[发明专利]一种高电压设备绝缘状态监测分析系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备检测领域，具体涉及基于紫外线检测的一种高电压设备绝缘状态监测分析系统及其方法。

背景技术

随着晋东南—南阳—荆门1000kV交流特高压输变电工程以及四川向家坝—上海±800kV直流特高压输电工程等特高压输电工程的不断投入运行，以及“西电东送、南北互供、全国联网”工程的不断推进，我国电网将成为世界上最先进的复杂电网，中国电力将步入了大电网、大设备、高参数、特高压和自动化、信息化的新阶段。到2020年可初步形成以三峡电网为中心的全国统一的大区互联电网，实现合理电力能源格局，并逐步形成范围广大的亚洲东部联合电网。为保障这一复杂电网长期稳定运行，必须首先确保各种高电压设备的安全可靠。需要一系列可靠、先进的试验技术手段对高压电气设备进行测试、监控，才能保障高压电气设备安全、可靠、经济、稳定地运行。

对于在大气条件下工作的高压电气设备，往往不可能完全排除电晕和表面局部放电的产生。高压输变电设备在设计、制造、安装、运行、维护中，任何一个环节出现问题都可能造成设备绝缘缺陷，而且设备投运后，也存在设备外绝缘污秽问题。电气设备带电运行时，由于设备表面粗糙存在毛刺、结构缺陷以及污秽等原因，会造成运行中电场集中、电荷密度过大而发生电晕等放电现象。电晕放电会产生能量损耗，造成无线电干扰，以及在空气中产生化学反应，引起有机绝缘老化等危害。电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段，而且电气设备如果出现较为强烈的电晕或电弧放电现象，再加上恶劣的外部环境影响，极有可能发生闪络引起绝缘事故。因此可以利用电晕或表面局部放电的产生与增强现象间接评估现有运行设备的绝缘状况以及及时发现设备本身缺陷。

电气设备发生电晕放电时，其周围空气将发生电离，在电离过程中，空气分子中的电子不断地从电场中获得能量，当电子从激励态轨道返回原来的稳态电子轨道时，就会以电晕、火花放电等形式释放出能量。气体电离后辐射光波的频率与气体种类有关，空气中的主要成分是氮气（N2），而氮气的光谱大部分处于紫外光区域内，即波长范围在280～400nm。所以通过检测紫外光能够判断电气设备电晕放电的实际状况。要观测到人眼可视范围外的紫外线，就需要对紫外线波长进行转换，建立一个光谱转换的过程，将紫外图像转换为人眼可见的影像。由于包围地球的臭氧层吸收了阳光中的240nm～280nm这部分紫外线，所以在地面的太阳光谱中缺失了紫外线波段范围小于300nm的这一部分，因此目前检测该波段紫外线的方法称为日间盲区型紫外检测方法，能够在白天阳光下使用。而且其他紫外检测方法则不能避开太阳中紫外光的影响，只能在夜间日落后使用。

紫外检测技术可以直观形象地观察到发生放电的情况，能迅速确定电晕放电点的位置，但是目前主流的紫外成像检测仪仅输出影像，未能实现对紫外光子数与增益、距离的综合分析，以准确评价设备绝缘状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高电压设备绝缘状态监测分析系统及其方法，解决了目前的紫外线检测技术无法同时实现电晕放电成像和分析电晕放电强度的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高电压设备绝缘状态监测分析系统：

包括用于采集高电压设备电晕放电所产生的日盲区紫外线，并输出光信号的紫外摄像模块；

包括用于根据光信号得出单位时间内的紫外光子计数，并输出视频数据的终端视频处理模块；

包括测量被试高电压设备到紫外摄模块之间的距离，并输出距离参数的测距模块；

包括将视频数据与距离参数通过无线网络发送给紫外视频管理分析模块的无线网络模块；

包括对视频数据进行数字识别，提取出紫外光子数信息，并将紫外光子数根据距离参数校正到标准检测距离时光子数的紫外视频管理分析模块；

包括用于显示视频数据和标准距离时光子数的LCD显示模块。

更进一步的技术方案是上述终端视频处理模块主要是由光电信号转换模块、A/D转换模块以及图像中央处理模块构成，其中光电信号转换模块将紫外摄像模块的光信号转换成电信号，并将之传送至A/D转换模块，图像中央处理模块将接收到的数字信号进程处理，得出单位时间内的紫外光子计数。

更进一步的技术方案是还包括向紫外摄像模块、终端视频处理模块、测距模块、无线网络模块和紫外视频管理分析模块供电的工作电源模块。