CN112345896A - 手持放电检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手持放电检测系统。该手持放电检测系统包括外壳、限角光筒、滤光片组件、GaN传感器、主控电路和显示屏。外壳一端设置有开口，限角光筒设置在外壳内部，且一端与外壳的开口处相连，限角光筒的另一端依次设置有滤光片组件和GaN传感器，主控电路与GaN传感器相连，显示屏与主控电路相连，在限角光筒视场角度内的光源发出紫外光，通过滤波器组件滤波后射向GaN传感器，GaN传感器将收到的信号传输到主控电路，由主控电路将该信号转换成数字信号并在显示屏上进行显示。本发明通过设置限角光筒限制了视场角度外的光线穿过限角光筒，同时设置滤光片组件，减少了待检测区域背景光的影响，提升了检测的准确度。

Description

手持放电检测系统

技术领域

本发明涉及输电设备检测领域，特别是涉及一种手持放电检测系统。

背景技术

随着电力系统的电网规模的不断扩大、电力负荷要求的不断提高，电力系统中使用的各种类型的高压设备出现损坏的概率也不断增加，相应对预防性维护的要求也不断提高。输供电线路和变电站配电等设备在大气环境下工作，在某些情况下随着绝缘性能的降低和结构缺陷会出现表面局部放电现象，如何对高压设备的局部放电检测已经成为了一个亟待解决的问题。

现有技术通常是采用紫外成像仪对局部放电现象过程中产生的紫外线进行检测，但是紫外成像仪在实际检测过程中容易受到目标检测区域外的背景光干扰，对检测结果产生误差。

发明内容

基于此，有必要针对于上述技术问题，提供一种在实际检测过程减少目标检测区域外的背景光影响的手持放电检测系统。

一种手持放电检测系统，包括：

外壳，外壳一端设置有开口；

外壳内设置有限角光筒，限角光筒的一端设置于外壳的开口处，限角光筒的另一端处依次设置有滤光片组件和GaN传感器，滤光片组件和GaN传感器均设置于限角光筒的光轴上；

主控电路，与GaN传感器连接，用于将GaN传感器采集到的电信号处理为数字信号；

显示屏，与主控电路连接，用于将数字信号进行显示。

在其中一个实施例中，外壳包括手持部。

在其中一个实施例中，手持放电检测系统还包括：

瞄准镜，瞄准镜设置于外壳外侧，用于对限角光筒的视场角度内的区域进行瞄准。

外壳外侧设置瞄准镜，使用者可以通过瞄准镜直观的看到限角光筒视场角度范围内的区域，保证了待检测的区域能够在手电放电检测系统的限角范围之内，实现精准检测。同时，瞄准镜可以进行拆卸更换，使用方便，并且连接简单。

在其中一个实施例中，瞄准镜的光轴与限角光筒的光轴平行，且瞄准镜的光轴与限角光筒的光轴的轴间距小于50mm。

在其中一个实施例中，限角光筒呈圆台型，用于限制限角光筒的视场角度外的光线穿过限角光筒。

在其中一个实施例中，滤光片组件包括第一滤光片和第二滤光片，第一滤光片和第二滤光片的中心波长、带宽、透光率和材料相同。

在其中一个实施例中，第一滤光片和第二滤光片为中心波长260nm，带宽20nm，透光率为10^-4的两个真空干涉镀膜滤光片。

在其中一个实施例中，手持放电检测系统还包括：

电源控制电路，电源控制电路设置于外壳内部，用于给主控电路和显示屏进行供电。

在其中一个实施例中，电源控制电路包括电池槽，电池槽连接有USB充电接口。

在其中一个实施例中，USB充电接口与电池槽之间设置有充电保护模块。

USB充电接口与电池槽之间还连接有充电保护模块。电池槽内包括了被充电的锂电池，充电保护模块可以实现充电控制，还可以防止电池过电压和过流保护，对电池具有良好的保护作用。通过电池槽内的充电电池为整个装置提供电力。

在本申请实施例提供的手持放电检测系统，将装置集成到手持外壳内，整个手持放电检测系统体积小，在巡检过程中方便携带；

通过设置限角光筒限制了限角光筒视场角度外的光线穿过限角光筒，待检测区域能够全部落入到视场角度内，实现了精准定位，确保了通过滤光片组件的光线都是由待检测区域的光源所发出的，减少了非检测区域的光源影响；并且设置滤光片组件对光源进行滤除，能够有效的抑制太阳背景光，提升检测的准确度。

