CN203519771U - 一种高压开关局部放电在线检测定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高压开关局部放电在线检测定位系统，其特征在于：包括紫外线传感模块、摄像模块和处理器；所述紫外线传感模块的输出端与摄像模块的输入端信号连接，摄像模块的输出端与处理器的输入端信号连接。该系统采用紫外光脉冲检测和图像定位，可及时发现高压开关设备内的局部放电现象，并可对放电源进行精确定位，抗干扰能力强，检测准确性高，定位精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压开关在线检测系统技术领域，更具体地说，涉及一种高压开关局部放电在线检测定位系统。
背景技术
电力事业的发展越来越快，对电力系统中变电站、输电线路以及发电厂中的电力设备的长期安全运行要求也就越来越高，为了防止重大意外事故的发生，对电力设备进行状态监测和故障诊断就显得非常重要。
在高压开关设备中，绝缘材料会受到高温、高压、油污、化学物质、振动等各方面的作用，绝缘性能不断恶化，将产生局部放电现象，局部放电又将加剧绝缘材料的绝缘恶化，对电力系统安全运行造成重大影响的现状。因此要及时发现设备内部所存在的绝缘缺陷，预防潜伏性和突发性事故的发生。
局部放电过程中会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光、气体生成物等现象，并产生能量损耗引起局部过热。根据这些物理现象相应地出现了脉冲电流法、射频检测法、特高频法、超声波法、气相色谱法等多种检测方法。这些方法虽然对于检测局部放电是有效的，但由于局部放电的机理复杂，而且放电的强度不稳定，因此难以对放电源进行定位。因此，应设计出一种高压开关局部放电检测定位系统，可及时发现高压开关设备内的局部放电现象，并可对放电源进行精确定位。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种高压开关局部放电在线检测定位系统，该系统采用紫外光脉冲检测和图像定位，可及时发现高压开关设备内的局部放电现象，并可对放电源进行精确定位，抗干扰能力强，检测准确性高，定位精度高。
为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种高压开关局部放电在线检测定位系统，其特征在于：包括紫外线传感模块、摄像模块和处理器；所述紫外线传感模块的输出端与摄像模块的输入端信号连接，摄像模块的输出端与处理器的输入端信号连接。紫外线传感模块用于检测高压开关设备内发生局部放电时所发出的紫外线；当检测到紫外线时，紫外线传感模块马上向摄像模块发送信号，摄像模块进行拍照获取实时的局部放电图像；图像数据发送到处理器中进行储存和处理，处理器可获得放电源在图像中的位置。本实用新型系统采用光脉冲检测和图像定位，定位精度高。
所述摄像模块包括分别用于获取高压开关设备内三维图像的摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三；所述摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三的输入端分别与紫外线传感模块的输出端信号连接，输出端分别与处理器的输入端信号连接。摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三可拍摄高压开关设备内三维图像；处理器融合这三幅图像的位置，可更准确地获得放电源的具体位置。
所述紫外线传感模块包括传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三，传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三分别与摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三信号连接。
所述摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三是指具有高速连拍能力的摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三；所述高速连拍能力是指，每秒连拍次数≥500。具有高速连拍能力的摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三，可提高系统对放电源的定位精度。
所述传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三是指将波长范围≤280nm的紫外线作为检测对象的传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三。本实用新型系统的紫外线传感模块检测波长范围≤280nm的紫外线，而对其他频谱不反应，可去除可见光的干扰，提高局部放电检测的准确性。
所述处理器采用DSP微处理器。DSP微处理器具有强大的运算能力和存储空间，可进行3路以上高清图像的同步采集和处理。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：
1、本实用新型系统对局部放电的检测和定位方案进行了创新，采用光脉冲检测和图像定位，对放电源的定位精度高；操作人员可以及时发现局部放电故障，精确地对设备进行维修，减少了维修费用，节约了维修时间；
2、本实用新型系统采用三个摄像子模块获取高压开关设备内的三维图像，可更准确地获得放电源的具体位置；
3、本实用新型系统的紫外线传感模块检测波长范围≤280nm的紫外线，可去除可见光的干扰，提高局部放电检测的准确性；
4、本实用新型系统结构简单、使用方便、能抗电磁干扰。
附图说明
图1是本实用新型系统的组成框图；
图2是本实用新型系统在高压开关设备上的安装示意图；
其中，1为传感子模块一、2为传感子模块二、3为传感子模块三、4为摄像子模块一、5为摄像子模块二、6为摄像子模块三。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例
本实用新型高压开关局部放电在线检测定位系统，其组成框图如图1所示，包括紫外线传感模块、摄像模块和处理器。紫外线传感模块的输出端与摄像模块的输入端信号连接，摄像模块的输出端与处理器的输入端信号连接。
