專利名稱：一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電氣設(shè)備檢測領(lǐng)域，具體涉及基于紫外線檢測的一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著晉東南一南陽一荊門IOOOkV交流特高壓輸變電工程以及四川向家壩一上?！?00kV直流特高壓輸電工程等特高壓輸電工程的不斷投入運(yùn)行，以及“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”工程的不斷推進(jìn)，我國電網(wǎng)將成為世界上最先進(jìn)的復(fù)雜電網(wǎng)，中國電力將步入了大電網(wǎng)、大設(shè)備、高參數(shù)、特高壓和自動化、信息化的新階段。到2020年可初步形成以三峽電網(wǎng)為中心的全國統(tǒng)一的大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)，實現(xiàn)合理電力能源格局，并逐步形成范圍廣大的亞洲東部聯(lián)合電網(wǎng)。為保障這一復(fù)雜電網(wǎng)長期穩(wěn)定運(yùn)行，必須首先確保各種高電壓設(shè)備的安全可靠。需要一系列可靠、先進(jìn)的試驗技術(shù)手段對高壓電氣設(shè)備進(jìn)行測試、監(jiān)控，才能保障高壓電氣設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行。對于在大氣條件下工作的高壓電氣設(shè)備，往往不可能完全排除電暈和表面局部放電的產(chǎn)生。高壓輸變電設(shè)備在設(shè)計、制造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)中，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能造成設(shè)備絕緣缺陷，而且設(shè)備投運(yùn)后，也存在設(shè)備外絕緣污穢問題。電氣設(shè)備帶電運(yùn)行時，由于設(shè)備表面粗糙存在毛刺、結(jié)構(gòu)缺陷以及污穢等原因，會造成運(yùn)行中電場集中、電荷密度過大而發(fā)生電暈等放電現(xiàn)象。電暈放電會產(chǎn)生能量損耗，造成無線電干擾，以及在空氣中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，引起有機(jī)絕緣老化等危害。電暈放電可以是相對穩(wěn)定的放電形式，也可以是不均勻電場間隙擊穿過程中的早期發(fā)展階段，而且電氣設(shè)備如果出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的電暈或電弧放電現(xiàn)象，再加上惡劣的外部環(huán)境影響，極有可能發(fā)生閃絡(luò)引起絕緣事故。因此可以利用電暈或表面局部放電的產(chǎn)生與增強(qiáng)現(xiàn)象間接評估現(xiàn)有運(yùn)行設(shè)備的絕緣狀況以及及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備本身缺陷。電氣設(shè)備發(fā)生電暈放電時，其周圍空氣將發(fā)生電離，在電離過程中，空氣分子中的電子不斷地從電場中獲得能量，當(dāng)電子從激勵態(tài)軌道返回原來的穩(wěn)態(tài)電子軌道時，就會以電暈、火花放電等形式釋放出能量。氣體電離后輻射光波的頻率與氣體種類有關(guān)，空氣中的主要成分是氮?dú)?N2)，而氮?dú)獾墓庾V大部分處于紫外光區(qū)域內(nèi)，即波長范圍在280 400nm。所以通過檢測紫外光能夠判斷電氣設(shè)備電暈放電的實際狀況。要觀測到人眼可視范圍外的紫外線，就需要對紫外線波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換，建立一個光譜轉(zhuǎn)換的過程，將紫外圖像轉(zhuǎn)換為人眼可見的影像。由于包圍地球的臭氧層吸收了陽光中的240nm 280nm這部分紫外線，所以在地面的太陽光譜中缺失了紫外線波段范圍小于300nm的這一部分，因此目前檢測該波段紫外線的方法稱為日間盲區(qū)型紫外檢測方法，能夠在白天陽光下使用。而且其他紫外檢測方法則不能避開太陽中紫外光的影響，只能在夜間日落后使用。紫外檢測技術(shù)可以直觀形象地觀察到發(fā)生放電的情況，能迅速確定電暈放電點的位置，但是目前主流的紫外成像檢測儀僅輸出影像，未能實現(xiàn)對紫外光子數(shù)與增益、距離的綜合分析，以準(zhǔn)確評價設(shè)備絕緣狀態(tài)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，解決了目前的紫外線檢測技術(shù)無法同時實現(xiàn)電暈放電成像和分析電暈放電強(qiáng)度的問題。為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng):包括用于采集高電壓設(shè)備電暈放電所產(chǎn)生的日盲區(qū)紫外線，并輸出光信號的紫外攝像1吳塊；包括用于根據(jù)光信號得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)，并輸出視頻數(shù)據(jù)的終端視頻處理模塊；包括測量被試高電壓設(shè)備到紫外攝模塊之間的距離，并輸出距離參數(shù)的測距模塊；包括將視頻數(shù)據(jù)與距離參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給紫外視頻管理分析模塊的無線網(wǎng)絡(luò)模塊；包括對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字識別，提取出紫外光子數(shù)信息，并將紫外光子數(shù)根據(jù)距離參數(shù)校正到標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時光子數(shù)的紫外視頻管理分析模塊；包括用于顯示視頻數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)距離時光子數(shù)的IXD顯示模塊。