基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置和系统的制作方法

本发明涉及电晕放电检测，尤其涉及一种基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置和系统。

背景技术：

1、超、高压输电线路在我国辽阔的疆域中广泛分布，气候多变、地形环境复杂，容易受到自然界的侵蚀等因素都会导致线路及设备出现老化、受损等一系列问题。在高压电网中，局部放电故障普遍地存在于各种电网设备中。例如，电网中绝缘子外绝缘性能下降容易导致表面区域电场畸变及泄漏电流增加，出现表面发热或者放电等现象，这种现象被称之为电晕放电。

2、电晕放电产生的电磁波会影响周围无线电信号，放电过程中除了会损耗大量电能，严重时还会侵蚀和损害电网。有关数据表明，我国每年超过20亿千瓦时的电能损耗是由电晕放电引起的。若是修理维护不及时，除了会流失大量的电能，威胁到整个电力系统的安全运行，还会带来巨大的损失。因此，及时有效地发现电网中存在的隐患或故障，对于降低能源损耗、保障电力系统安全运行有着重要意义。

3、目前，许多电网所使用的放电检测仪均为大型检测仪，采用该种大型检测仪的巡检方式存在着工作效率低、劳动强度大以及人身安全等问题。并且，运检过程中更是过度依赖人工经验，评估判断过程中容易出现速度慢、误检漏检、缺陷检出率偏低等问题。此外，声学或电学检测会受到背景噪声的影响，会对一些区域的电晕放电出现误检的情况。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，该装置无需依赖人工经验，通过智能算法即可实现故障精准分类识别，并且检测效率高，具有一定便携性，可有效降低作业人员检测强度，并可保证作业人员安全。

2、本发明的第二个目的在于提供一种基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测系统。

3、为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

4、一种基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，包括：

5、氧化稼紫外探头，用于检测放电设备电晕产生的紫外光信号，并将所述紫外光信号转换为电流信号；

6、数据处理模块，用于对所述电流信号进行数据处理得到相应的波形数据，并从处理后数据中提取出故障特征数据，以对所述故障特征数据进行分类，得到故障类别。

7、优选的，所述数据处理模块包括依次连接的信号放大单元、adc采集单元和中央处理器，其中，所述信号放大单元对所述电流信号进行放大后，通过所述adc采集单元进行模数转换处理，并将处理后的数字信号发送至所述中央处理器进行数据处理，以得到相应的波形数据和故障类别。

8、优选的，该装置还包括激光测距模块，用于检测紫外放电探测装置与所述放电设备的距离。

9、优选的，所述中央处理器与所述激光测距模块连接，所述中央处理器还用于在所述紫外放电探测装置与所述放电设备的距离为预设距离，且所述波形数据波动范围的上下限值大于预设值时，对外发出报警信息。

10、优选的，该装置还包括无线通信模块，与所述中央处理器连接，所述中央处理器通过所述无线通信模块对外发出所述报警信息。

11、优选的，该装置还包括显示模块，所述显示模块包括显示单元，用于显示所述波形数据和所述故障类别。

12、优选的，所述显示模块还包括记录单元，用于接收用户发送的故障记录指令，并对用户输入的故障信息进行记录，以及将所述故障信息保存至存储模块。

13、优选的，该装置还包括所述存储模块，用于存储所述中央处理器进行数据处理后的数据，并存储所述故障信息；其中，所述中央处理器还获取所述故障信息并通过无线通信模块发送至云端服务器。

14、优选的，该装置还包括供电模块，用于向紫外放电探测装置中的各模块进行供电。

15、为达到上述目的，本发明第二方面提供了一种基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测系统，包括云端服务器和上述所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，所述云端服务器用于接收紫外放电探测装置发送的故障信息，以便远程人员进行远程故障监测。

