基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统，包括，设置在输电线路杆塔横担上的雷电信号的紫外数据采集单元和设置在变电站内部的雷电种类识别单元，雷电信号的紫外数据采集单元与雷电种类识别单元通过无线电连接；有益效果是，利用紫外线实现高压输电线路杆塔附近雷电的在线检测,能有效观察杆塔附近雷电的放电情况，具有连续检测、远距离、不停电、不接触、不解体等特点，给电力线路状态检测提供了一种先进的检测手段，进而指导高压输电线路杆塔采取针对性较强、防雷效果好的防雷措施，本实用新型专利技术制作工艺简单、投资少、见效快，可操作性强，适用于输电线路实施防雷预案措施的大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力设备专业
；特别是涉及一种基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统。
技术介绍
近年来，随着全球变暖趋势的不断增强，城市输电线路雷击跳闸率居高不下；然而，现代一线城市电网的发展又对供电可靠性提出了更高的要求，电网企业针对现存的雷击事故采取了多种输电线路防雷措施，典型的有，架设避雷线、安装线路避雷器、架设耦合地线、降低杆塔接地电阻等，上述统一化的防雷措施带来了投资高、防雷效果差强人意的局面。雷击事故的发生、发展具有一定的分散性和统计性，雷击故障的类型决定了防雷措施的有效性。因此，行业迫切需求对输电线路的雷击故障易发点进行故障类型鉴别，并做统计分析，进而指导采取针对性较强、防雷效果好的防雷措施。雷击输电线路故障包括绕击和反击的雷击过程。其中绕击雷击过程为雷电绕过电力导线上方的避雷线而击中电力导线，即雷电屏蔽失效过程。雷电波在电力导线上以行波方式传播，行至杆塔的绝缘子串处发生闪络现象，进而形成稳定放电电弧，引发绕击雷击跳闸事故。雷电的反击雷击过程为雷电击中杆塔或者避雷线，避雷线起到了有效的雷电拦截作用，当雷电在避雷线上传播行至杆塔处时，由于杆塔接地电阻及杆塔阻抗原因，导致绝缘子串的杆塔横担处电位高于电力导线电位，发生闪络现象，进而引发稳定放电电弧，造成反击雷击跳闸事故。两种不同的雷击故障类型的放电过程是不一样的，绕击雷为从导线开始经绝缘子串向杆塔横担放电；反击雷为杆塔横担开始经绝缘子串向导线放电，紫外成像技术能捕捉放电过程中的电子踪迹，进而成像。紫外线的波长范围是40～400nm。太阳光中也含有紫外线，但由于地球的臭氧层吸收了部分波长的分量，实际上辐射到地面上的太阳紫外光谱都在300nm以上，低于300nm的波长区域称为太阳盲区。人们利用这一特点,研究出日光(盲区)型紫外线检测仪。该仪器的工作波段在240～280nm之间，可以在阳光下进行检测工作，比红外成像检测方便。从成像分析电子踪迹，通过识别雷电的放电过程，判别杆塔的雷击是绕击雷，还是反击雷，从而，可以判别故障易发点杆塔处的故障是绕击雷击跳闸事故，还是反击雷击跳闸事故。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统。本技术所采用的技术方案是，一种基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统，包括，设置在输电线路杆塔横担上的雷电信号的紫外数据采集单元和设置在变电站内部的雷电种类识别单元，所述的雷电信号紫外数据采集单元与雷电种类识别单元通过无线电连接。所述的雷电信号的紫外数据采集单元，包括，依次电连接的紫外线成像设备单元、紫外线图像帧单元、图像变换单元和图像传送模块单元；所述太阳能电源单元为雷电信号的紫外数据采集单元内的各电路单元提供电力，紫外线成像设备单元的成像视野中心对准输电线路杆塔横担上绝缘子串的几何中心，观测距离为3-5米。所述的雷电种类识别单元，包括，依次电连接的图像接收模块单元、图像识别单元和雷击故障类型判别单元。所述紫外线成像设备单元采用SONY XCDSX910UV 紫外线CCD摄像机；图像传送模块单元和图像接收模块单元采用深圳市技卓科技有限公司生产的JZ8-xx系列无线数传模块。本技术的有益效果是，利用紫外线实现高压输电线路杆塔附近雷电的在线检测,能有效观察杆塔附近雷电的放电情况，具有连续检测、远距离、不停电、不接触、不解体等特点，给电力线路状态检测提供了一种先进的检测手段，进而指导高压输电线路杆塔采取针对性较强、防雷效果好的防雷措施，本技术制作工艺简单、投资少、见效快，可操作性强，适用于输电线路实施防雷预案措施的大规模推广应用。