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述終端視頻處理模塊主要是由光電信號轉(zhuǎn)換模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及圖像中央處理模塊構(gòu)成，其中光電信號轉(zhuǎn)換模塊將紫外攝像模塊的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將之傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊，圖像中央處理模塊將接收到的數(shù)字信號進(jìn)程處理，得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是還包括向紫外攝像模塊、終端視頻處理模塊、測距模塊、無線網(wǎng)絡(luò)模塊和紫外視頻管理分析模塊供電的工作電源模塊。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述工作電源模塊中包括有為終端視頻處理模塊、測距模塊和LCD顯示模塊提供電能的5V測量電源電壓變換電路、為無線網(wǎng)絡(luò)模塊提供電能的9V無線網(wǎng)絡(luò)電源電壓變換電路。根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)檢測距離為5.5米。根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于:所述紫外視頻管理分析模塊是通過公式y(tǒng)l = 0.033x2.exp(0.4125 — 0.075x,)計算出標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時的光子數(shù)，其中X2為實際檢測距離；y2為在X2實際檢測距離時紫外檢測的紫外光子數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)距離時的光子數(shù)。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述圖像中央處理模塊為C8051F410的微處理器，A/D轉(zhuǎn)換模塊為MAXl 166芯片，測距模塊為DMC-50A激光測距模塊。一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析方法，包括以下步驟:通過紫外攝像模塊采集高電壓設(shè)備電暈放電所產(chǎn)生的日盲區(qū)紫外線，輸出光信號;通過終端視頻處理模塊根據(jù)光信號得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)，輸出視頻數(shù)據(jù)；通過測距模塊測量被試高電壓設(shè)備到紫外攝像頭之間的距離，輸出距離參數(shù)；通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊將視頻數(shù)據(jù)與距離參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給紫外視頻管理分析模塊；通過紫外視頻管理分析模塊對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字識別，提取出紫外光子數(shù)信息，并將紫外光子數(shù)根據(jù)距離參數(shù)校正到標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時光子數(shù)；通過IXD顯示模塊顯示視頻數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)距離時的光子數(shù)。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述終端視頻處理模塊是通過其內(nèi)的光電信號轉(zhuǎn)換模塊將紫外攝像模塊的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將之傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊，圖像中央處理模塊將接收到的數(shù)字信號進(jìn)程處理，得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述紫外視頻管理分析模塊是通過公式J1 = 0.033.y； v, exp(0.4125 — 0.075x2)計算出標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時的光子數(shù)，其中X2為實際檢測距離；y2為在X2實際檢測距離時紫外檢測的紫外光子數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)距離時的光子數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型為紫外光子數(shù)校正法，通過紫外視頻分析管理模塊對紫外檢測視頻進(jìn)行數(shù)字識別，提取出紫外光子數(shù)等信息，結(jié)合實測檢測距離將紫外光子數(shù)校正到標(biāo)準(zhǔn)距離尺度上，可對電暈放電強(qiáng)度進(jìn)行綜合比較分析，并消除現(xiàn)場檢測條件帶來的影響，準(zhǔn)確評估設(shè)備的絕緣狀態(tài)，具有直觀、準(zhǔn)確、安全、快捷等優(yōu)點。