附图说明

图1为本申请手持放电检测系统的结构示意图；

图2为本申请一个实施例中限角光筒的结构示意图；

图3为本申请一个实施例中电源控制电路的示意图；

附图标记：1-外壳、2-限角光筒、3-滤光片组件、4-GaN传感器、5-主控电路、6-显示屏、7-瞄准镜、8-电源控制电路、9-限角光筒光轴、10-瞄准镜光轴。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请提供一种手持放电检测系统，如图1所示，手持放电检测系统可以包括：

外壳1，外壳1一端设置有开口；

外壳1内设置有限角光筒2，限角光筒2为中空圆台型限角光筒，光线可以由限角光筒2的一端由内部直射穿过，从另一端穿出，其中中空圆台型限角光筒2的一端为外径为a的圆环，另一端为外径为b的圆环，a＞b。限角光筒2的内壁设置有吸光材料，由于限角光筒2内壁的吸光材料限制了光的反射，确保了限角光筒2内侧的光线无法发生反射，限角光筒2用于保证限角光筒2一侧一定视场角度内的光源发出的光直射穿过限角光筒2，限制了视场角度外的光源对直射光线的影响。

限角光筒2的视场角度具体是指中空圆台型限角光筒的母线与轴的夹角的两倍，即限角光筒2视场角度内的区域的光源可以直射穿过限角光筒2。

具体地，如图2所示，限角光筒2的视场角根据公式(1)得到：

其中，a为限角光筒一端外径，b为限角光筒另一端外径，L为限角光筒的高度。

在实际使用过程中，通过测量限角光筒2的两端的外径和高度就可以得到限角光筒的视场角，在需要对绝缘设备的局部放电区域进行检测时，使用者可以通过改变与待检测区域的相对距离确保待检测区域(绝缘设备的局部放电区域)能够被限角光筒2的视场角范围所覆盖，保证了直射进限角光筒2的光线都是来自于待检测区域的光源所发出的，有效减少了非检测区域的光源的影响，比如通过设置限角光筒2避免了类似于太阳光等视场角外的光源对于检测的影响。

限角光筒2外径为a的圆环一端设置于外壳1的开口处，限角光筒2外径为b的圆环一端处依次设置有滤光片组件3和GaN传感器4(氮化镓传感器)，滤光片组件3和GaN传感器4均设置于限角光筒的光轴9上，保证了外壳1的开口处的光线可以通过限角光筒2直射到滤光片组件3和GaN传感器4。

由于绝缘设备产生局部放电现象主要是紫外光，滤光片组件3用于衰减穿过滤光片组件3的可见光，保证穿过组件的光主要为局部放电所产生的紫外光。滤光片组件3可以包括多个滤光片，通过设置多个滤光片可以更好的抑制穿过的可见光，在本申请实施例中，滤光片组件3可以包括中心波长、带宽、透光率和材料都相同的第一滤光片和第二滤光片，具体的第一滤光片和第二滤光片为中心波长260nm，带宽20nm，透光率为10^-4的两个真空干涉镀膜滤光片，第一滤光片和第二滤光片的透过率均为10^-4，穿过限角光筒2的光线依次通过第一滤光片和第二滤光片相当于通过透光率为10^-8的滤光片，抑制了待检测区域内可见光对检测的影响。

在本申请实施例中采用GaN传感器可以有效对紫外光进行检测，GaN传感器4用于对通过滤光片组件3的紫外光进行探测，并将探测到的紫外光以电信号的形式输入至主控电路5进行处理。主控电路5，与GaN传感器4连接，用于将GaN传感器4采集到的电信号处理为数字信号，主控电路5包括了信号放大器和A/D转换器，放大器用于将GaN传感器4探测到的电信号进行放大，放大器具体为同相比例放大器，经过放大后的电信号传输到A/D转换器当中将探测到的电信号转换为数字信号，并将数字信号传输至显示器6上进行显示

显示屏6，与主控电路5连接，显示器6可以采用液晶显示屏，用于将数字信号进行显示，该数字信号指代了检测区域放电的紫外光强数，即检测区域所放电的强度大小，可以根据实际情况对数字的大小进行判断，当数字大于预设的阈值时即可以认定当前检测区域存在局部放电现象。

在本申请的可选实施例中，外壳1为包括了手持部的手枪型外壳，手持部分设计有防滑纹，方便握持，设计合理，在巡检过程中便于携带和进行检测，在手枪型外壳的枪口一端设置有开口。

