專利名稱：一種基于紫外光子電暈檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)電氣檢測裝置放電監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于紫外光子電暈檢測方法及其裝置，適用于對輸變電運(yùn)行檢測裝置進(jìn)行電暈檢測和故障判斷分析。
背景技術(shù)：
高壓電力線路是國家經(jīng)濟(jì)的命脈，隨著高鐵、智能電網(wǎng)的大力建設(shè)，對于電力線路電力檢測裝置的維護(hù)保養(yǎng)就更為重要。電力系統(tǒng)大部分高壓電氣檢測裝置外絕緣結(jié)構(gòu)具有不均勻電場特征，在極不均勻電場中，當(dāng)氣體間隙上電壓提高至一定值后，可在間隙中形成一傳導(dǎo)性很高的通道，稱氣體間隙擊穿。擊穿后，根據(jù)電源功率、電極形式、氣體壓力等具有不同的放電形式，在低壓、電源功率較小時(shí)，放電表現(xiàn)為充滿整個(gè)間隙的輝光或拔電放電形式；在高壓下，常表現(xiàn)為火花、電弧甚至閃絡(luò)等放電形式；在極不均勻電場中，會在局部電場較強(qiáng)處先開始放電，稱為電暈放電。高壓電氣檢測裝置在正常運(yùn)行狀態(tài)下，其表面電暈放電較弱，電磁干擾小。但由于設(shè)計(jì)不合理、設(shè)計(jì)質(zhì)量問題或受環(huán)境影響，以及運(yùn)行中檢測裝置表面出現(xiàn)缺陷都會引起電場集中而發(fā)生電暈放電。對于超高壓、特高壓電氣檢測裝置，電暈放電特征明顯，并由此帶來無線電干擾、能量損耗、噪聲污染等相關(guān)效應(yīng)。電暈檢測的主要方法有肉眼觀察、泄漏電流在線檢測、超聲波檢測、紅外熱成像和紫外線檢測等。目前主要采用紫外線檢測的方法，即利用空氣中電暈放電會輻射出紫外光這特性，使用紫外光檢測技術(shù)觀察放電發(fā)生的情況。高壓輸電線電暈放電產(chǎn)生的電磁輻射很大一部分屬于紫外線，而且大部分波長在280-400nm，也有小部分在240-280nm，后者為日盲紫外波段。對日盲紫外波段的目標(biāo)進(jìn)行檢測，可以避開太陽背景的干擾，準(zhǔn)確率非常高。檢測和定位電暈放電是紫外探測技術(shù)在民用領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用。以往利用紫外電暈監(jiān)測，一是根據(jù)以其所顯示的單位時(shí)間內(nèi)紫外光子數(shù)對電暈放電強(qiáng)度進(jìn)行量化的，另一種途徑是根據(jù)紫外圖像面積與放電量之間有著線性關(guān)系，根據(jù)光斑的狀態(tài)對放電情況，絕緣情況進(jìn)行分級。光子量化手段可實(shí)時(shí)顯示單位時(shí)間內(nèi)目標(biāo)電暈發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的紫外光子，并以此為參量表征電暈放電的強(qiáng)度。紫外成像儀檢測出的電暈放電單位時(shí)間內(nèi)光子數(shù)變化范圍較大，難于統(tǒng)計(jì)分析，測試結(jié)果與實(shí)驗(yàn)人員的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，容易造成測量誤差，不利于電氣檢測裝置放電過程進(jìn)行量化和預(yù)測檢測裝置的故障發(fā)展趨勢。儀器顯示的光子數(shù)與儀器自身的增益密切相關(guān)，而且與檢測儀器與放電點(diǎn)的距離、空氣濕度等環(huán)境因素有關(guān)，要準(zhǔn)確反應(yīng)放電強(qiáng)度，必須對儀器顯示的光子數(shù)進(jìn)行有效標(biāo)定。目前，對高壓電力線路的維護(hù)，主要通過人工巡線的方式進(jìn)行的，將采集到的紫外或可見光圖像，用人眼或計(jì)算機(jī)對比分析判斷線路的缺陷。俄羅斯利用大氣紫外窗口進(jìn)行檢測，這種相機(jī)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進(jìn)行檢測，成功避開了太陽光背景的干擾，但不能很直接的獲得電暈紫外光輻射強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，不容易對電暈放電紫外輻射強(qiáng)度進(jìn)行定量分析，難以形成客觀電暈故障強(qiáng)度的識別；美國的電暈檢測采用高精度的圖像重疊技術(shù)，雙光學(xué)鏡頭高精度重合，國內(nèi)博高采用普通CCD和紫外光學(xué)濾光鏡，采
