[发明专利]基于超声测距补偿光子数的电晕放电检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外成像检测电晕放电光子数的装置，即将日全盲紫外成像仪与超声波传感器模块结合，对在待测目标体的不同距离处检测所得光子数进行等效处理，使其结果等效到统一观测距离下。

背景技术

众所周知，局部放电是电力设备绝缘老化的主要原因，而绝缘子在输电线路中起着支撑导线、防止电流回地的作用，因此对其进行实时有效地检测是十分必要的。局部放电时常伴随电晕、电弧等放电现象，而电晕通常伴有电脉冲、超声波、光(主要为紫外光)、局部发热的产生，因而电晕检测可以有效判断故障位置和放电强度。

日盲型紫外成像检测技术以其非接触、抗干扰能力强、定位精度高等优点广泛应用于电力系统设备电晕放电检测中，其中光子数为紫外成像检测技术中量化放电强度的关键参数，并随仪器增益、检测距离、电流脉冲的变化而变化。在实际工程中，仪器增益和电流脉冲可以控制在要求值，但检测距离会因电晕放电处位置不同而变化，如图3所示，采用紫外成像装置对放电设备进行放电检测，检测点与设备的成像中心点A和超声波测距中心点B间距离为d₁时输出检测结果为a，而当检测距离为d₂时检测结果为b(a＜b),这就导致检测结果不具备可对比性，紫外成像检测的具体光子数阈值也将难以确定。为此，就有必要获取被测点与检测点之间的距离，并将光子数等效到统一的标准距离下，消除距离因素对检测结果的影响。

目前，日盲型紫外成像仪可直接得到电晕放电的光子数，但仍需人为测量仪器到放电处的距离以进行后续放电强度评估，不具备实时性；同时由于缺乏客观的度量标准，难免由于工作人员失误而导致误判造成不必要的损失，这就迫切需要一个具备实时性、结构简单、操作便捷的检测方式。

发明内容

本发明针对目前紫外成像仪在不同距离下检测的光子数不具有可对比性问题，提出了一种基于超声波测距补偿光子数的电晕检测装置，该装置中紫外成像仪能够直接检测电力设备电晕放电光子数，收发一体的超声波测距模块可实时获取观测距离，因此能够及时检测电力设备电晕放电光子数，并得到等效至标准距离下的光子数。同时，超声波测距模块还具有在恶劣环境(如粉尘等)下适应力强、结构简单、易于与紫外成像仪组合等特点，可以有效解决现有紫外成像仪光子数可比性和实时监测问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于超声测距补偿光子数的电晕放电检测装置，包括水平控制电机、垂直控制电机、超声波测距模块、紫外成像仪、云台、CPU、无线通信模块、标准参数存储模块、控制系统，所述云台上部分别装有超声波测距模块、紫外成像仪、CCD相机，所述云台内安装垂直控制电机、水平控制电机，所述云台安装在固定底座上；所述云台中的CPU接收上位机指令信号后，输出控制信号给水平控制电机、垂直控制电机来驱动云台定位待测目标体，所述CPU分别连接标准参数存储模块、控制系统、超声波测距模块、紫外成像仪，用于将设置的标准观测距离存储于标准参数存储模块、通过紫外成像仪检测光子数、通过超声测距模块获得紫外成像仪与目标物体表面间的距离；所述CPU通过无线通信模块连接上位机，CPU根据超声测距模块测得被测点到紫外成像仪的距离值，对不同距离下紫外成像仪检测的光子数进行等效处理，以消除距离对光子数检测造成的影响，使不同检测距离下的检测结果具备可比性。

所述超声测距模块与紫外成像仪的方向一致，并且两者上下贴合在云台结构头部中间位置，并用减震座固定。

所述超声波测距模块将获得的距离数据、紫外成像仪将获取的光子数分别通过CPU发送至控制系统，CPU通过控制系统结合标准观测距离，将光子数等效至标准观测距离下，再通过无线通信模块将该结果上传至上位机。

所述CPU将超声测距模块测得被测点到紫外成像仪的距离值代入等效距离公式：gd₀＝gd₁(d₁/d₀)^1.222,其中，d₁为检测距离，gd₁为在距离d₁下检测到的光子数，d₀为光子数统一的标准观测距离，gd0为检测结果在标准距离d0下的等效光子数，利用公式将紫外成像仪获取的光子数观测结果等效到的标准观测距离下。

本发明的有益效果是: