[发明专利]一种基于紫外成像的脉冲电压下局部放电检测方法

说明书

本发明公开了一种基于紫外成像的脉冲电压下局部放电检测方法，涉及局部放电检测领域，该方法使用紫外成像仪采集待检测电气系统的局部放电区域处的视频数据，从视频数据中提取视频帧得到紫外图像，基于紫外图像中亮度值超过亮度阈值的像素点的个数的总和得到放电强度数据，然后基于放电强度数据和高dv/dt脉冲电压场景的放电特性参数得到待检测电气系统的局部放电区域处的局部放电量化结果。该方法基于紫外成像技术实现，可以完全不接触待检测电气系统，避免电磁干扰问题；而且针对高dv/dt脉冲电压场景的特性，提供了一套修正和计算的方法，直观的表示了频率与上升时间对放电强度的影响，实现了高dv/dt脉冲电压下绝缘风险评估。

技术领域

本发明涉及局部放电检测领域，尤其是一种基于紫外成像的脉冲电压下局部放电检测方法。

背景技术

随着SiC和GaN等快高速开关器件的应用，电力电子装备或系统电气设备将会承受高dv/dt脉冲电应力。相比于传统正弦及常规的脉冲波形，高dv/dt脉冲电压下的上升时间更快，会导致更严峻的电场叠加，因此有必要对高dv/dt脉冲电压下电气系统中的绝缘风险进行评估和分析。

目前对于常规高电压下的局部放电传统检测方法主要有脉冲电流法、高频电流法(HFCT)、超高频法(UHF)以及超声波法：(1)脉冲电流法测试灵敏度高，测量结果直观有效容易判断；但其抗电磁干扰能力差，需要理想的测试环境。(2)高频电流法信号带宽可根据实际情况随时调整，且其传感器安装简便、容易携带；然而在检测脉冲电压下局部放电时，HFCT的检测PD信噪比易受到压摆率的影响，当压摆率大于1.2kV/μs时，检测PD信噪比将会急剧下降，而高dv/dt脉冲电压的压摆率远大于1.2kV/μs。尤其是脉冲电压的频率大于10kHz时，HFCT检测到的噪声信号远远大于检测到的PD信号，从而导致HFCT失效。(3)UHF可以检测到0.5-0.8p C放电量的信号、灵敏度高、有效消除低频信号、远距离地定位故障点、识别绝缘缺陷类型，因此可以更准确地判断设备绝缘是否发生局部放电；但UHF易受到超高频电磁干扰的影响、对金属全封闭的设备检测困难等。(4)相较而言，超声波检测技术虽然采用超声波的原理感知局部放电的发生，一定程度上隔离了电气信号的传递与联系，但是超声波在检测范围内容易受到机械振动的干扰，并且存在信号衰减的问题。此外，在高dv/dt脉冲电压下，其检测探头和调理单元均容易受到强烈的电气干扰。因此，传统的电学和超声原理的局部放电检测方法难以适用于高dv/dt脉冲电压场景下的测试需求。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于紫外成像的脉冲电压下局部放电检测方法，本发明的技术方案如下：

一种基于紫外成像的脉冲电压下局部放电检测方法，该方法包括：

使用紫外成像仪采集待检测电气系统的局部放电区域处的视频数据，从视频数据中提取视频帧得到紫外图像，待检测电气系统在局部放电区域处存在高dv/dt脉冲电压场景下的局部放电现象，v表示电压，t表示时间，高dv/dt脉冲电压表示电压变化率超过预定阈值的脉冲电压；

基于紫外图像中亮度值超过亮度阈值的像素点的个数的总和得到放电强度数据P；

基于放电强度数据P和高dv/dt脉冲电压场景的放电特性参数得到待检测电气系统的局部放电区域处的局部放电量化结果。

其进一步的技术方案为，高dv/dt脉冲电压场景的放电特性参数包括脉冲电压的频率f和脉冲电压的上升时间r。

其进一步的技术方案为，待检测电气系统的局部放电区域处的局部放电量化结果为：

Q＝a×r+b×f+P；

其中，a、b为系数。

其进一步的技术方案为，基于紫外图像中亮度值超过亮度阈值的像素点的个数的总和得到放电强度数据P，包括：

确定紫外图像中的亮度值超过亮度阈值的像素点的个数的总和为初始强度R；