4用換玻璃鏡片方式，把可見光成像圖片和紫外圖像進(jìn)行疊加分析，兩者都存在對光學(xué)系統(tǒng)要求高，成像時(shí)間長，不適合巡航動態(tài)檢測。普通紫外成像儀彌補(bǔ)靈敏度不足的方式有2種方式經(jīng)過芯片強(qiáng)化訊號，優(yōu)點(diǎn)是增大了光斑，缺點(diǎn)是會在每個(gè)電暈圖像下面形成黑影，電暈圖像有失真感；增加波長范圍，采用夜間模式，優(yōu)點(diǎn)是增強(qiáng)了紫外波能量，缺點(diǎn)是只能在夜間檢測。目前紫外電暈檢測檢測裝置普遍將圖像進(jìn)行幀疊加來增強(qiáng)紫外線圖像的可視強(qiáng)度，通過對視頻信號的軟硬件降噪技術(shù)來降低圖像的噪聲，需要計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，電源功耗大，體積大，不方便攜帶，且操作復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本、維護(hù)成本高，價(jià)格昂貴，光子數(shù)無法動態(tài)輸出，檢測距離短，對圖像處理要求高，需要高精度光學(xué)系統(tǒng)，難以滿足機(jī)載巡檢的要求。如何能使電暈檢測檢測裝置成本降低，并進(jìn)一步提高檢測準(zhǔn)確度和檢測距離，實(shí)現(xiàn)對放電類型的自動識別和報(bào)警，需要對現(xiàn)有的電暈檢測方法和裝置有所突破性的改進(jìn)。 因此，研究如何能在使用現(xiàn)有的成熟的元器件的情況下，通過采用新的檢測方法和裝置來大幅度提高電暈檢測的靈敏度和放電強(qiáng)度量化實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種基于紫外光子電暈檢測方法，其是一種操作簡便、 測試穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠、并且用戶可以直觀地得到檢測結(jié)果的檢測方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的一種基于紫外光子電暈檢測方法，包括如下步驟
(1)檢測電暈信號通過檢測裝置獲得放電產(chǎn)生的紫外光信號，再將電信號放大并轉(zhuǎn)換為脈沖電壓信號，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配；
(2)脈沖信號處理檢測裝置的主控電路中信號處理電路接收脈沖電壓信號，對脈沖電壓信號進(jìn)行整形、濾波處理后，再與脈沖頻率判斷電路連接，通過對脈沖頻率和脈寬進(jìn)行判斷分析；
(3)檢測數(shù)據(jù)標(biāo)定通過激光測距儀檢測出檢測對象距離，定性定量地對高壓線路檢測裝置進(jìn)行在線分析，對電暈、拔電、火花、微火花歸類量化，定量確定電暈位置和電暈放電劇烈程度，給出高精度數(shù)字量化的電暈放電指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，輸出識別結(jié)論；
(4)檢測數(shù)據(jù)存儲與分析輸出識別結(jié)果與檢測距離，并將檢測數(shù)據(jù)保存到存儲卡中。作為優(yōu)選，在上述步驟(1)中的電信號由檢測裝置中的紫外傳感器輸出。作為優(yōu)選，上述步驟(3)中，根據(jù)脈沖強(qiáng)度、觀測距離、溫度、濕度和系數(shù)修正量化對紫外衰減進(jìn)行標(biāo)定。光子量化是對單位時(shí)間內(nèi)目標(biāo)電暈發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的紫外光子進(jìn)行測量，通過產(chǎn)生的脈沖強(qiáng)度為參量表征電暈放電的強(qiáng)度，脈沖個(gè)數(shù)與入射的光子數(shù)量成正比， 用計(jì)數(shù)方法測出單位時(shí)間內(nèi)的光電子脈沖數(shù)，就相當(dāng)于檢測出了紫外輻射光的強(qiáng)度。這些特征有許多模糊化的沒有嚴(yán)格邊界、具有某些重疊區(qū)域，采用了模糊推理和隸屬度函數(shù)來對電暈識別過程進(jìn)行描述，由于紫外大氣衰減，脈沖與目標(biāo)距離成反比，溫度和濕度對衰減的影響是非線性，通過對樣本測量，設(shè)定了修正系數(shù)可調(diào)以此對本發(fā)明在特定運(yùn)用中的紫外衰減進(jìn)行標(biāo)定。作為優(yōu)選，所述識別結(jié)果與檢測距離能在檢測裝置的顯示屏上顯示。作為優(yōu)選，在上述步驟(1)中，通過檢測裝置的目鏡對準(zhǔn)被測電暈放電位置，以獲得放電產(chǎn)生的紫外光信號。本發(fā)明的操作步驟流程為
(1)啟動檢測裝置，檢測裝置接收到命令后開始初始化；
(2)設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、門檻閾值，填寫測試參數(shù)信息，按取消鍵則程序結(jié)束；所述測試參數(shù)信息包括觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離；
(3)設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；
