用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电力【技术领域】，尤其涉及一种用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置，适用于输配电线路的带电检测，是保障电网安全稳定运行的有效手段。它是由主机的机身和高分辨率摄像头、特制超声波传感器探头通过一根同轴传输线相连接构成；机身内设有脉冲发生器，脉冲发生器与同步发生器通过导线与设在机身后部的图像数据显示屏相连接；机身底部设有手柄，手柄上安装有高级噪声衰减耳塞机插孔；机身上还设有USB数据输出端口。本发明能大幅度提高巡视人员工作效率，降低劳动强度，节约人力资源成本，更加直观反应缺陷位置；能够有效预防和减少故障的发生率，避免不必要的停电，其推广应用价值非常高，具有较好的经济效益和社会效益。
【专利说明】用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力【技术领域】，尤其涉及一种用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置，适用于输配电线路的带电检测，是保障电网安全稳定运行的有效手段。
【背景技术】
[0002]输配电线路的巡视工作是输配电线路运行维护的一项基础工作。通过线路巡视可发现并及时消除缺陷和隐患、预防人身及设备事故的发生，从而保证输配电线路安全和电力系统的可靠运行。
[0003]传统配电线路的局部放电巡检通常采用的方法是红外原理和通过肉眼观察杆塔设备外观行诊断，红外分析相较于其他局部放电检测更偏重于对线路负荷状态进行检测，高负荷不代表局部放电的发生，不能及时有效发现突发性故障。其他在线检测手段，依赖检测人员的经验和责任心，对于线路杆塔缺陷没有一个数据上的评估，无法很好地确认故障等级从而指导下一步工作。同时，传统配电线路巡视普遍采用的是人工巡视、手工纸介质记录的工作方式，但随着近年来电网的迅速发展，电力设备的数量急剧增加，定期检修及运行维护工作剧增，运检人员紧缺的问题日益突出。以往我国对输配电设备施行定期检修，而这种存方法存在以下缺点:
(I)缺乏检修科学性。在“到期必修，修必修好”的原则下，在实际的运行、检修中可能会存在着盲目性，导致设备失修或过度检修。
[0004](2)影响供电可靠性。由于定期检修停电时间较长，停电次数较多，影响了供电质量。另外，因检修需对设备的操作次数增多，相对发生人身伤亡、设备事故的概率增加，对供电可靠性产生影响，显然上述情况与国网公司提出的优质、安全的服务理念不符。
[0005](3)检测技术手段落后。目前在巡检过程中，巡检人基本没有专业的检测工具，基本靠巡检人员经验来判断，其判断具有局限性，同时也不科学。
[0006](4)缺乏对检测数据的深层次挖掘功能。目前的检测手段及方法，不能对历次检测数据进行处理，使得大量的检测数据闲置，限制了对设备状态与剩余寿命的预测。
[0007]综上所述，需要通过巡检的手段来不断完善和预防以达到对输配电线路故障的有效减少或杜绝。
【发明内容】
[0008]为了解决现有技术中存在的输配电线路巡检工作问题，本发明提供一种用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置，主要根据可视技术与超声波检测技术，通过非接触方式达到提高输配电线路巡检效率的目的。
[0009]本发明为达到上述目的主要采用以下技术方案是:
用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置，是由主机的机身和高分辨率摄像头、特制超声波传感器探头通过一根同轴传输线相连接构成；机身内设有脉冲发生器，脉冲发生器与同步发生器通过导线与设在机身后部的图像数据显示屏相连接；机身底部设有手柄，手柄上安装有高级噪声衰减耳塞机插孔；机身上还设有USB数据输出端口。
[0010]机身为镀铝机身。
[0011]用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置进行检测的方法，是:
(1)装置通过脉冲信号发生器发出脉冲信号，并将其通过同轴传输线传输到特制超声波传感器的探头上；
(2)特制超声传感器探头接收被检测物缺陷部位的声波信号，通过“外差法”，将其检测到的声波信号通过1-5次变频将超声波的频率转化为人耳可接收的频率信号，检测人员通过插入耳塞机插孔中的高级噪声衰减耳塞机对收到的声波信号进行判断、识别，声音将转换成强度指示图被记录到仪器内，通过分析软件对局放状态进行分析；
(3)同时通过高分辨率摄像头录制缺陷位置的视频，所检测到的缺陷图像及超声信号数据再通过同步发生器传输至LED图像数据显示屏中，并能够进行快速的储存至仪器的主机中；
(4)若有局放的可能性，则将所得到的缺陷数据视频和声音文件通过数据输出端口与计算机进行数据交换，并进行相应的分析与诊断，同时建立分析平台，根据具体的缺陷情况进行判断；
