CN111596180A - 一种电晕放电成像监测装置 - Google Patents

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韦敏
岑洪锴
柳强
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Abstract

本发明公开了一种电晕放电成像监测装置，包括外壳、主控模块、输入模块、成像模组和图像显示模块，成像模组位于外壳内，输入模块和图像显示模块分别安装在外壳外侧壁上，主控模块分别与输入模块、成像模组和图像显示模块连接，成像模组包括宽谱CCD和镜头，宽谱CCD固定在外壳上，镜头安装在宽谱CCD上且两者位于同一光轴上，外壳上开设与正对镜头的开口，电晕放电成像监测装置还包括紫外滤光片、可见光滤光片和切换机构，切换机构与主控模块连接，切换机构用于切换紫外滤光片和可见光滤光片的位置，使紫外滤光片与镜头的光轴重合或者可见光滤光片与镜头的光轴重合；优点是监测精度较高，不会出现误报。

Description

一种电晕放电成像监测装置
技术领域
本发明涉及一种监测装置，尤其是涉及一种电晕放电成像监测装置。
背景技术
随着变电站和输电站的增加及高铁的迅速发展，电网中的高压设备及输电线路在长期的电、热、机械和环境等因素的作用下，绝缘性能会逐渐降低。当高压设备及输电线路的绝缘性能降低到一定程度后，将产生电晕放电的现象，此时将会严重影响电网运行的安全性。为了提高电网运行的安全性，需要对高压设备及输电线路的绝缘性能进行监测。
目前，可用于监测电晕放电过程的各种技术中，光学方法因其灵敏度高、响应速度快、分辨率和抗干扰能力好得到了广泛的应用。现有的电晕放电成像监测装置基于紫外成像技术进行设计，主要包括外壳、分光镜、成像模组、预存有图像处理程序的主控模块和图像显示模块，成像模组、主控模块和图像显示模块位于外壳内，成像模组包括紫外光成像单元和可见光成像单元，紫外光成像单元和可见光成像单元分别包括相机和镜头，当待测点出现电晕放电现象时，待测点产生由紫外光信号和可见光信号组成的光信号，分光镜将来自待测点的光信号分离为紫外光信号和可见光信号这两路信号，其中紫外光信号透过紫外光成像单元中的镜头投射在紫外光成像单元的相机上，紫外光成像单元的相机将拍摄的紫外光图像信号发送给主控模块，可见光信号透过可见光成像单元中的镜头投射在可见光成像单元的相机上，可见光成像单元的相机将拍摄的可见光图像信号发送给主控模块，主控模块对紫外光图像信号和可见光图像信号分别进行图像信号处理后再进行图像信号合成，从而确定了待测点电晕放电位置并将标定电晕放电位置的图像输出至图像显示模块进行显示，由此实现对电晕放电的监测。
但是，上述电晕放电成像监测装置对电晕放电进行监测时，需要采用分光镜对来自待测点的光信号进行反射和透射，其中发射后得到紫外光信号，透射后得到可见光信号，由于光线反射时会发生反射角偏移，从而使反射光线形成边缘光线，不能确保所有反射光全部落入紫外光成像单元的镜头视场的中心面上，从而导致相机拍摄的紫外光图像和与实际图像存在偏差，最终导致主控模块确定的电晕放电位置出错，形成误报。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种监测精度较高，不会出现误报的电晕放电成像监测装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电晕放电成像监测装置，包括外壳、预存有图像处理程序的主控模块、用于输入指令的输入模块、成像模组和图像显示模块，所述的成像模组位于所述的外壳内，所述的输入模块和所述的图像显示模块分别安装在所述的外壳外侧壁上，所述的主控模块分别与所述的输入模块、所述的成像模组和所述的图像显示模块连接，所述的成像模组包括宽谱CCD和镜头，所述的宽谱CCD固定在所述的外壳上，所述的镜头安装在所述的宽谱CCD上且两者位于同一光轴上，所述的外壳上开设与正对所述的镜头的开口，所述的电晕放电成像监测装置还包括紫外滤光片、可见光滤光片和切换机构，所述的切换机构与所述的主控模块连接，所述的切换机构用于切换所述的紫外滤光片和所述的可见光滤光片的位置，使所述的紫外滤光片与所述的镜头的光轴重合或者所述的可见光滤光片与所述的镜头的光轴重合，当所述的紫外滤光片与所述的镜头的光轴重合时，来自待测点的光信号照射到所述的紫外滤光片上后，光信号中的可见光信号被滤除，紫外光信号从所述的紫外滤光片透过所述镜头投射在所述的宽谱CCD上，所述的宽谱CCD将拍摄的紫外图像信号发送给所述的主控模块，当所述的可见光滤光片与所述的镜头的光轴重合时，来自待测点的光信号照射到所述的可见光滤光片上后，光信号中的紫外光信号被滤除，可见光信号从所述的可见光滤光片透过所述镜头投射到所述的宽谱CCD上，所述的宽谱CCD将拍摄的可见光图像发送给所述的主控模块。
