输电线路故障检测装置及方法与流程

本发明涉及本发明属于电力输电设备故障诊断领域，具体涉及一种输电线路故障检测装置及方法。

背景技术：

随着全球电网规模的迅猛发展，特别是特高压输电技术的广泛应用，输电线路故障问题日益突出。快速准确地定位故障问题，尽早发现故障，避免电网瘫痪是每个电力检修公司迫切需要解决的问题。

研究表明输电线路故障前期多为电压型故障，即电晕放电。电晕放电产的电磁波的波长范围一般在200nm～500nm之间，放电的峰值波长在340nm～360nm之间。输电线路故障晚期多为电流致热型故障，电流型故障辐射的电磁波主要集中在红外谱段。目前常见的日盲紫外/可见复合型故障检测系统主要对电晕放电的日盲紫外谱段(波长200nm～280nm)进行探测，由于电晕放电在日盲紫外谱段能量较少，因此故障诊断率不高。可见光谱段只适用于白天检测，无法在夜间巡检，同时无法检测电流型故障。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种输电线路故障检测装置及方法，解决现有技术存在的故障诊断率不高，无法实现全天候电压型故障和电流型故障同时检测的问题。

第一方面，本发明提供一种输电线路故障检测系统，包括光窗口、分光镜、红外图像采集装置、紫外物镜、宽谱段紫外滤光片、日盲紫外滤光片、紫外探测器、图像融合处理系统、输出装置，所述分光镜与所述光窗口的光轴夹角为45度，经过所述分光镜透射的光线进入到所述红外图像采集装置，所述红外图像采集装置将采集到的红外光数据传送至所述图像融合处理系统；

经过所述分光镜反射的光线通过紫外物镜，在第一时刻时经过所述宽谱段紫外滤光片照射在所述紫外探测器上或在第二时刻时经过所述日盲紫外滤光片照射在所述紫外探测器上，所述紫外探测器将采集到的紫外光数据传送至所述图像融合处理系统；

所述图像融合处理系统根据接收到的所述红外光数据和/或紫外光数据通过所述输出装置输出。

可选地，所述光窗口为可透过波长200nm至380nm和7.5μm至14μm范围内光的光窗口。

可选地，所述分光镜为可透射波长7.5μm至14μm谱段的长波红外光的分光镜。

可选地，所述分光镜为可反射波长在200nm至380nm的紫外线的分光镜。

可选地，所述分光镜为可透射波长7.5μm至14μm谱段的长波红外光且可反射波长在200nm至380nm的紫外线的分光镜。

可选地，所述红外图像采集装置为红外线相机，所述紫外探测器为增强电荷耦合器件。

可选地，所述输出装置为显示器。

可选地，所述输出装置为打印机。

第二方面，本发明提供一种输电线路故障检测方法，基于上述的输电线路故障检测装置，所述方法包括：

步骤一、打开可变谱段输电线路故障检测系统，开机准备测试；

步骤二、选择使用的通道，紫外通道开启转入步骤三，红外通道开启转入步骤五；

步骤三、判断背景辐射是否达到阈值，若达到则选择日盲紫外滤光片，否则选择宽光谱紫外滤光片；

步骤四、紫外通道调焦及变倍，采集紫外图像；

步骤五、红外相机调焦及变倍，采集红外图像；

步骤六、图像融合处理系统对输入图像进行处理；

步骤七、处理后图像在输出装置进行输出；

步骤八、根据图像信息判断故障并记录。

可选地，紫外通道和红外通道可单独使用也可同时使用。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明的有益效果为：本发明提供的输电线路故障检测装置及方法可对电晕放电峰值谱段340nm～360nm进行探测，有效提升了故障检测的灵敏度。同时可对日盲紫外谱段成像，有效避免太阳背景辐射的影响。长波红外谱段成像可以有效检测电流型故障，可同时在白天和夜间进行电路故障检测和处理。实现了输电线路故障全天候检测，同时有效提升了电路故障诊断率。

附图说明

图1a为本发明实施例中提供一种输电线路故障检测装置的结构示意图；

图1b为本发明实施例中提供一种输电线路故障检测装置的检测流程图

图2为本发明实施例中提供一种输电线路故障检测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

结合图1a所示，本发明提供一种输电线路故障检测系统，包括光窗口、分光镜、红外图像采集装置、紫外物镜、宽谱段紫外滤光片、日盲紫外滤光片、紫外探测器、图像融合处理系统、输出装置，所述分光镜与所述光窗口的光轴夹角为45度，经过所述分光镜透射的光线进入到所述红外图像采集装置，所述红外图像采集装置将采集到的红外光数据传送至所述图像融合处理系统；

