一种基于紫外光子电晕检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于紫外光子电晕检测方法，它包括如下步骤：（1）检测电晕信号；（2）脉冲信号处理；（3）检测数据标定；（4）检测数据存储与分析。本发明专利技术是一种操作简便、测试稳定、数据可靠、并且用户可以直观地得到检测结果的检测方法；其实现了通过被测电晕产生的紫外光辐射进行远距离非接触式检测，检测过程耗时短，结果准确，不需要计算机单独处理，能生成报表数据库，整个系统操作简单，携带方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统电气检测装置放电监测
，尤其涉及及其装置，适用于对输变电运行检测装置进行电晕检测和故障判断分析。
技术介绍
高压电力线路是国家经济的命脉，随着高铁、智能电网的大力建设，对于电力线路电力检测装置的维护保养就更为重要。电力系统大部分高压电气检测装置外绝缘结构具有不均勻电场特征，在极不均勻电场中，当气体间隙上电压提高至一定值后，可在间隙中形成一传导性很高的通道，称气体间隙击穿。击穿后，根据电源功率、电极形式、气体压力等具有不同的放电形式，在低压、电源功率较小时，放电表现为充满整个间隙的辉光或拔电放电形式；在高压下，常表现为火花、电弧甚至闪络等放电形式；在极不均勻电场中，会在局部电场较强处先开始放电，称为电晕放电。高压电气检测装置在正常运行状态下，其表面电晕放电较弱，电磁干扰小。但由于设计不合理、设计质量问题或受环境影响，以及运行中检测装置表面出现缺陷都会引起电场集中而发生电晕放电。对于超高压、特高压电气检测装置，电晕放电特征明显，并由此带来无线电干扰、能量损耗、噪声污染等相关效应。电晕检测的主要方法有肉眼观察、泄漏电流在线检测、超声波检测、红外热成像和紫外线检测等。目前主要采用紫外线检测的方法，即利用空气中电晕放电会辐射出紫外光这特性，使用紫外光检测技术观察放电发生的情况。高压输电线电晕放电产生的电磁辐射很大一部分属于紫外线，而且大部分波长在280-400nm，也有小部分在240-280nm，后者为日盲紫外波段。对日盲紫外波段的目标进行检测，可以避开太阳背景的干扰，准确率非常高。检测和定位电晕放电是紫外探测技术在民用领域的一个重要应用。以往利用紫外电晕监测，一是根据以其所显示的单位时间内紫外光子数对电晕放电强度进行量化的，另一种途径是根据紫外图像面积与放电量之间有着线性关系，根据光斑的状态对放电情况，绝缘情况进行分级。光子量化手段可实时显示单位时间内目标电晕发生时所产生的紫外光子，并以此为参量表征电晕放电的强度。紫外成像仪检测出的电晕放电单位时间内光子数变化范围较大，难于统计分析，测试结果与实验人员的现场经验有关，容易造成测量误差，不利于电气检测装置放电过程进行量化和预测检测装置的故障发展趋势。仪器显示的光子数与仪器自身的增益密切相关，而且与检测仪器与放电点的距离、空气湿度等环境因素有关，要准确反应放电强度，必须对仪器显示的光子数进行有效标定。目前，对高压电力线路的维护，主要通过人工巡线的方式进行的，将采集到的紫外或可见光图像，用人眼或计算机对比分析判断线路的缺陷。俄罗斯利用大气紫外窗口进行检测，这种相机工作不是在紫外日盲波段， 在晚上效果很好，在白天不能使用；以色列和南非都采用日盲波段进行检测，成功避开了太阳光背景的干扰，但不能很直接的获得电晕紫外光辐射强度的数据，不容易对电晕放电紫外辐射强度进行定量分析，难以形成客观电晕故障强度的识别；美国的电晕检测采用高精度的图像重叠技术，双光学镜头高精度重合，国内博高采用普通CCD和紫外光学滤光镜，采4用换玻璃镜片方式，把可见光成像图片和紫外图像进行叠加分析，两者都存在对光学系统要求高，成像时间长，不适合巡航动态检测。普通紫外成像仪弥补灵敏度不足的方式有2种方式经过芯片强化讯号，优点是增大了光斑，缺点是会在每个电晕图像下面形成黑影，电晕图像有失真感；增加波长范围，采用夜间模式，优点是增强了紫外波能量，缺点是只能在夜间检测。目前紫外电晕检测检测装置普遍将图像进行帧叠加来增强紫外线图像的可视强度，通过对视频信号的软硬件降噪技术来降低图像的噪声，需要计算机进行分析处理，电源功耗大，体积大，不方便携带，且操作复杂，结构复杂，制造成本、维护成本高，价格昂贵，光子数无法动态输出，检测距离短，对图像处理要求高，需要高精度光学系统，难以满足机载巡检的要求。如何能使电晕检测检测装置成本降低，并进一步提高检测准确度和检测距离，实现对放电类型的自动识别和报警，需要对现有的电晕检测方法和装置有所突破性的改进。 