本实用新型系统的工作原理是：紫外线传感模块用于检测高压开关设备内发生局部放电时所发出的紫外线；通过光谱分析发现，高压开关设备局部放电辐射出的光谱包括紫外光、可见光、红外光三个谱段。因此，对紫外线的检测，可以用来作为判断高压开关设备局部放电的依据。当检测到紫外线时，紫外线传感模块马上向摄像模块发送信号，摄像模块进行拍照获取实时的局部放电图像；图像数据发送到处理器中进行储存和处理；处理器实时计算出放电源在图像中的像素位置，根据像素位置，乘以每个像素的标称值，从而可以计算出放电源的实际坐标值；其中，标称值是在实际的图像中每个像素所代表的实际距离；因此本实用新型系统可实现局部放电现象的在线检测和定位。本实用新型系统采用光脉冲检测和图像定位，定位精度高。操作人员可以及时发现局部放电故障，精确地对设备进行维修，不仅减少了维修费用，还最大限度地节约了维修时间。
为更好地对放电源进行定位，紫外线传感模块包括传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三。摄像模块包括分别用于获取高压开关设备内三维图像的摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三。传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三的输出端分别与摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三的输入端信号连接。摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三的输出端与处理器的输入端信号连接。摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三分别安装在高压开关设备内的正面、侧面和顶面，如图2所示，可拍摄高压开关设备内正视、侧视和俯视的图像；处理器融合这三幅图像中放电源的像素位置，可以得出放电源的三维坐标，可更准确地获得放电源的具体位置。
传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三是指将波长范围≤280nm的紫外线作为检测对象的传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三。紫外线的波长范围是10～400nm，太阳光中也含紫外线，但太阳光中紫外线的波长大于280nm，低于280nm的波长区间称为太阳盲区；经研究，高压开关设备放电产生的大部分紫外线的波长在280nm～400nm区域内，也有小部分紫外线波长在230～280nm；本实用新型系统的紫外线传感模块检测波长范围≤280nm的紫外线，而对其他频谱不反应，可去除可见光的干扰，提高局部放电检测的准确性。
摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三是指具有高速连拍能力的摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三；高速连拍能力是指，每秒连拍次数≥500。具有高速连拍能力的摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三，可提高系统对放电源的定位精度。
处理器采用DSP微处理器。DSP微处理器具有强大的运算能力和存储空间，可进行3路以上高清图像同步采集和处理。
系统还包括通信模块，通信模块与处理器的输出端信号连接，可实现高压开关设备局部放电状态的远程测控。通信模块设有IEC61850通信接口、CAN总线接口、RS485/RS232、WIFI和Zigbee中至少一项的通信接口。其中，CAN总线接口和RS485/RS232接口支持Modbus协议。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高压开关局部放电在线检测定位系统，其特征在于：包括紫外线传感模块、摄像模块和处理器；所述紫外线传感模块的输出端与摄像模块的输入端信号连接，摄像模块的输出端与处理器的输入端信号连接。
2.根据权利要求1所述的高压开关局部放电在线检测定位系统，其特征在于：所述摄像模块包括分别用于获取高压开关设备内三维图像的摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三；所述摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三的输入端分别与紫外线传感模块的输出端信号连接，输出端分别与处理器的输入端信号连接。
3.根据权利要求2所述的高压开关局部放电在线检测定位系统，其特征在于：所述紫外线传感模块包括传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三，传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三分别与摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三信号连接。
4.根据权利要求2所述的高压开关局部放电在线检测定位系统，其特征在于：所述摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三是指具有高速连拍能力的摄像子模块一、摄像子模块二和摄像子模块三；所述高速连拍能力是指，每秒连拍次数≥500。
5.根据权利要求3所述的高压开关局部放电在线检测定位系统，其特征在于：所述传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三是指将波长范围≤280nm的紫外线作为检测对象的传感子模块一、传感子模块二和传感子模块三。
6.根据权利要求1所述的高压开关局部放电在线检测定位系统，其特征在于：所述处理器采用DSP微处理器。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104133164A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-11-05 | 国家电网公司 | 空间局部放电定位中的可视投影方法 |
| CN105606964A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-05-25 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种可同步现场冲击电压下光的电测量系统 |
| CN110324584A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-11 | 广东电网有限责任公司 | 一种快速锁定变位设备的监控装置 |
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2013
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