(4)通過檢測裝置瞄準(zhǔn)檢測對象，自動測距和聚焦，檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，進(jìn)入數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；其中，結(jié)合檢測距離，通過檢測到的脈沖頻率和幅值的分類統(tǒng)計(jì)方法對紫外光子高精度數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)電暈強(qiáng)度和類型的量化與判別處理；
(5)將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲。所述操作步驟流程步驟(4)中的分類統(tǒng)計(jì)方法包括以下步驟
(1)統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi)放電的最大幅值；
(2)統(tǒng)計(jì)設(shè)定時(shí)間段內(nèi)超過所設(shè)定閾值的放電次數(shù)；
(3)計(jì)算并顯示該時(shí)間段內(nèi)放電幅值和檢測距離間的對應(yīng)關(guān)系。作為優(yōu)選，所述脈沖電壓信號的幅值及放電次數(shù)統(tǒng)計(jì)采用軟件峰值保持方法。所述軟件峰值保持方法根據(jù)用戶制定的需分析的時(shí)間段和該時(shí)間段的采樣數(shù)據(jù)，利用計(jì)數(shù)和峰值的依次來回比較，對應(yīng)檢測距離紫外衰減規(guī)律，最后計(jì)算出該時(shí)間段內(nèi)放電幅值和放電強(qiáng)度，對故障程度和放電類型進(jìn)行識別。所述工作步驟流程有三種運(yùn)行狀態(tài)，該三種運(yùn)行狀態(tài)為離線數(shù)據(jù)分析、定點(diǎn)檢測和巡線檢測。離線數(shù)據(jù)分析時(shí)，將歷史數(shù)據(jù)調(diào)入后，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果的圖像化顯示，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)分析打印，生成報(bào)表，檢測裝置關(guān)機(jī)。定點(diǎn)檢測時(shí)(1)啟動檢測裝置，接收到命令后開始軟件初始化，加載硬件；(2)設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、 門檻閾值，填寫觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離等測試參數(shù)信息，按取消鍵則程序結(jié)束；(3)設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；(4)通過目鏡瞄準(zhǔn)檢測對象，開始自動測距和聚焦，檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；(5)將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲。所述巡線檢測時(shí)(1)啟動檢測裝置，接收到命令后開始軟件初始化，加載硬件；(2)設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、門檻閾值等，填寫觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離等測試參數(shù)信息，按取消鍵則程序結(jié)束；(3)設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；通過目鏡瞄準(zhǔn)檢測對象，開始自動測距和聚焦，檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，選定數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；(4)將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲；完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)分析打印，生成報(bào)表；(5)再次進(jìn)行新的檢測對象瞄準(zhǔn)，開始新一輪的檢測和數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲及報(bào)表生成，完成設(shè)定檢測任務(wù)，檢測裝置關(guān)機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、本發(fā)明對電暈放電發(fā)展規(guī)律以及電暈放電過程中紫外線在大氣中的衰減規(guī)律進(jìn)行了探索的基礎(chǔ)上，重新選擇合適的表征參數(shù)對電暈放電強(qiáng)度進(jìn)行量化，找出此參數(shù)和電暈放電各階段的對應(yīng)關(guān)系，提出電暈放電檢測測試技術(shù)及判據(jù)。