附图说明图1是反击雷电在杆塔的绝缘子串处紫外图像示意图；图2是绕击雷电在杆塔的绝缘子串处紫外图像示意图；图3是本技术基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统的方框图；图4是本技术紫外图像的图像变换单元电路的电原理图；图5是本技术紫外图像的图像变换单元的电平图；图6是本技术紫外成像处理后反击雷电的图像示意图；图7是本技术紫外成像处理后绕击雷电的图像示意图。图中：10、紫外数据采集单元       20、 太阳能电源单元30、紫外线成像设备单元     32、紫外线图像帧单元35、图像变换单元           40、图像传送模块单元50、雷电种类识别单元       60、图像接收模块单元70、图像识别单元           80、雷击故障类型判别单元。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明：如图3所示，本技术基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统，包括，设置在输电线路杆塔横担上的雷电信号的紫外数据采集单元10和设置在变电站内部的雷电种类识别单元50，所述的雷电信号的紫外数据采集单元10与雷电种类识别单元50通过无线电连接。所述的雷电信号的紫外数据采集单元10，包括，依次电连接的紫外线成像设备单元30、紫外线图像帧单元32、图像变换单元35和图像传送模块单元40；所述太阳能电源单元20为雷电信号的紫外数据采集单元10内的各电路单元提供电力。所述紫外线成像设备单元30采用SONY XCDSX910UV 紫外线CCD摄像机，1280 * 960 SXGA 15fps；每帧图像为1280 * 960个点组成，每秒形成15帧图像。紫外线成像设备单元30通常挂于杆塔绝缘子串的上方，与驱鸟器相邻，太阳能电源单元20设置在杆塔的阳面，紫外线成像设备单元30的成像视野中心对准输电线路杆塔横担上绝缘子串的几何中心，观测距离为3-5米。如图1、图2所示，紫外图像中的白色区域为电离发光区域所成的图像，其亮度随雷击放电强度而变化，放电强度越强其亮度越亮。如图4至图7所示，根据上述特性，图像变换单元35，亦即，紫外图像的预处理电路，该电路采用数字图像处理算法提取了图像参数用于对检测结果的量化，从视频中连续或随机截取图像帧并将图像转换为灰度图像，然后采用阈值分割将图像转换为二值图像，即“1”或“0”，从而实现了光斑亮度区域的分割，同时，减少了图像传送模块单元40和图像接收模块单元60的数据传输量。图像变换单元35由两个集成运放组成，输入电压ui分别接到运放Al的同相输入端和A2的反相输入端，参考电压UH和UL分别加在Al的反相输入端和A2的同相输入端。两个集成运放的输出端各通过一个二极管后并联在一起，成为图像变换单元35的输出端。当输入电压ui>URH时，ui>URL，集成运放A1的输出uO1=+UOM，A2的输出uO2=-UOM。使得二极管D1导通D2截止,稳压管DZ工作在稳压状态，输出电压uO=+UZ。当输入电压ui<URL时, ui<URH,集成运放A1的输出uO1=-UOM，A2的输出uO2=+UOM。使得二极管D2导通D1截止,稳压管DZ工作在稳压状态，输出电压uO=+UZ。 当URL<ui<UR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统，其特征在于，包括，设置在输电线路杆塔横担上的雷电信号的紫外数据采集单元（10）和设置在变电站内部的雷电种类识别单元（50），所述的雷电信号紫外数据采集单元（10）与雷电种类识别单元（50）通过无线电连接；所述的雷电信号的紫外数据采集单元（10），包括，依次电连接的紫外线成像设备单元（30）、紫外线图像帧单元（32）、图像变换单元（35）和图像传送模块单元（40）。

【技术特征摘要】
1.一种基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统，其特征在于，包括，设置在输电线路杆塔横担上的雷电信号的紫外数据采集单元（10）和设置在变电站内部的雷电种类识别单元（50），所述的雷电信号紫外数据采集单元（10）与雷电种类识别单元（50）通过无线电连接；所述的雷电信号的紫外数据采集单元（10），包括，依次电连接的紫外线成像设备单元（30）、紫外线图像帧单元（32）、图像变换单元（35）和图像传送模块单元（40）。
2.根据权利要求1所述的基于紫外检测技术的雷击故障实时鉴别系统，其特征在于，太阳能电源单元（20）为雷电信号的紫外数据采集单元（10）内的各电路单元提供电力，紫外线成像设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云龙，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网天津市电力公司，
类型：新型
国别省市：北京;11