所述的切换机构包括步进马达、步进马达控制器、联轴器、转轴和转轮、所述的步进马达、所述的步进马达控制器和所述的联轴器位于所述的外壳内，所述的转轮位于所述的外壳外，所述的步进马达控制器分别与所述的主控模块和所述的步进马达连接，所述转轴的一端通过所述的联轴器安装在所述的步进马达的输出轴上，所述的转轮固定在所述的转轴的另一端上，所述的紫外滤光片和所述的可见光滤光片分别安装在所述的转轮上，所述转轮的中心轴与所述的镜头的光轴平行，所述的步进马达控制器用于在所述的主控模块控制下驱动下所述的步进马达转动，使所述的转轮转动至所述的紫外滤光片与所述的镜头的光轴重合或者所述的可见光滤光片与所述的镜头的光轴重合。
所述的紫外滤光片透过波长落在240-280nm范围内，所述的可见光滤光片透过波长落在400-700nm范围内。
所述的成像模组还包括用于调整所述的镜头焦距的对焦马达，所述的对焦马达与所述的主控模块连接。
所述的镜头为宽谱光学镜头，口径为30-50nm。
所述的紫外滤光片为圆形片状，直径为55nm，厚度为2nm，所述的可见光滤光片也为圆形片状，直径为55nm，厚度为2nm。
所述的输入模块用于输入开机指令、关机指令、紫外成像指令、可见光成像指令、图像合成指令及历史图像回放指令以及对焦指令。
所述的宽谱CCD的响应波长为200-1000nm。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过宽谱CCD和镜头构成成像模组，宽谱CCD固定在外壳上，镜头安装在宽谱CCD上且两者位于同一光轴上，外壳上开设与正对镜头的开口，电晕放电成像监测装置还包括紫外滤光片、可见光滤光片和切换机构，切换机构与主控模块连接，切换机构用于切换紫外滤光片和可见光滤光片的位置，使紫外滤光片与镜头的光轴重合或者可见光滤光片与镜头的光轴重合，当紫外滤光片与镜头的光轴重合时，来自待测点的光信号照射到紫外滤光片上后，光信号中的可见光信号被滤除，紫外光信号从紫外滤光片透过镜头投射到宽普CCD上，宽谱CCD将拍摄的紫外图像信号发送给主控模块，当可见光滤光片与镜头的光轴重合时，来自待测点的光信号照射到可见光滤光片上后，光信号中的紫外光信号被滤除，可见光信号从可见光滤光片透过镜头投射到宽谱CCD上，宽谱CCD将拍摄的可见光图像信号发送给主控模块，由此本发明中，待测点的光信号中的紫外光信号通过紫外滤光片透射到镜头上，待测点的光信号中的可见光信号通过可见光滤光片透射后到镜头上，不存在边缘光线，可以确保所有透射的紫外光信号和可见光信号全部落入镜头视场的中心面上，从而宽谱CCD拍摄的紫外图像和可见光图像与实际图像相比较，不存在偏差，主控模块确定的电晕放电位置准确，监测精度较高，不会出现误报。
附图说明
图1为本发明的电晕放电成像监测装置的结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：如图1所示，一种电晕放电成像监测装置，包括外壳1、预存有图像处理程序的主控模块2、用于输入指令的输入模块3、成像模组4和图像显示模块5，成像模组4位于外壳1内，输入模块3和图像显示模块5分别安装在外壳1外侧壁上，主控模块2分别与输入模块3、成像模组4和图像显示模块5连接，成像模组4包括宽谱CCD6和镜头7，宽谱CCD6固定在外壳1上，镜头7安装在宽谱CCD6上且两者位于同一光轴上，外壳1上开设与正对镜头7的开口8，电晕放电成像监测装置还包括紫外滤光片9、可见光滤光片10和切换机构，切换机构与主控模块2连接，切换机构用于切换紫外滤光片9和可见光滤光片10的位置，使紫外滤光片9与镜头7的光轴重合或者可见光滤光片10与镜头7的光轴重合，当紫外滤光片9与镜头7的光轴重合时，来自待测点的光信号照射到紫外滤光片9上后，光信号中的可见光信号被滤除，紫外光信号从紫外滤光片9透过镜头7镜头投射到宽普CCD6上，宽谱CCD6拍摄紫外图像信号发送给主控模块2，当可见光滤光片10与镜头7的光轴重合时，来自待测点的光信号照射到可见光滤光片10上后，光信号中的紫外光信号被滤除，可见光信号从可见光滤光片10透过镜头7上投射到宽普CCD6上，宽谱CCD6拍摄可见光图像信号发送给主控模块2。
本实施例中，切换机构包括步进马达11、步进马达控制器12、联轴器13、转轴14和转轮15、步进马达11、步进马达控制器12和联轴器13位于外壳1内，转轮15位于外壳1外，步进马达控制器12分别与主控模块2和步进马达11连接，所述转轴14的一端通过联轴器13安装在步进马达11的输出轴上，转轮15固定在转轴14的另一端上，紫外滤光片9和可见光滤光片10分别安装在转轮15上，转轮15的中心轴与镜头7的光轴平行，步进马达控制器12用于在主控模块2控制下驱动下步进马达11转动，使转轮15转动至紫外滤光片9与镜头7的光轴重合或者可见光滤光片10与镜头7的光轴重合。
本实施例中，紫外滤光片9透过波长落在240-280nm范围内，可见光滤光片10透过波长落在400-700nm范围内。
本实施例中，成像模组4还包括用于调整镜头7焦距的对焦马达16，对焦马达16与主控模块2连接。
本实施例中，镜头7为宽谱光学镜头7，口径为30-50nm。
本实施例中，紫外滤光片9为圆形片状，直径为55nm，厚度为2nm，可见光滤光片10也为圆形片状，直径为55nm，厚度为2nm。
本实施例中，输入模块3用于输入开机指令、关机指令、紫外成像指令、可见光成像指令、图像合成指令及历史图像回放指令以及对焦指令。
本实施例中，宽谱CCD6的响应波长为200-1000nm。