圖1為本實用新型一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)一個實施例的連接示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖1示出了本實用新型一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的一個實施例:一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng):包括用于采集高電壓設(shè)備電暈放電所產(chǎn)生的日盲區(qū)紫外線，并輸出光信號的紫外攝像1吳塊；包括用于根據(jù)光信號得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)，并輸出視頻數(shù)據(jù)的終端視頻處理模塊；包括測量被試高電壓設(shè)備到紫外攝模塊之間的距離，并輸出距離參數(shù)的測距模塊；包括將視頻數(shù)據(jù)與距離參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給紫外視頻管理分析模塊的無線網(wǎng)絡(luò)模塊；包括對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字識別，提取出紫外光子數(shù)信息，并將紫外光子數(shù)根據(jù)距離參數(shù)校正到標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時光子數(shù)的紫外視頻管理分析模塊；包括用于顯示視頻數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)距離時光子數(shù)的IXD顯示模塊。根據(jù)本實用新型一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例，終端視頻處理模塊主要是由光電信號轉(zhuǎn)換模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及圖像中央處理模塊構(gòu)成，其中光電信號轉(zhuǎn)換模塊將紫外攝像模塊的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將之傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊，圖像中央處理模塊將接收到的數(shù)字信號進(jìn)程處理，得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)。根據(jù)本實用新型一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的另一個優(yōu)選實施例，還包括向紫外攝像模塊、終端視頻處理模塊、測距模塊、無線網(wǎng)絡(luò)模塊和紫外視頻管理分析模塊供電的工作電源模塊。作為優(yōu)選，所述工作電源模塊可以為蓄電池、太陽能電池或220V工作電源，5V測量電源電壓變換電路為MAX1659芯片，9V無線網(wǎng)絡(luò)電源電壓變換電路為AS1117 芯片。根據(jù)本實用新型一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的另一個優(yōu)選實施例，工作電源模塊中包括有為終端視頻處理模塊、測距模塊和IXD顯示模塊提供電能的5V測量電源電壓變換電路、為無線網(wǎng)絡(luò)模塊提供電能的9V無線網(wǎng)絡(luò)電源電壓變換電路。根據(jù)本實用新型一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的另一個優(yōu)選實施例，標(biāo)準(zhǔn)檢測距離為5.5米。根據(jù)本實用新型一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的另一個優(yōu)選實施例，紫外視頻管理分析模塊是通過公式Y(jié)1 = 0.033x； >., exp(0.4125 — 0.075.x,)計算出標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時的光子數(shù)，其中X2為實際檢測距離；y2為在X2實際檢測距離時紫外檢測的紫外光子數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)距離時的光子數(shù)。根據(jù)本實用新型一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的另一個優(yōu)選實施例，圖像中央處理模塊為C8051F410的微處理器，A/D轉(zhuǎn)換模塊為MAX1166芯片，測距模塊為DMC-50A激光測距模塊。一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析方法，包括以下步驟:通過紫外攝像模塊采集高電壓設(shè)備電暈放電所產(chǎn)生的日盲區(qū)紫外線，輸出光信號;通過終端視頻處理模塊根據(jù)光信號得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)，輸出視頻數(shù)據(jù)；通過測距模塊測量被試高電壓設(shè)備到紫外攝像頭之間的距離，輸出距離參數(shù)；通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊將視頻數(shù)據(jù)與距離參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給紫外視頻管理分析模塊；通過紫外視頻管理分析模塊對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字識別，提取出紫外光子數(shù)信息，并將紫外光子數(shù)根據(jù)距離參數(shù)校正到標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時光子數(shù)；通過IXD顯示模塊顯示視頻數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)距離時的光子數(shù)。