)路溫度狀態(tài)的監測。
1．2 系統總體硬件結構
整個(gè)系統硬件結構主要分為監測前端、無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )和監控中心三部分。監測前端硬件主要由主控制模塊、圖像采集模塊、圖像壓縮模塊以及紅外報警模塊五部分組成。
監測前端的圖像采集與壓縮模塊是系統的基礎與前提，其結構和性能直接決定了整個(gè)系統性能的好壞。圖像采集與壓縮終端包括以圖像采集芯片處理器為核心的圖像采集與JPEG壓縮部分以及紅外報警部分。主要實(shí)現輸電線(xiàn)路現場(chǎng)原始圖像的采集和壓縮，這些功能都由相應的軟件支持系統來(lái)實(shí)現。圖像采集部分由視頻A／D芯片實(shí)現模擬圖像的數字化轉換，使用專(zhuān)用芯片實(shí)現JPEG圖像壓縮編碼。紅外報警部分實(shí)現輸電線(xiàn)路溫度出現異常狀況的報警功能。
無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )部分由專(zhuān)用GPRS模塊實(shí)現網(wǎng)絡(luò )傳輸功能，它與圖像采集部分的接口是通用異步串行接口(UART)。