采用紫外光傳感器，通過光學(xué)瞄準(zhǔn)目鏡及聚光鏡頭和激光測距儀檢測出檢測對象距離，根據(jù)脈沖強(qiáng)度、觀測距離、溫度、 濕度和系數(shù)修正量化，定性定量地對高壓線路檢測裝置進(jìn)行在線分析，對電暈、拔電、火花、 微火花等實(shí)現(xiàn)了基于紫外光子的高精度歸類數(shù)字量化，輸出識別結(jié)果，使電暈檢測的數(shù)據(jù)更加全面可靠，有利于電暈放電故障等級和放電程度的評估，具有直接處理，結(jié)構(gòu)簡單，檢測數(shù)據(jù)確切，響應(yīng)識別快，在線輸出等優(yōu)點(diǎn)。2、本發(fā)明通過接收檢測裝置電暈放電輻射的日盲紫外光來獲取檢測裝置運(yùn)行狀態(tài)和故障信息，可以在白天進(jìn)行檢測，在監(jiān)測過程中，不需要與運(yùn)行檢測裝置直接接觸，可以做到在線監(jiān)測，也不需要其他檢測分析裝置配合。因此，具有操作方面、快捷高效、不受天氣影響等特點(diǎn)。3、本發(fā)明可搭載于汽車或直升飛機(jī)上進(jìn)行線路的巡檢。由于紫外檢測的響應(yīng)速度快，在被測檢測裝置與監(jiān)測儀器作為運(yùn)動時(shí)，仍能完成監(jiān)測任務(wù)，不僅大大提高了檢測效率，而且降低了勞動強(qiáng)度。4、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通過被測電暈產(chǎn)生的紫外光輻射進(jìn)行遠(yuǎn)距離非接觸式檢測，檢測過程耗時(shí)短，結(jié)果準(zhǔn)確，不需要計(jì)算機(jī)單獨(dú)處理，能生成報(bào)表數(shù)據(jù)庫，整個(gè)系統(tǒng)操作簡單，攜帶方便。


圖1是本發(fā)明實(shí)施的工作流程示意圖2是本發(fā)明實(shí)施時(shí)用戶操作流程示意圖； 圖3是本發(fā)明中所使用的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施對本發(fā)明作進(jìn)一步說明； 參考圖1，一種基于紫外光子電暈檢測方法，其步驟包括
(1)紫外光傳感器檢測電暈信號通過瞄準(zhǔn)檢測裝置的目鏡，對準(zhǔn)被測電暈放電位置， 獲得放電產(chǎn)生的紫外光信號，通過檢測裝置中主控電路中的放大電路將紫外傳感器輸出的電信號放大并轉(zhuǎn)換為脈沖電壓信號，并實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。(2)脈沖信號處理主控電路中信號處理電路接收脈沖信號，對脈沖信號進(jìn)行整形、濾波處理后，再與脈沖頻率判斷電路連接，通過對脈沖頻率和脈寬進(jìn)行判斷分析。(3)檢測數(shù)據(jù)標(biāo)定通過激光測距儀檢測出檢測對象距離，根據(jù)脈沖強(qiáng)度、觀測距離、溫度、濕度和系數(shù)修正量化，定性定量地對高壓線路檢測裝置進(jìn)行在線分析，對電暈、拔電、火花、微火花等歸類量化，定量確定電暈位置和電暈放電劇烈程度，給出高精度數(shù)字量化的電暈放電指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，輸出識別結(jié)論。(4)檢測數(shù)據(jù)存儲與分析在顯示屏上顯示識別結(jié)果與檢測距離，將檢測數(shù)據(jù)保存到存儲卡中，支持總線接口實(shí)時(shí)動態(tài)輸出，可在檢測裝置上進(jìn)行離線和在線檢測數(shù)據(jù)分析與報(bào)表生成。本發(fā)明的電暈檢測工作流程為啟動檢測裝置，接收到命令后開始初始化設(shè)備；
7設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、門檻閾值等，填寫測試參數(shù)信息，包括觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離，按取消鍵則程序結(jié)束，進(jìn)入下一步驟；設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；通過目鏡瞄準(zhǔn)檢測對象，開始自動測距和聚焦；檢測檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、 門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，根據(jù)檢測到的紫外光傳感器脈沖頻率和幅值的分類統(tǒng)計(jì)方法來對紫外光子高精度數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)電暈強(qiáng)度和類型的量化與判別處理，進(jìn)入數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲；完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)分析打印，生成報(bào)表；檢測裝置關(guān)機(jī)。