在本申请一个实施例中，外壳1外侧设置卡接槽，瞄准镜7设置有与卡接槽适配的卡块，瞄准镜7通过卡块卡接在外壳1的卡接槽内。采用卡块和卡接槽的连接方式，瞄准镜7可以进行拆卸更换，使用方便，并且连接简单。

瞄准镜的光轴10和限角光筒的光轴9平行，瞄准镜的光轴10与限角光筒的光轴9的轴间距小于50mm，用于对所述限角光筒2的视场角度内的区域进行瞄准，因为瞄准镜的光轴10和限角光筒的光轴9相互平行，并且两个光轴间距小于50mm，相对于待测区域的直径尺寸是微不足道的，定位误差可以忽略。使用者可以通过瞄准镜7直观的看到限角光筒2视场角度范围内的区域，保证了待检测的区域能够在手电放电检测系统的限角范围之内，并且限角范围外的光源发出的光被限角光筒2进行限制，有效隔离了限角范围外的光源对检测过程的影响。

在本申请实施例中，手持放电检测系统包括：电源控制电路8，电源控制电路8设置于外壳内部，用于给主控电路5和显示屏6进行供电。电源控制控制电路8包括电池槽，电池槽连接有USB充电接口，USB充电接口与电池槽之间还连接有充电保护模块。电池槽内包括了被充电的锂电池，充电保护模块可以实现充电控制，还可以防止电池过电压和过流保护，对电池具有良好的保护作用。通过电池槽内的充电电池为整个装置提供电力。

在本申请实施例中，提供一种手持放电检测系统的使用方法：

将外壳1开口端对准待测区域；

若待测区域发生局部放电，则局部放电发出的紫外光线经过限角光筒2照射到滤光片组件3上；

滤光片组件3滤除了紫外光中的可见光，经滤除后的紫外光到达GaN传感器4得到紫外信号，GaN传感器4将接收到的紫外信号输入至主控电路5进行处理；

主控电路5将接收到的紫外信号进行放大，将该紫外信号由电信号转换为数字信号，并将该数字信号通过显示屏6进行显示，操作者可以通过显示屏6上的数字大小可以直观了解到待测区域发生局部放电的大小情况。

在本申请一个实施例中，在进行放电检测前，将预先选定好的瞄准镜7通过卡块卡接在外壳1的卡接槽内；

操作者通过瞄准镜7可以直观的看到外壳开口端所对准的区域，确保在进行局部放电检测时，待测区域能够全部落入限角光筒2的视场角内。

在本申请另一个实施例中，当不需要进行放电检测时，可以通过USB充电接口与外界电源相连，通过USB充电接口以及充电保护模块给电池槽中的锂电池进行充电。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种手持放电检测系统，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳一端设置有开口；

所述外壳内设置有限角光筒，所述限角光筒的一端设置于所述外壳的开口处，所述限角光筒的另一端处依次设置有滤光片组件和GaN传感器，所述滤光片组件和GaN传感器均设置于所述限角光筒的光轴上；

主控电路，与所述GaN传感器连接，用于将所述GaN传感器采集到的电信号处理为数字信号；

显示屏，与所述主控电路连接，用于将所述数字信号进行显示。

2.根据权利要求1所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述外壳包括手持部。

3.根据权利要求1所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述手持放电检测系统还包括：

瞄准镜，所述瞄准镜设置于所述外壳外侧，用于对所述限角光筒的视场角度内的区域进行瞄准。

4.根据权利要求2所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述瞄准镜的光轴与所述限角光筒的光轴平行，且所述瞄准镜的光轴与所述限角光筒的光轴的轴间距小于50mm。

5.根据权利要求1所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述限角光筒呈圆台型，用于限制所述限角光筒的视场角度外的光线穿过所述限角光筒。

6.根据权利要求1所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述滤光片组件包括第一滤光片和第二滤光片，所述第一滤光片和第二滤光片的中心波长、带宽、透光率和材料相同。

7.根据权利要求6所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述第一滤光片和第二滤光片为中心波长260nm，带宽20nm，透光率为10^-4的两个真空干涉镀膜滤光片。

8.根据权利要求1所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述手持放电检测系统还包括：

电源控制电路，所述电源控制电路设置于所述外壳内部，用于给所述主控电路和所述显示屏进行供电。

9.根据权利要求8所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述电源控制电路包括电池槽，所述电池槽连接有USB充电接口。

10.根据权利要求9所述的手持放电检测系统，其特征在于，所述USB充电接口与所述电池槽之间设置有充电保护模块。

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