一种高压设备紫外、红外成像在线监测系统及其检测方法与流程

本发明涉及电力设备监测领域，尤其涉及一种高压设备紫外、红外成像在线监测系统。

背景技术：

现代电力工业向着高低压等级，超大容量的发展，为了保证电力生产的高效运行，对于电力设备状态检修提出了更高的要求。

电力系统有别于其它行业，维护不能随意中断生产,在线监测和带电测试技术是高压测试技术发展的一个必然方向。由于红外检测技术能够以远距离、非接触、实时、快速在线监测方式获取设备的运行温度信息，又有分辨率高、形象直观、不受电磁干扰、安全可靠和效益/投资比高等优点，又可以在不停电、不取样、不解体的状况下进行故障的诊断分析，所以目前红外诊断技术在电力系统的应用比较广泛和成熟。而紫外检测技术是电力系统继红外检测之后又一新技术，针对变电设备中的连接不良、氧化腐蚀、机械损伤、绝缘故障产生的电晕放电进行检测，具有不停电、非接触、直观、实时快速和应用范围广的特点。

目前部分变电站开始试点安装红外在线监测系统，随着此项技术的逐渐开展及试点应用，今后将渐趋成熟，将会有更多的变电站安装该系统。但目前此项工作仅仅限于开展红外方式的在线监测产品，而并没有考虑对电气设备进行多光谱范围的成像监测，对设备故障产生的电晕放电未能进行有效的监测。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是设计一种高压设备紫外、红外成像在线监测系统，解决现有高压设备监测的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种高压设备紫外、红外成像在线监测系统，包括视频采集模块、视频处理模块、中心测距模块、温湿度测量模块和远程监控终端，视频采集模块包括第一级分光镜、第二级分光镜、紫外视频采集器、红外视频采集器、可见光视频采集器；视频处理模块包括中央处理控制模块、紫外前处理模块、红外前处理模块、视频叠加模块、视频压缩模块和网络通讯模块；紫外视频采集器、红外视频采集器、可见光视频采集器分别与视频处理模块相连；中央处理控制模块分别与中心测距模块、温湿度测量模块相连；网络通讯模块通过无线网络与远程监控终端相连。

进一步的，紫外视频采集器包括紫外镜头、紫外线滤波器、紫外成像传感器、紫外视频采集模块；紫外镜头连接紫外线滤波器；紫外线滤波器连接紫外成像传感器；紫外成像传感器连接紫外视频采集模块；紫外视频采集模块连接紫外前处理模块。

进一步的，红外视频采集器包括红外镜头、红外热成像传感器、红外视频采集模块；红外镜头连接红外热成像传感器；红外热成像传感器连接红外视频采集模块；红外视频采集模块连接红外前处理模块。

进一步的，可见光视频采集器包括可见光镜头、可见光摄像头、可见光视频采集模块；光镜头连接可见光摄像头；可见光摄像头连接可见光视频采集模块；可见光视频采集模块连接视频叠加模块。

进一步的，视频采集模块处设有控制云台；中央处理控制模块连接控制控制云台。

进一步的，远程监控终端为手机或平板电脑；手机或平板电脑连接控制中央处理控制模块。

进一步的，外部光线在第一级分光镜外的部分直接进入紫外镜头，由紫外成像传感器处理输出到紫外视频采集模块；外部光线中心部分经第一级分光镜反光，在第二级分光镜外的部分进入红外镜头，由红外热像传感器处理输出到红外视频采集模块；在第二级分光镜内的光线经反光进入可见光镜头，由可见光摄像头处理输出可见光视频采集模块。

本发明还提供前述高压设备紫外、红外成像在线监测系统的检测方法，包括如下步骤：

采集阶段：红外镜头对红外光成像后，红外热像传感器会输出红外视频信号；紫外镜头对紫外光成像后，经过紫外光滤波器滤除日光中的紫外干扰，紫外成像传感器输出紫外视频信号；可见光摄像头输出的可见光视频信号；

测距阶段：中心测距模块对视场中央区域进行定时激光测距，根据距离修正红外测温数据；温湿度测量模块测量校正挡片的温度与环境湿度，根据温湿度差修正红外测温数据；

处理阶段：红外视频信号经视频采集后由红外前处理进行分析，获得设备温度数据，之后对红外视频进行压缩编码，生成红外视频码流；紫外视频信号经视频采集后由紫外前处理进行分析，获得紫外放电光子数据，之后对紫外视频进行压缩编码，生成紫外视频码流；视频经视频采集后，由视频叠加模块叠加红外与紫外视频，再对可见光视频和叠加视频进行压缩编码，生成可见光视频码流和叠加视频码流，最后结合修正的数据处理，定位故障点，进行维护处理。