其中，其中分類統(tǒng)計(jì)方法包括(1)統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi)放電的最大幅值；(2)統(tǒng)計(jì)設(shè)定時(shí)間段內(nèi)超過某個(gè)閾值的放電次數(shù)；(3)計(jì)算并顯示該時(shí)間段內(nèi)放電幅值和檢測距離間的對應(yīng)關(guān)系。所述脈沖電壓信號的脈沖幅值與放電次數(shù)統(tǒng)計(jì)采用軟件峰值保持方法，該方法根據(jù)用戶制定的需分析的時(shí)間段和該時(shí)間段的采樣數(shù)據(jù)，利用計(jì)數(shù)和峰值的依次來回比較，對應(yīng)檢測距離紫外衰減規(guī)律，最后計(jì)算出該時(shí)間段內(nèi)放電幅值和放電強(qiáng)度，對故障程度和放電類型進(jìn)行識別。參考圖2，本發(fā)明工作步驟流程有三種運(yùn)行狀態(tài)，離線數(shù)據(jù)分析、定點(diǎn)檢測和巡線檢測。離線數(shù)據(jù)分析時(shí)，將歷史數(shù)據(jù)調(diào)入后，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果的圖像化顯示，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)分析打印，生成報(bào)表，檢測裝置關(guān)機(jī)。定點(diǎn)檢測時(shí)，啟動檢測裝置，接收到命令后開始軟件初始化，加載硬件；設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、門檻閾值等，填寫測試參數(shù)信息，包括觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離，按取消鍵則程序結(jié)束，進(jìn)入下一步驟；設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；通過目鏡瞄準(zhǔn)檢測對象，開始自動測距和聚焦；檢測檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲；完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)分析打印，生成報(bào)表；檢測裝置關(guān)機(jī)。巡線檢測時(shí)，啟動檢測裝置，接收到命令后開始軟件初始化，加載硬件；設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、門檻閾值等，填寫測試參數(shù)信息，包括觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離，按取消鍵則程序結(jié)束，進(jìn)入下一步驟；設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；通過目鏡瞄準(zhǔn)檢測對象，開始自動測距和聚焦；檢測檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，選定數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲；完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)分析打印，生成報(bào)表；再次進(jìn)行新的檢測對象瞄準(zhǔn)，開始新一輪的檢測和數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)存儲與報(bào)表生成，完成設(shè)定檢測任務(wù)，檢測裝置關(guān)機(jī)。參考圖3，所述的檢測裝置，其結(jié)構(gòu)包括其結(jié)構(gòu)包括殼體1，目鏡2，激光測距模塊3，紫外光學(xué)鏡頭4，紫外光傳感器5，電源轉(zhuǎn)換電路6，主控電路7，電源模塊8，顯示模塊 9，存儲卡10，總線接口 11，電源指示燈12，報(bào)警指示燈13，操作按鍵面板14。殼體1為長方或長筒形，其為塑料或者金屬制成。瞄準(zhǔn)目鏡2安裝在殼體1上方，在一定觀測范圍內(nèi)為自動對焦；激光測距模塊3，放置在殼體1內(nèi)，處于目鏡2同一軸線垂直下方；在殼體1內(nèi)設(shè)置有由激光發(fā)射器及其電路板、激光接收器及其電路板，激光測距數(shù)據(jù)處理集成電路板， 該模塊與信號處理電路相連，對每次檢測距離進(jìn)行分析。紫外光學(xué)鏡頭4，安裝在殼體1前端，放置在激光測距模塊3同一軸線垂直下方，對應(yīng)透射波段為180 ^0nm，在此波段范圍CN 102230952 A
說明書