经过所述分光镜反射的光线通过紫外物镜，在第一时刻时经过所述宽谱段紫外滤光片照射在所述紫外探测器上或在第二时刻时经过所述日盲紫外滤光片照射在所述紫外探测器上，所述紫外探测器将采集到的紫外光数据传送至所述图像融合处理系统；

所述图像融合处理系统根据接收到的所述红外光数据和/或紫外光数据通过所述输出装置输出。

可选地，所述光窗口为可透过波长200nm至380nm和7.5μm至14μm范围内光的光窗口。

可选地，所述分光镜为可透射波长7.5μm至14μm谱段的长波红外光的分光镜。

可选地，所述分光镜为可反射波长在200nm至380nm的紫外线的分光镜。

可选地，所述分光镜为可透射波长7.5μm至14μm谱段的长波红外光且可反射波长在200nm至380nm的紫外线的分光镜。

可选地，所述红外图像采集装置为红外线相机，所述紫外探测器为增强电荷耦合器件。

可选地，所述输出装置为显示器。

可选地，所述输出装置为打印机。

如图1a和图1b所示，本发明实施例中的输电线路故障检测装置，采用共光路的紫外谱段和长波红外谱段对输电线路故障进行检测，通过双光路图像融合处理准确定位输电线路的电压型故障和电流致热型故障。输电线路故障检测装置包括：光窗口1、分光镜2、红外线相机3、紫外物镜4、宽谱段紫外滤光片5、日盲紫外滤光片6、紫外探测器7、图像融合处理系统8、输出装置9，其中紫外光路与红外光路共光轴。光窗口1可透过波长200nm～380nm和7.5μm～14μm范围内的光。分光镜2与光轴夹角45°，透射波长7.5μm～14μm谱段的长波红外光，长波红外线进入红外相机7进行成像，采集的图像送入图像融合处理系统8，通过输出装置9呈现给用户。长波红外谱段受大气环境及太阳背景辐射影响较小，在白天及夜间均可良好成像，主要用于定位电流致热型故障，同时也可以在双光路复合后为紫外光路提供定位。

如图1所示,分光镜2反射波长在200nm～380nm的紫外线，反射光线通过紫外物镜4后，通过宽谱段紫外滤波片5进行截止过滤，波长在200nm～380nm范围的紫外线到达紫外探测器7。也可通过滤光片转换装置切换为日盲紫外滤光片6，通过日盲紫外滤光片6进行截止过滤，波长在200nm～280nm范围的日盲紫外线到紫外达探测器7。采集的紫外图像送入图像融合处理系统8，通过输出装置9呈现给用户。在太阳背景辐射较强的条件下切换至日盲紫外滤光片6可有效避免背景辐射造成的干扰和误判。在太阳背景辐射较弱的条件下，使用宽谱段紫外滤光片5可有效提升检测灵敏度，避免微弱电晕放电现象的漏检。

结合图1b和图2，前文中介绍一种输电线路故障检测装置，对应地，本发明还提供一种输电线路故障检测方法，所述方法包括：

步骤一、打开可变谱段输电线路故障检测系统，开机准备测试；

步骤二、选择使用的通道，紫外通道开启转入步骤三，红外通道开启转入步骤五；

步骤三、判断背景辐射是否达到阈值，若达到则选择日盲紫外滤光片，否则选择宽光谱紫外滤光片；

步骤四、紫外通道调焦及变倍，采集紫外图像；

步骤五、红外相机调焦及变倍，采集红外图像；

步骤六、图像融合处理系统对输入图像进行处理；

步骤七、处理后图像在输出装置进行输出；

步骤八、根据图像信息判断故障并记录；

步骤九、关机结束输电线路故障检测。

需说明的是，紫外通道和红外通道可单独使用也可同时使用。

根据背景辐射强弱切换紫外滤光片，背景辐射弱选择宽光谱紫外滤光片，背景辐射强选择日盲紫外滤光片，当背景辐射达到阈值时候认为背景辐射强，当背景辐射未达到阈值时候认为背景辐射弱，对于本实施例中提到的阈值，可以根据实验数据获得也可以根据需要进行设定，对此不做限定。

本发明的输电线路故障检测方法可对电晕放电峰值谱段340nm～360nm进行探测，有效提升了故障检测的灵敏度。同时可对日盲紫外谱段成像，有效避免太阳背景辐射的影响。长波红外谱段成像可以有效检测电流型故障，可同时在白天和夜间进行电路故障检测和处理。实现了输电线路故障全天候检测，同时有效提升了电路故障诊断率。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种输电线路故障检测装置及方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。