本发明的有益效果：采用这样的结构后，利用分光镜头获得高度重合的多光谱成像，计算获得设备的温度与紫外线放电数据，可在线监测红外、可见、紫外光叠加视频，并增加激光测距与温湿度传感器，修正红外测温数据。同时利用计算机系统软件进行分析，得出设备的运行状态与健康状况，提高故障检测成功率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。

图1为紫外、红外成像在线监测系统结构图；

附图说明：

1、红外视频采集器；2、紫外视频采集器；3、可见光视频采集器；4、视频处理模块；5、中心测距模块；6、温湿度测量模块；7、远程监控终端。

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施例的描述对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所表达的本发明的结构，一种高压设备紫外、红外成像在线监测系统，包括视频采集模块、视频处理模块4、中心测距模块5、温湿度测量模块6和远程监控终端7，视频采集模块包括第一级分光镜、第二级分光镜、紫外视频采集器2、红外视频采集器1、可见光视频采集器3；视频处理模块4包括中央处理控制模块、紫外前处理模块、红外前处理模块、视频叠加模块、视频压缩模块和网络通讯模块；紫外视频采集器2、红外视频采集器1、可见光视频采集器3分别与视频处理模块4相连；中央处理控制模块分别与中心测距模块5、温湿度测量模块6相连；网络通讯模块通过无线网络与远程监控终端7相连。

本实施例优选的，紫外视频采集器2包括紫外镜头、紫外线滤波器、紫外成像传感器、紫外视频采集模块；紫外镜头连接紫外线滤波器；紫外线滤波器连接紫外成像传感器；紫外成像传感器连接紫外视频采集模块；紫外视频采集模块连接紫外前处理模块。

本实施例优选的，红外视频采集器1包括红外镜头、红外热成像传感器、红外视频采集模块；红外镜头连接红外热成像传感器；红外热成像传感器连接红外视频采集模块；红外视频采集模块连接红外前处理模块。

本实施例优选的，可见光视频采集器3包括可见光镜头、可见光摄像头、可见光视频采集模块；光镜头连接可见光摄像头；可见光摄像头连接可见光视频采集模块；可见光视频采集模块连接视频叠加模块。

本实施例优选的，视频采集模块处设有控制云台；中央处理控制模块连接控制控制云台。通过控制云台上的升降旋转使视频采集模块全面检测周围的全部设备。

本实施例优选的，远程监控终端7为手机或平板电脑；手机或平板电脑连接控制中央处理控制模块。

本实施例优选的，外部光线在第一级分光镜外的部分直接进入紫外镜头，由紫外成像传感器处理输出到紫外视频采集模块；外部光线中心部分经第一级分光镜反光，在第二级分光镜外的部分进入红外镜头，由红外热像传感器处理输出到红外视频采集模块；在第二级分光镜内的光线经反光进入可见光镜头，由可见光摄像头处理输出可见光视频采集模块。

一种高压设备紫外、红外成像在线监测系统的检测方法，包括如下步骤：

采集阶段：红外镜头对红外光成像后，红外热像传感器会输出红外视频信号；紫外镜头对紫外光成像后，经过紫外光滤波器滤除日光中的紫外干扰，紫外成像传感器输出紫外视频信号；可见光摄像头输出的可见光视频信号；

测距阶段：中心测距模块5对视场中央区域进行定时激光测距，根据距离修正红外测温数据；温湿度测量模块6测量校正挡片的温度与环境湿度，根据温湿度差修正红外测温数据；

处理阶段：红外视频信号经视频采集后由红外前处理进行分析，获得设备温度数据，之后对红外视频进行压缩编码，生成红外视频码流；紫外视频信号经视频采集后由紫外前处理进行分析，获得紫外放电光子数据，之后对紫外视频进行压缩编码，生成紫外视频码流；视频经视频采集后，由视频叠加模块叠加红外与紫外视频，再对可见光视频和叠加视频进行压缩编码，生成可见光视频码流和叠加视频码流，最后结合修正的数据处理，定位故障点，进行维护处理。

通过远程对摄像机控制，预制定位，远程切换，自动巡视等。能够支持多场所的中央监控，不受地理限制，多个用户可同时监控同一前端，发生异常自动抓拍，同时自动启动录像机，具有很好的兼容性及可扩展性。从而使运行人员（或通过值班调度员）能及时采取相应的措施，用减少负荷或改变系统运行方式等手段，确保设备运行的安全。提高运行人员对设备缺陷的识别能力和预见性。

在压缩方式采用MPEG-4压缩方式，动态分配码流，单画面使用超高清晰度显示，单画面、多画面切换，具有多种显示模式，回放具有局部放大功能，录像方式灵活，有手动、定时、报警等录像方式。按设定的录像天数自动删除、覆盖，容量不足时告警。整套设备可通过专家系统对设备的运行情况实时诊断，提醒运行人员及时关注和处理，保证设备的稳定、安全运行。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。