16、本发明至少具有以下技术效果：

17、1、本发明通过氧化稼紫外探头检测放电设备电晕产生的紫外光信号，并将紫外光信号转换为电流信号，然后通过数据处理模块对电流信号进行数据处理得到相应的波形数据，并从处理后数据中提取出故障特征数据，然后对故障特征数据进行分类，从而可得到故障类别，由于变电设备不同类型故障与不同的紫外光信号和电流信号对应，所以通过从电信号中提取出故障特征数据，然后通过深度学习算法进行精准分类，即可准确得到故障类别，其无需依赖人工经验，从而可提高故障检测效率。

18、2、本发明中的中央处理器可在紫外放电探测装置与放电设备的距离为预设距离，且处理得到的波形数据的波动范围的上下限值大于预设值时，对外发出报警信息，以便及时进行故障预警。

19、3、本发明通过显示模块可实现中央处理器处理得到的波形数据的可视化显示，并可实现故障类别的可视化显示，以及通过记录单元可记录用户输入的故障地点、故障设备、故障类别等故障信息，以便运维人员查看历史故障信息，了解系统整体运行状况；本发明还可对故障信息进行本地存储，然后通过无线通信模块发送至云端服务器实现远程故障监测。

20、4、本发明成本低廉、安装方便、费用低、使用寿命长、适合大范围部署，并能够提高运行设备的管理以及维护能力，以及由于其具有一定便携性，所以可有效降低作业人员检测强度，并可保证作业人员安全。

21、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，所述数据处理模块包括依次连接的信号放大单元、adc采集单元和中央处理器，其中，所述信号放大单元对所述电流信号进行放大后，通过所述adc采集单元进行模数转换处理，并将处理后的数字信号发送至所述中央处理器进行数据处理，以得到相应的波形数据和故障类别。

3.如权利要求2所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，还包括激光测距模块，用于检测紫外放电探测装置与所述放电设备的距离。

4.如权利要求3所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，所述中央处理器与所述激光测距模块连接，所述中央处理器还用于在所述紫外放电探测装置与所述放电设备的距离为预设距离，且所述波形数据波动范围的上下限值大于预设值时，对外发出报警信息。

5.如权利要求4所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，还包括无线通信模块，与所述中央处理器连接，所述中央处理器通过所述无线通信模块对外发出所述报警信息。

6.如权利要求2所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块包括显示单元，用于显示所述波形数据和所述故障类别。

7.如权利要求6所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，所述显示模块还包括记录单元，用于接收用户发送的故障记录指令，并对用户输入的故障信息进行记录，以及将所述故障信息保存至存储模块。

8.如权利要求7所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，还包括所述存储模块，用于存储所述中央处理器进行数据处理后的数据，并存储所述故障信息；其中，所述中央处理器还获取所述故障信息并通过无线通信模块发送至云端服务器。

9.如权利要求1-8中任一项所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，其特征在于，还包括供电模块，用于向紫外放电探测装置中的各模块进行供电。

10.一种基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测系统，其特征在于，包括云端服务器和如权利要求1-9中任一项所述的基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置，所述云端服务器用于接收紫外放电探测装置发送的故障信息，以便远程人员进行远程故障监测。

技术总结
本发明公开了一种基于新型半导体材料的便携式紫外放电探测装置和系统。该装置包括氧化稼紫外探头和数据处理模块，其中，氧化稼紫外探头用于检测放电设备电晕产生的紫外光信号，并将紫外光信号转换为电流信号；数据处理模块用于对电流信号进行数据处理得到相应的波形数据，并从处理后数据中提取出故障特征数据，以对故障特征数据进行分类，得到故障类别。本发明无需依赖人工经验，通过智能算法即可实现故障精准分类识别，并且检测效率高，具有一定便携性，可有效降低作业人员检测强度，并可保证作业人员安全。

技术研发人员：周泽民,彭彦军,覃剑,刘鹏,王佳琳,周雄,陈健禧,潘宁波,赵小林,何启科,杨波,刘月,郭宇铮,邵晨
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司桂林供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8