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具有高于80%的光學(xué)透紫率，透鏡口徑直徑為40 200mm，紫外傳感器5放置在透鏡4的焦點(diǎn)處，其響應(yīng)波段為180 280nm，其敏感探測元安放在光學(xué)鏡頭焦點(diǎn)上，探測器檢測模塊中加入了 RC脈沖驅(qū)動電路來檢測紫外線輻射，采用周期性地減小陽極電壓，使其低于放電維持電壓的方法防止了放電電流的自保持。電源轉(zhuǎn)換電路6，將輸入電壓進(jìn)行DC/DC的轉(zhuǎn)換成紫外光傳感器5工作條件需要的高壓。主控電路7包括放大電路和信號處理電路， 放大電路置于殼體1內(nèi)與紫外光傳感器5脈沖輸出端連接，對紫外傳感器5輸出的電信號放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號，并實(shí)現(xiàn)阻抗匹配；其中信號處理電路，置于殼體1內(nèi)與放大電路輸出端相連，其采用模塊化設(shè)計(jì)，包括脈沖接收電路、脈沖整形電路、數(shù)字濾波電路、脈沖頻率判斷電路、脈沖寬度判斷電路、測距計(jì)算模塊和紫外放電模式識別電路，對脈沖信號進(jìn)行整形、濾波和數(shù)字處理與模式識別。電源模塊8位于殼體1內(nèi)，采用5V或12V鋰電池模組供電；顯示模塊9，位于殼體1側(cè)面與信號處理電路和電源模塊8相連，本發(fā)明的檢測裝置，還包括數(shù)據(jù)存儲器和終端液晶屏，顯示模塊將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果通過前面板界面顯示給用戶， 讓用戶可以直觀地得到觀測距離和放電強(qiáng)度數(shù)據(jù)。存儲卡10，置于殼體1內(nèi)，用于記錄和保存檢測數(shù)據(jù)，支持在線和離線調(diào)用數(shù)據(jù)和分析?？偩€接口 11，置于殼體1后端，支持檢測結(jié)果的USB輸出，該接口另一功能為外接電源接口，為殼體內(nèi)的元器件與電路提供電源。電源指示燈12設(shè)置在殼體1上，當(dāng)探測器工作時(shí)電源指示燈12綠燈亮。報(bào)警指示燈13設(shè)置在殼體1上，當(dāng)有電暈報(bào)警時(shí)報(bào)警指示燈13紅燈亮。操作按鍵面板14，該面板位于殼體顯示屏旁邊，通過面板進(jìn)行設(shè)置和查詢。運(yùn)行于檢測裝置終端的分析軟件由三大模塊組成，數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)管理模塊。為檢查工作提供設(shè)置電暈檢測工作方式和狀態(tài)的界面；提供對紫外傳感器輸出信號的采集功能；提供對原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存和讀取功能；提供對提取出來的離線信息的轉(zhuǎn)存和讀取功能；提供對原始信號和分析后脈沖計(jì)數(shù)、幅值和識別類型的顯示功能； 提供對海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理功能；提供報(bào)表統(tǒng)計(jì)生成與打印功能。分析軟件可以有離線數(shù)據(jù)分析和在線監(jiān)測兩種運(yùn)行狀態(tài)。離線數(shù)據(jù)分析時(shí)，將存儲卡中歷史數(shù)據(jù)調(diào)入后，自動運(yùn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果的圖形化顯示；在線監(jiān)測時(shí)，先進(jìn)行相關(guān)的初始化和硬件測試等操作，然后實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和圖像化顯示，接口支持在線動態(tài)輸出。參見圖1至圖3，在操作按鍵面板14上設(shè)定檢測參數(shù)，通過采用目鏡2對準(zhǔn)檢測對象，電暈放電輻射出紫外光，經(jīng)過紫外光學(xué)鏡頭4的系統(tǒng)后，聚焦到紫外光傳感器5上。電源轉(zhuǎn)換電路6產(chǎn)生一個(gè)脈沖直流高壓加在紫外光傳感器5上使其觸發(fā)工作，紫外光傳感器 5將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。紫外光傳感器5脈沖輸出與主控電路7中的放大電路和信號處理電路連接，經(jīng)脈沖接收電路、脈沖整形電路、數(shù)字濾波電路對脈沖信號進(jìn)行整形、濾波處理后，再與脈沖頻率判斷電路連接，通過對脈沖頻率和脈寬進(jìn)行判斷分析。脈沖的幅值和紫外光的強(qiáng)度成正比，脈沖波形和紫外輻射發(fā)光的方式有關(guān)，紫外光脈沖信號和電暈放電的電脈沖信號有著直接的對應(yīng)關(guān)系，即光脈沖幅值、個(gè)數(shù)和電脈沖幅值、個(gè)數(shù)有著直接的線性關(guān)系，因此光脈沖的脈沖分布和脈沖幅值分布能夠反映放電的發(fā)展趨勢，可以作為檢測的指標(biāo)，通過對這些指標(biāo)的處理和分析，就能夠檢測微弱電暈放電的強(qiáng)弱并判斷對絕緣的危害。