(5)仪器的显示模式有实时视频储存、屏幕快照、峰值保持及特定应用；仪器中安装的数据管理Ultratrend DMS TM和光谱分析UE Spectralyzer程序,可协助组织及分析检测结果，数据管理系统能够记录档案的波形能够全面记录储存、数据管理、数据分析程序，并有回顾历史数据、制作趋势图形以及检查相关测试字段内的任何变化等功能。
[0012]本发明具有以下特点:
1.本发明研究劣质绝缘子的超声波与绝缘电阻的关系。
[0013]通过对大量劣质绝缘子进行耐压试验和超声波检测试验，统计出相关数据，研究超声波与绝缘电阻的数学关系，通过计算机编程，计算出超声波dB值与绝缘电阻值的对应关系，确定检测值与分析值关系以及分析值与检测结果关系。
[0014]2.本发明研究声-电传感器在强电磁场环境下区别劣化局放信号的能力。
[0015]确定绝缘子劣化时所产生的超声波频率范围，选择合适的声一电传感器，在现场检测过程中，是处于户外强电磁场环境，要解决外界环境影响以及电磁场的干扰，准确区别不同频率的声波信号。
[0016]3.本发明研究绝缘子非接触式带电检测分析平台。
[0017]超声波非接触带电检测方式在检测过程中受到一定因素影响，如检测温度、湿度、检测距离等因素，要建立一个分析平台，将这些因素进行研究，分析它们对检测结果的影响，将这些因素进行补偿，使检测结果更加精确。
[0018]4.本发明研究高分辨率摄像头录制视频文件与超声文件同步储存。
[0019]将较大的视频加声音文件进行快速储存，要搭建一个高速的数据传输系统，并将声波文件分离，通过主机诊断系统进行分析计算。
[0020]本发明的优点及有益效果是:
能够实现带电远距离巡视输配电线路缺陷和通过实时视频加声音的形式确定缺陷位置；能够实现非接触方式检测绝缘子缺陷并记录现场缺陷及视频文件；能够自动分析绝缘子缺陷严重程度并形成检验报告，以便存储记录；能够大幅度提高巡视人员的工作效率、省去录音与照片匹配工作，降低劳动强度，节约人力资源成本，更加直观反应缺陷位置；能够实现预防性工作，有效预防和减少故障的发生率，避免不必要的停电；这种预防性的工作，将改变以往被动的工作方式，进而转变为主动的工作方式。从直接以及间接经济指标来看，本发明装置一旦成功推广后，其推广应用价值非常高，具有较好的经济效益和社会效益，符合我国电网发展的要求。能够以杆塔为单位，建立相关数据库，为检修工作提供科学依据。
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明装置检测流程图。
[0023]图中:脉冲信号发生器1，同轴传输线2，超声波传感器探头3，高分辨率摄像头4，图像数据LED显示屏5，数据输出端口 6，同步发生器7，高级噪声衰减耳塞机插孔8。
【具体实施方式】
[0024]如图1所示，本发明是一种用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置，结构上是属于手持测量枪型式，可由镀铝制成。装置是由主机的机身和高分辨率摄像头4、特制超声波传感器探头3通过一根同轴传输线2相连接构成。在检测时，通过该特制的超声波传感器检测一定频率范围内的缺陷声波信号，并且将这种超声波信号转化为人耳可听的声音信号，通过机身底部设有的手柄上安装的高级噪声衰减耳塞机插孔8，使检测人员能够对缺陷部位的局放声波信号进行识别并储存至主机中，同时还可以在显示屏上看到强度指示。而通过调整摄像头4的焦距，同时将高灵敏度超声传感器3对准隐患位置可进行视频的录制以及快速储存至主机中。
[0025]机身的核心部件是脉冲发生器1，发生局部放电时，在缺陷点两端就会产生一个瞬时的电压变化，此时在被测点、耦合电容和检测阻抗组成的回路中产生一脉冲电流。脉冲电流经过检测阻抗会在其两端产生一脉冲电压，将此脉冲电压进行采集、放大、显示等处理，就可产生局部放电的一些基本量，该局放量通过同步发生器7通过导线与设在机身后部的LED图像数据显示屏5相连接，缺陷显示在LED屏上。最终得到的数据包含视频、声音文件以及缺陷处超声强度指示的信号，可通过USB数据输出端口 6导出至电脑中，通过电脑中的安装的分析软件进行分析、比对。
[0026]如图2所示，利用用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置进行检测的方法是:
(1)装置通过脉冲信号发生器I发出脉冲信号，并将其通过同轴传输线2传输到特制超声波传感器的探头3上；
(2)特制超声传感器探头3接收被检测物缺陷部位的声波信号，通过“外差法”，将其检测到的声波信号通过1-5次变频将超声波的频率转化为人耳可接收的频率信号，检测人员通过插入耳塞机插孔8中的高级噪声衰减耳塞机对收到的声波信号进行判断、识别，声音将转换成强度指示图被记录到仪器内，通过分析软件对局放状态进行分析；
(3)同时通过高分辨率摄像头4录制缺陷位置的视频，所检测到的缺陷图像及超声信号数据再通过同步发生器7传输至图像数据LED显示屏5中，并能够进行快速的储存至仪器的主机中；
