本發(fā)明屬于電力安全帽監(jiān)測(cè)，具體是基于物聯(lián)網(wǎng)的電力安全工器具故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在電力作業(yè)領(lǐng)域，在電力系統(tǒng)中，電力安全帽作為重要的電力安全工器具，用于電力工作人員在電力作業(yè)過(guò)程中重要的防護(hù)安全工器具，對(duì)于使用后的電力安全帽管理流程存在顯著漏洞。目前，使用后的電力安全帽僅作簡(jiǎn)單擦拭，便直接放置于放置柜中，缺乏對(duì)其全面有效的故障監(jiān)測(cè)機(jī)制。

2、隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)與使用環(huán)境的復(fù)雜，安全帽表面及內(nèi)表面極易出現(xiàn)細(xì)微裂紋。這些裂紋極為隱蔽，使用人員在日常檢查中很難察覺(jué)，工作人員在初步查看時(shí)也常常將其忽視。然而，這些看似微不足道的細(xì)微裂紋，卻會(huì)對(duì)安全帽的關(guān)鍵性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，致使安全帽的絕緣阻值和介電強(qiáng)度下降。當(dāng)作業(yè)人員再次佩戴存在此類問(wèn)題的安全帽執(zhí)行任務(wù)時(shí)，一旦遭遇電氣危險(xiǎn)或其他意外狀況，便極有可能因安全帽防護(hù)性能不足而受到傷害，給生命安全帶來(lái)巨大隱患。

3、即便部分細(xì)微裂紋被偶然發(fā)現(xiàn)，由于缺乏科學(xué)有效的安全監(jiān)測(cè)評(píng)估手段，工作人員往往只能采取簡(jiǎn)單粗暴的處理方式進(jìn)行直接報(bào)廢。實(shí)際上，有相當(dāng)一部分傷害等級(jí)較低的細(xì)微裂紋，若能通過(guò)專業(yè)的檢測(cè)評(píng)估，并采取適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)措施，完全可以讓安全帽繼續(xù)投入使用。但當(dāng)前的管理現(xiàn)狀下，這些尚有使用價(jià)值的安全帽被直接丟棄，造成了不必要的資源浪費(fèi)，同時(shí)也增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)目前對(duì)使用后的安全帽無(wú)法對(duì)其絕緣性能和介電強(qiáng)度進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)量化故障監(jiān)測(cè)，當(dāng)一些長(zhǎng)期使用后的電力安全帽，由于受外界的溫度和濕度影響，會(huì)導(dǎo)致電力安全帽的絕緣阻值和介電強(qiáng)度下降，導(dǎo)致長(zhǎng)期使用后的安全帽在不知道具體安全系數(shù)的情況下使用，存在重大安全隱患。

4、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題；為此，本發(fā)明提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的電力安全工器具故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

2、數(shù)據(jù)采集端：用于采集電力安全帽的表面裂紋數(shù)據(jù)、絕緣阻值、介電強(qiáng)度、存放溫度和存放濕度，同時(shí)采集安全帽的圖像信息；

3、數(shù)據(jù)確認(rèn)端：根據(jù)數(shù)據(jù)采集端采集電力安全帽的圖像信息，建立電力安全帽的三維坐標(biāo)系，結(jié)合三維坐標(biāo)系將電力安全帽劃分為a1、a2和a3三個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，同時(shí)結(jié)合采集電力安全帽的圖像信息，利用相機(jī)坐標(biāo)系與電力安全帽三維坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，確定裂紋在電力安全帽三維坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

4、數(shù)據(jù)處理端：根據(jù)數(shù)據(jù)確認(rèn)端確定裂紋的坐標(biāo)和位于電力安全帽的不同監(jiān)測(cè)區(qū)域，求出裂紋位于電力安全帽不同監(jiān)測(cè)區(qū)域的長(zhǎng)度，并結(jié)合裂紋的深度，計(jì)算出電力安全帽上裂紋所產(chǎn)生的危險(xiǎn)系數(shù)。

5、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)確認(rèn)端用于對(duì)電力安全帽上的裂紋位置和區(qū)域進(jìn)行確認(rèn)，具體方式為：

6、將電力安全帽進(jìn)行正放，并以電力安全帽的外部頂點(diǎn)為原點(diǎn)建立電力安全帽的三維坐標(biāo)系，并以原點(diǎn)為圓心半徑為r1進(jìn)行畫圓，并將所畫圓的正投影在電力安全帽頂部覆蓋區(qū)域標(biāo)記為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域a1；