通過激光測距模塊3檢測出檢測對象距離，根據(jù)脈沖強(qiáng)度、觀測距離、溫度、濕度和系數(shù)修正量化，定性定量地對高壓線路檢測裝置進(jìn)行在線分析，對電暈、拔電、火花、微火花等歸類量化，輸出識別信號輸出信號接報(bào)警指示燈13進(jìn)行報(bào)警指示，同時(shí)輸出信號在顯示模塊9上顯示出識別結(jié)果與檢測距離，檢測數(shù)據(jù)保存在存儲卡10中，也支持總線接口 11實(shí)時(shí)動態(tài)輸出。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替代和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于包括如下步驟(1)檢測電暈信號通過檢測裝置獲得放電產(chǎn)生的紫外光信號，再將電信號放大并轉(zhuǎn)換為脈沖電壓信號，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配；(2)脈沖信號處理檢測裝置的主控電路中信號處理電路接收脈沖電壓信號，對脈沖電壓信號進(jìn)行整形、濾波處理后，再與脈沖頻率判斷電路連接，通過對脈沖頻率和脈寬進(jìn)行判斷分析；(3)檢測數(shù)據(jù)標(biāo)定通過激光測距儀檢測出檢測對象距離，定性定量地對高壓線路檢測裝置進(jìn)行在線分析，對電暈、拔電、火花、微火花歸類量化，定量確定電暈位置和電暈放電劇烈程度，給出高精度數(shù)字量化的電暈放電指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，輸出識別結(jié)論；(4)檢測數(shù)據(jù)存儲與分析輸出識別結(jié)果與檢測距離，并將檢測數(shù)據(jù)保存到存儲卡中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于上述步驟(1) 中的電信號由檢測裝置中的紫外傳感器輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于上述步驟(3) 中，根據(jù)脈沖強(qiáng)度、觀測距離、溫度、濕度和系數(shù)修正量化對紫外衰減進(jìn)行標(biāo)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述識別結(jié)果與檢測距離能在檢測裝置的顯示屏上顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于在上述步驟 (1)中，通過檢測裝置的目鏡對準(zhǔn)被測電暈放電位置，以獲得放電產(chǎn)生的紫外光信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于操作步驟流程為(1)啟動檢測裝置，檢測裝置接收到命令后開始初始化；(2)設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、門檻閾值，填寫測試參數(shù)信息，按取消鍵則程序結(jié)束；(3)設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；(4)通過檢測裝置瞄準(zhǔn)檢測對象，自動測距和聚焦，檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，進(jìn)入數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；(5)將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述測試參數(shù)信息包括觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于在上述步驟 (3)中，結(jié)合檢測距離，通過檢測到的脈沖頻率和幅值的分類統(tǒng)計(jì)方法對紫外光子高精度數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)電暈強(qiáng)度和類型的量化與判別處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述分類統(tǒng)計(jì)方法包括以下步驟(1)統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi)放電的最大幅值；(2)統(tǒng)計(jì)設(shè)定時(shí)間段內(nèi)超過所設(shè)定閾值的放電次數(shù)；(3)計(jì)算并顯示該時(shí)間段內(nèi)放電幅值和檢測距離間的對應(yīng)關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述脈沖電壓信號的幅值及放電次數(shù)統(tǒng)計(jì)采用軟件峰值保持方法。