(4)若有局放的可能性，则将所得到的缺陷数据视频和声音文件通过数据输出端口6与计算机进行数据交换，并进行相应的分析与诊断，同时建立分析平台，根据具体的缺陷情况进行判断；
(5)仪器的显示模式有实时视频储存、屏幕快照、峰值保持及特定应用；仪器中安装的数据管理Ultratrend DMS TM和光谱分析UE Spectralyzer程序,可协助组织及分析检测结果，数据管理系统能够记录档案的波形能够全面记录储存、数据管理、数据分析程序，并有回顾历史数据、制作趋势图形以及检查相关测试字段内的任何变化等功能。
[0027]具体在对输配电线路带电检测时，检测人员可以通过该装置内部的脉冲信号发生器I发出一定频率的脉冲信号，并将其通过同轴传输线2传输到特制的超声波传感器的探头3上，传感器探头通过接收缺陷部位的声波信号，通过一种干涉的测量方法——外差法，将其检测到的一定频率范围内的声波信号通过几次变频将超声波的频率转化为人耳可听的频率信号，检测人员通过插入耳塞机插孔8中的耳塞机对收到的声波信号进行判断、识另O。同时通过高分辨率摄像头4可以录制缺陷位置的视频，所检测到的缺陷图像及相关的超声信号强度指示图再通过同步发生器7传输至图像数据显示屏5中，并能够进行快速的储存。
[0028]所得到的缺陷数据可通过数据输出端口 6与计算机进行数据交换，并进行相应的分析与诊断，同时建立一个软件分析的平台，便可以根据具体的缺陷情况进行判断研究。
[0029]所述的外差法，其原理类似于收音机，可将信号准确地转换成声音，让人们容易地辨认及了解。而使用超声波技术的优点就是容易理解、方便，超声波是一高频短波信号，此声波是不被人耳所直接听见，而我们采用外差法，便可通过几次变频，将超声波的频率变频到人耳能够听到的频率，我们透过超声波全功能侦测器可完全侦测到这些声音。
[0030]本发明所述的装置具有以下特点:
a.仪器小巧美观便于携带，触摸式按钮，大屏幕点阵式液晶显示，全中文菜单操作，操作简捷方便。
[0031]b.可通过USB连接电脑，进行数据上传，处理与备份。
[0032]c.数据保存功能强大，最大可储存500条数据。
[0033]d.断电后已保存在装置中的数据不丢失。
[0034]e.可按需要进行现场比对重新设定。
【权利要求】
1.用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置，其特征是: 由主机的机身和高分辨率摄像头(4)、特制超声波传感器探头(3)通过一根同轴传输线(2)相连接构成；机身内设有脉冲发生器(1)，脉冲发生器(I)与同步发生器(7)通过导线与设在机身后部的图像数据显示屏(5)相连接；机身底部设有手柄，手柄上安装有高级噪声衰减耳塞机插孔(8);机身上还设有USB数据输出端口(6)。
2.根据权利要求1所述的用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置，其特征是:机身为镀铝机身。
3.利用如权利要求1所述的用于输配电线路巡视的可视超声快速巡检装置进行检测的方法，其特征是: (1)装置通过脉冲信号发生器发出脉冲信号，并将其通过同轴传输线传输到特制超声波传感器的探头上； (2)特制超声传感器探头接收被检测物缺陷部位的声波信号，通过“外差法”，将其检测到的声波信号通过1-5次变频将超声波的频率转化为人耳可接收的频率信号，检测人员通过插入耳塞机插孔中的高级噪声衰减耳塞机对收到的声波信号进行判断、识别，声音将转换成强度指示图被记录到仪器内，通过分析软件对局放状态进行分析； (3)同时通过高分辨率摄像头录制缺陷位置的视频，所检测到的缺陷图像及超声信号数据再通过同步发生器传输至LED图像数据显示屏中，并能够进行快速的储存至仪器的主机中； (4)若有局放的可能性，则将所得到的缺陷数据视频和声音文件通过数据输出端口与计算机进行数据交换，并进行相应的分析与诊断，同时建立分析平台，根据具体的缺陷情况进行判断； (5)仪器的显示模式有实时视频储存、屏幕快照、峰值保持及特定应用；仪器中安装的数据管理Ultratrend DMS TM和光谱分析UE Spectralyzer程序,可协助组织及分析检测结果，数据管理系统能够记录档案的波形能够全面记录储存、数据管理、数据分析程序，并有回顾历史数据、制作趋势图形以及检查相关测试字段内的任何变化等功能。
【文档编号】G01R31/12GK104375068SQ201410685542
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】康激扬, 李学斌, 罗斌, 王冰, 邰晓雪, 韩洪刚, 隋东硼, 胡大伟, 李斌, 鲁旭臣, 耿莉娜, 郭铁 申请人:国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 国网辽宁省电力有限公司检修分公司