7、再以原點(diǎn)為圓心半徑為r1+r1畫圓，并將所畫圓的正投影在電力安全帽頂部覆蓋區(qū)域，將得到的覆蓋區(qū)域減去重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域a1，得到剩下的區(qū)域，并將剩下區(qū)域標(biāo)記為次重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域a2，r1為預(yù)設(shè)值；

8、再以原點(diǎn)為圓心半徑為r1+r1+r2畫圓，并將所畫的圓正投影在電力安全帽頂部覆蓋區(qū)域，將得到的覆蓋區(qū)域減去區(qū)域a1和區(qū)域a2，得到剩下的區(qū)域，并將剩下區(qū)域標(biāo)記為帽沿區(qū)域a3，r2為預(yù)設(shè)值；

9、根據(jù)確定裂紋在電力安裝帽三維坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，采集裂紋的深度h。

10、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理端用于對(duì)裂紋所產(chǎn)生的危險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行分析處理，具體方式為：

11、將裂紋標(biāo)記為si,i＝1、2...n,n表示裂紋數(shù)量，通過(guò)數(shù)據(jù)確認(rèn)端確定裂紋的坐標(biāo)值，根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算出該裂紋分別位于a1、a2和a3區(qū)域的長(zhǎng)度，并將各區(qū)域的裂紋長(zhǎng)度和裂紋深度分別標(biāo)記為:l1?i和h1?i、l2?i和h2?i以及l(fā)3i和h3i,隨后計(jì)算出該裂紋所產(chǎn)生的危險(xiǎn)系數(shù)為：

12、z?i＝p1?xl1?i?xh1?i+p2xli?xh?i+p3xl3i?xh3i,p1、p2和p3為a1、a2和a3區(qū)域內(nèi)的權(quán)重系數(shù)；

13、將計(jì)算得出的危險(xiǎn)系數(shù)zi與e1和e2進(jìn)行比較，e1為維修安全系數(shù)的最低預(yù)設(shè)值，e2為維修安全系數(shù)的最大預(yù)設(shè)值，若同時(shí)滿足e1<zi<e2,h1?i、h2i和h3i均小于hmax,hmax為裂紋的最大安全深度，生成維修信號(hào)；

14、若zi≥e2時(shí)，表示該電力安全帽的危險(xiǎn)系數(shù)超過(guò)或等于最大的維修安全系數(shù)最大值，無(wú)需進(jìn)行維修，生成報(bào)廢信號(hào)；

15、當(dāng)zi≤e1時(shí)，同時(shí)h1?i、h2i和h3i均小于hmax，此時(shí)表示無(wú)需對(duì)電力安全帽進(jìn)行維修；

16、當(dāng)h1?i、h2i和h3i均大于hmax，表示該裂紋在維修后耐沖壓強(qiáng)度方面仍不符合標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)生成報(bào)廢信號(hào)。

17、優(yōu)選的，針對(duì)維修后和無(wú)需維修可以繼續(xù)使用的電力安全帽，若裂紋位于a1和a2區(qū)域時(shí)，需對(duì)裂紋位置絕緣阻值和介電強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到電力安全帽的絕緣性能和抗電擊強(qiáng)度。

18、優(yōu)選的，針對(duì)維修后和可以繼續(xù)使用的安全帽，同時(shí)絕緣阻值和介電強(qiáng)度均合格，對(duì)安全帽a1和a2區(qū)域進(jìn)行多點(diǎn)位絕緣阻值檢測(cè)，將檢測(cè)到絕緣阻值小于預(yù)設(shè)值x1的點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別出，并用超聲波探頭監(jiān)測(cè)出裂紋的深度和坐標(biāo)，并將該裂紋標(biāo)記為內(nèi)部裂紋；

19、根據(jù)裂紋的坐標(biāo)求出在a1和a2區(qū)域的長(zhǎng)度，將裂紋在a1和a2區(qū)域的長(zhǎng)度和深度分別標(biāo)記為l內(nèi)1i和h內(nèi)1i和l內(nèi)2i和h內(nèi)2i。

20、優(yōu)選的，根據(jù)內(nèi)部裂紋在a1和a2區(qū)域內(nèi)的長(zhǎng)度和深度求出內(nèi)部裂紋的危險(xiǎn)系數(shù)：