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述軟件峰值保持方法根據(jù)用戶制定的需分析的時(shí)間段和該時(shí)間段的采樣數(shù)據(jù)，利用計(jì)數(shù)和峰值的依次來回比較，對應(yīng)檢測距離紫外衰減規(guī)律，最后計(jì)算出該時(shí)間段內(nèi)放電幅值和放電強(qiáng)度， 對故障程度和放電類型進(jìn)行識別。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述工作步驟流程有三種運(yùn)行狀態(tài)，該三種運(yùn)行狀態(tài)為離線數(shù)據(jù)分析、定點(diǎn)檢測和巡線檢測。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于離線數(shù)據(jù)分析時(shí)，將歷史數(shù)據(jù)調(diào)入后，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果的圖像化顯示，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)分析打印，生成報(bào)表，檢測裝置關(guān)機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于定點(diǎn)檢測時(shí)(1)啟動檢測裝置，接收到命令后開始軟件初始化，加載硬件；(2)設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、門檻閾值，填寫測試參數(shù)信息，按取消鍵則程序結(jié)束；(3)設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；(4)通過目鏡瞄準(zhǔn)檢測對象，開始自動測距和聚焦，檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；(5)將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述參數(shù)信息包括觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述巡線檢測時(shí)(1)啟動檢測裝置，接收到命令后開始軟件初始化，加載硬件；(2)設(shè)置采樣率、采集的時(shí)間段、緩存大小、門檻閾值等，填寫測試參數(shù)信息，按取消鍵則程序結(jié)束；(3)設(shè)置結(jié)束后，讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，選擇生成的記錄數(shù)據(jù)的存儲路徑；通過目鏡瞄準(zhǔn)檢測對象，開始自動測距和聚焦，檢測裝置開始檢測識別，采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)脈沖信號處理、門檻濾波和峰值保持后，結(jié)合檢測距離，選定數(shù)據(jù)分析標(biāo)定；(4)將識別結(jié)果和檢測距離等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示并存儲；完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)分析打印，生成報(bào)表；(5)再次進(jìn)行新的檢測對象瞄準(zhǔn)，開始新一輪的檢測和數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲及報(bào)表生成，完成設(shè)定檢測任務(wù)，檢測裝置關(guān)機(jī)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種基于紫外光子電暈檢測方法，其特征在于所述測試參數(shù)信息包括觀測地點(diǎn)、觀測單位、測試對象、天氣特征、溫度濕度、觀測人及觀測距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于紫外光子電暈檢測方法，它包括如下步驟(1)檢測電暈信號；(2)脈沖信號處理；(3)檢測數(shù)據(jù)標(biāo)定；(4)檢測數(shù)據(jù)存儲與分析。本發(fā)明是一種操作簡便、測試穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠、并且用戶可以直觀地得到檢測結(jié)果的檢測方法；其實(shí)現(xiàn)了通過被測電暈產(chǎn)生的紫外光輻射進(jìn)行遠(yuǎn)距離非接觸式檢測，檢測過程耗時(shí)短，結(jié)果準(zhǔn)確，不需要計(jì)算機(jī)單獨(dú)處理，能生成報(bào)表數(shù)據(jù)庫，整個(gè)系統(tǒng)操作簡單，攜帶方便。
文檔編號G01R31/12GK102230952SQ20111009670
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者張列平 申請人:成都凱邁科技有限公司