根據(jù)本一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析方法的另一個實施例，終端視頻處理模塊是通過其內(nèi)的光電信號轉(zhuǎn)換模塊將紫外攝像模塊的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將之傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊，圖像中央處理模塊將接收到的數(shù)字信號進(jìn)程處理，得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)。[0061]根據(jù)本一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析方法的另一個實施例，紫外視頻管理分析模塊是通過公式y(tǒng)x 二 (λ033_ν;少、exp(0.4125 - 0.075.V,)計算出標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時的光子數(shù)，其中X2為實際檢測距離；y2為在X2實際檢測距離時紫外檢測的紫外光子數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)距離時的光子數(shù)。盡管這里參照本實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權(quán)利要求1.一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于: 包括用于采集高電壓設(shè)備電暈放電所產(chǎn)生的日盲區(qū)紫外線，并輸出光信號的紫外攝像模塊； 包括用于根據(jù)光信號得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)，并輸出視頻數(shù)據(jù)的終端視頻處理模塊； 包括測量被試高電壓設(shè)備到紫外攝模塊之間的距離，并輸出距離參數(shù)的測距模塊； 包括將視頻數(shù)據(jù)與距離參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給紫外視頻管理分析模塊的無線網(wǎng)絡(luò)模塊； 包括對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字識別，提取出紫外光子數(shù)信息，并將紫外光子數(shù)根據(jù)距離參數(shù)校正到標(biāo)準(zhǔn)檢測距離時光子數(shù)的紫外視頻管理分析模塊； 包括用于顯示視頻數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)距離時光子數(shù)的LCD顯示模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于:所述終端視頻處理模塊主要是由光電信號轉(zhuǎn)換模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及圖像中央處理模塊構(gòu)成，其中光電信號轉(zhuǎn)換模塊將紫外攝像模塊的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將之傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊，圖像中央處理模塊將接收到的數(shù)字信號進(jìn)程處理，得出單位時間內(nèi)的紫外光子計數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于:還包括向紫外攝像模塊、終端視頻處理模塊、測距模塊、無線網(wǎng)絡(luò)模塊和紫外視頻管理分析模塊供電的工作電源模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于:所述工作電源模塊中包括有為終端視頻處理模塊、測距模塊和IXD顯示模塊提供電能的5V測量電源電壓變換電路、為無線網(wǎng)絡(luò)模塊提供電能的9V無線網(wǎng)絡(luò)電源電壓變換電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)檢測距離為5.5米。
專利摘要本實用新型電氣涉及設(shè)備檢測領(lǐng)域，具體涉及基于紫外線檢測的一種高電壓設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)，包括紫外攝像模塊；終端視頻處理模塊；測距模塊；無線網(wǎng)絡(luò)模塊；紫外視頻管理分析模塊；LCD顯示模塊。本實用新型通過紫外光子數(shù)校正法，通過紫外視頻分析管理模塊對紫外檢測視頻進(jìn)行數(shù)字識別，提取出紫外光子數(shù)等信息，結(jié)合實測檢測距離將紫外光子數(shù)校正到標(biāo)準(zhǔn)距離尺度上，可對電暈放電強(qiáng)度進(jìn)行綜合比較分析，并消除現(xiàn)場檢測條件帶來的影響，準(zhǔn)確評估設(shè)備的絕緣狀態(tài)，具有直觀、準(zhǔn)確、安全、快捷等優(yōu)點。
文檔編號G01R31/12GK203069730SQ20122059111
公開日2013年7月17日 申請日期2012年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月10日
發(fā)明者甘德剛, 賈志杰, 劉凡, 陳洪波, 劉守豹, 肖偉, 何松, 陳少卿, 周電波 申請人:四川電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司