因此，研究如何能在使用现有的成熟的元器件的情况下，通过采用新的检测方法和装置来大幅度提高电晕检测的灵敏度和放电强度量化实为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供，其是一种操作简便、 测试稳定、数据可靠、并且用户可以直观地得到检测结果的检测方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的，包括如下步骤(1)检测电晕信号通过检测装置获得放电产生的紫外光信号，再将电信号放大并转换为脉冲电压信号，实现阻抗匹配；(2)脉冲信号处理检测装置的主控电路中信号处理电路接收脉冲电压信号，对脉冲电压信号进行整形、滤波处理后，再与脉冲频率判断电路连接，通过对脉冲频率和脉宽进行判断分析；(3)检测数据标定通过激光测距仪检测出检测对象距离，定性定量地对高压线路检测装置进行在线分析，对电晕、拔电、火花、微火花归类量化，定量确定电晕位置和电晕放电剧烈程度，给出高精度数字量化的电晕放电指标统计，输出识别结论；(4)检测数据存储与分析输出识别结果与检测距离，并将检测数据保存到存储卡中。作为优选，在上述步骤(1)中的电信号由检测装置中的紫外传感器输出。作为优选，上述步骤(3)中，根据脉冲强度、观测距离、温度、湿度和系数修正量化对紫外衰减进行标定。光子量化是对单位时间内目标电晕发生时所产生的紫外光子进行测量，通过产生的脉冲强度为参量表征电晕放电的强度，脉冲个数与入射的光子数量成正比， 用计数方法测出单位时间内的光电子脉冲数，就相当于检测出了紫外辐射光的强度。这些特征有许多模糊化的没有严格边界、具有某些重叠区域，采用了模糊推理和隶属度函数来对电晕识别过程进行描述，由于紫外大气衰减，脉冲与目标距离成反比，温度和湿度对衰减的影响是非线性，通过对样本测量，设定了修正系数可调以此对本专利技术在特定运用中的紫外衰减进行标定。作为优选，所述识别结果与检测距离能在检测装置的显示屏上显示。作为优选，在上述步骤(1)中，通过检测装置的目镜对准被测电晕放电位置，以获得放电产生的紫外光信号。本专利技术的操作步骤流程为(1)启动检测装置，检测装置接收到命令后开始初始化；(2)设置采样率、采集的时间段、缓存大小、门槛阈值，填写测试参数信息，按取消键则程序结束；所述测试参数信息包括观测地点、观测单位、测试对象、天气特征、温度湿度、观测人及观测距离；(3)设置结束后，读取系统时钟，选择生成的记录数据的存储路径；(4)通过检测装置瞄准检测对象，自动测距和聚焦，检测装置开始检测识别，采集后的数据经脉冲信号处理、门槛滤波和峰值保持后，结合检测距离，进入数据分析标定；其中，结合检测距离，通过检测到的脉冲频率和幅值的分类统计方法对紫外光子高精度数字化，实现电晕强度和类型的量化与判别处理；(5)将识别结果和检测距离等数据信息进行显示并存储。所述操作步骤流程步骤(4)中的分类统计方法包括以下步骤(1)统计指定时间段内放电的最大幅值；(2)统计设定时间段内超过所设定阈值的放电次数；(3)计算并显示该时间段内放电幅值和检测距离间的对应关系。作为优选，所述脉冲电压信号的幅值及放电次数统计采用软件峰值保持方法。所述软件峰值保持方法根据用户制定的需分析的时间段和该时间段的采样数据，利用计数和峰值的依次来回比较，对应检测距离紫外衰减规律，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于紫外光子电晕检测方法，其特征在于：包括如下步骤：（１）检测电晕信号：通过检测装置获得放电产生的紫外光信号，再将电信号放大并转换为脉冲电压信号，实现阻抗匹配；（２）脉冲信号处理：检测装置的主控电路中信号处理电路接收脉冲电压信号，对脉冲电压信号进行整形、滤波处理后，再与脉冲频率判断电路连接，通过对脉冲频率和脉宽进行判断分析；（３）检测数据标定：通过激光测距仪检测出检测对象距离，定性定量地对高压线路检测装置进行在线分析，对电晕、拔电、火花、微火花归类量化，定量确定电晕位置和电晕放电剧烈程度，给出高精度数字量化的电晕放电指标统计，输出识别结论；（４）检测数据存储与分析：输出识别结果与检测距离，并将检测数据保存到存储卡中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张列平，
申请(专利权)人：成都凯迈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90