21、z內(nèi)i＝p1xl內(nèi)1ixh內(nèi)1i+p2xl內(nèi)2ixh內(nèi)2i；

22、將深度h內(nèi)1i和h內(nèi)2i分別與hmax進(jìn)行比較，并將計(jì)算得出的危險(xiǎn)系數(shù)z內(nèi)i與e1和e2進(jìn)行比較。

23、優(yōu)選的，若超聲波未探測(cè)到該位置出現(xiàn)裂紋，標(biāo)定該點(diǎn)絕緣阻值較低，標(biāo)定該電力安全帽無(wú)法進(jìn)行繼續(xù)使用，將其標(biāo)定為報(bào)廢，生成報(bào)廢信號(hào)。

24、優(yōu)選的，還包括故障預(yù)測(cè)端，所述故障預(yù)測(cè)端用于對(duì)存放在放置柜內(nèi)每個(gè)安全帽最低絕緣阻值的位置進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，具體方式為：

25、根據(jù)數(shù)據(jù)處理端測(cè)得的每個(gè)安全帽所測(cè)得的若干個(gè)絕緣阻值，將每個(gè)安全帽上的若干個(gè)絕緣阻值進(jìn)行降序排列，隨后篩選出每個(gè)電力安全帽上的最低絕緣阻值wd；

26、針對(duì)每個(gè)安全帽最低絕緣阻值位置進(jìn)行若干周期數(shù)據(jù)采集，具體采集的數(shù)據(jù)包括安全帽的存放時(shí)間k1、存放平均溫度k2和平均濕度k3，同時(shí)測(cè)得每個(gè)周期結(jié)束后該點(diǎn)的絕緣阻值k4；

27、根據(jù)上述采集的多組數(shù)據(jù)，建立的多元線性回歸模型為wd＝a+s1xk1+s2xk2+s3xk3+s4xk4,a、s1、s2、s3和s4為結(jié)合采集的多周期數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到的參數(shù)值；

28、根據(jù)放置柜內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的天數(shù)、溫度和濕度數(shù)據(jù)，得出安全帽最低絕緣阻值的具體值。

29、優(yōu)選的，根據(jù)后續(xù)使用環(huán)境的平均溫度和平均濕度，預(yù)測(cè)當(dāng)w＝x1時(shí)，可以使用k4的天數(shù),并將k4-f得出在安全范圍內(nèi)可以使用的天數(shù)，f為預(yù)設(shè)值。

30、優(yōu)選的，確定裂紋的深度和坐標(biāo)位置具體方式為：

31、根據(jù)建立的三維坐標(biāo)系，同時(shí)結(jié)合機(jī)械臂帶動(dòng)超聲波探頭與建立的三維坐標(biāo)系進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，隨后機(jī)械臂帶動(dòng)超聲波探頭移動(dòng)到該位置進(jìn)行裂紋深度的檢測(cè)，并標(biāo)定出裂紋的坐標(biāo)位置和深度h，并將該裂紋標(biāo)記為內(nèi)部裂紋。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：相對(duì)于傳統(tǒng)的人工對(duì)電力安全帽表面的監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)能夠?qū)Π踩北砻娴牧鸭y和劃痕更加詳細(xì)的采集數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)電力安全帽的破損情況，降低人工漏檢的風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對(duì)不同裂紋所處的位置和參數(shù)進(jìn)行分析出裂紋的安全系數(shù)，并進(jìn)行維修和報(bào)廢的判斷，能準(zhǔn)確判斷安全帽的可使用性及維修需求，避免不必要的報(bào)廢，有效節(jié)約資源，同時(shí)對(duì)維修后的安全帽進(jìn)行絕緣阻值和介電強(qiáng)度的檢測(cè)，進(jìn)一步提高了維修后電力安全帽的安全性，同時(shí)對(duì)一些難以發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部裂紋通過(guò)絕緣阻值的測(cè)定，判斷出內(nèi)部的裂紋的位置并對(duì)內(nèi)部裂紋數(shù)據(jù)采集分析，降低人工無(wú)法發(fā)現(xiàn)的安全隱患，進(jìn)一步提高了對(duì)使用后電力安全帽故障檢測(cè)效果。

33、同時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)電力安全的數(shù)據(jù)分析，對(duì)放置在放置柜內(nèi)的安全帽的電力安全性能系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提前預(yù)警潛在故障風(fēng)險(xiǎn)，使操作人員能及時(shí)采取措施，極大地提高了安全帽在后續(xù)使用中的安全性，降低事故發(fā)生概率。