Claims (8)

1.一种电晕放电成像监测装置，包括外壳、预存有图像处理程序的主控模块、用于输入指令的输入模块、成像模组和图像显示模块，所述的成像模组位于所述的外壳内，所述的输入模块和所述的图像显示模块分别安装在所述的外壳外侧壁上，所述的主控模块分别与所述的输入模块、所述的成像模组和所述的图像显示模块连接，其特征在于所述的成像模组包括宽谱CCD和镜头，所述的宽谱CCD固定在所述的外壳上，所述的镜头安装在所述的宽谱CCD上且两者位于同一光轴上，所述的外壳上开设与正对所述的镜头的开口，所述的电晕放电成像监测装置还包括紫外滤光片、可见光滤光片和切换机构，所述的切换机构与所述的主控模块连接，所述的切换机构用于切换所述的紫外滤光片和所述的可见光滤光片的位置，使所述的紫外滤光片与所述的镜头的光轴重合或者所述的可见光滤光片与所述的镜头的光轴重合，当所述的紫外滤光片与所述的镜头的光轴重合时，来自待测点的光信号照射到所述的紫外滤光片上后，光信号中的可见光信号被滤除，紫外光信号从所述的紫外滤光片透过所述镜头投射到所述的宽谱CCD，所述宽谱CCD将拍摄的紫外图像信号发送给所述的主控模块，当所述的可见光滤光片与所述的镜头的光轴重合时，来自待测点的光信号照射到所述的可见光滤光片上后，光信号中的紫外光信号被滤除，可见光信号从所述的可见光滤光片透过所述镜头投射到所述的宽谱CCD，所述宽普CCD将拍摄的可见光图像发送给所述的主控模块。
2.根据权利要求1所述的一种电晕放电成像监测装置，其特征在于所述的切换机构包括步进马达、步进马达控制器、联轴器、转轴和转轮、所述的步进马达、所述的步进马达控制器和所述的联轴器位于所述的外壳内，所述的转轮位于所述的外壳外，所述的步进马达控制器分别与所述的主控模块和所述的步进马达连接，所述转轴的一端通过所述的联轴器安装在所述的步进马达的输出轴上，所述的转轮固定在所述的转轴的另一端上，所述的紫外滤光片和所述的可见光滤光片分别安装在所述的转轮上，所述转轮的中心轴与所述的镜头的光轴平行，所述的步进马达控制器用于在所述的主控模块控制下驱动下所述的步进马达转动，使所述的转轮转动至所述的紫外滤光片与所述的镜头的光轴重合或者所述的可见光滤光片与所述的镜头的光轴重合。
3.根据权利要求1所述的一种电晕放电成像监测装置，其特征在于所述的紫外滤光片的透过波长落在240-280nm范围内，所述的可见光滤光片透过波长落在400-700nm范围内。
4.根据权利要求1所述的一种电晕放电成像监测装置，其特征在于所述的成像模组还包括用于调整所述的镜头焦距的对焦马达，所述的对焦马达与所述的主控模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种电晕放电成像监测装置，其特征在于所述的镜头为宽谱光学镜头，口径为30-50nm。
6.根据权利要求1所述的一种电晕放电成像监测装置，其特征在于所述的紫外滤光片为圆形片状，直径为55nm，厚度为2nm，所述的可见光滤光片也为圆形片状，直径为55nm，厚度为2nm。
7.根据权利要求1所述的一种电晕放电成像监测装置，其特征在于所述的输入模块用于输入开机指令、关机指令、紫外成像指令、可见光成像指令、图像合成指令及历史图像回放指令以及对焦指令。
8.根据权利要求1所述的一种电晕放电成像监测装置，其特征在于所述的宽谱CCD的响应波长为200-1000nm。
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