專利名稱：基于攝影數(shù)字化的斷路器動作特性在線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高壓斷路器機械特性檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于攝影數(shù)字 化的非接觸式斷路器動作特性在線檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前，斷路器是電網(wǎng)中數(shù)量最為龐大的主設(shè)備，起著兩方面的作用一是控制作 用，即根據(jù)電網(wǎng)運行要求，將一部分電氣設(shè)備或線路投入或退出運行狀態(tài)，轉(zhuǎn)為備用或檢修 狀態(tài)；二是保護作用，即當電氣設(shè)備或線路發(fā)生故障時，通過繼電保護及自動裝置動作斷路 器，將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，保護電網(wǎng)的無故障部分得以正常運行。斷路器發(fā)生故障 時會直接引起電網(wǎng)事故或?qū)е卢F(xiàn)有事故的進一步擴大，造成相當大的經(jīng)濟及社會損失。據(jù) 可靠統(tǒng)計，斷路器的大多數(shù)故障(主要故障的70%和次要故障的86%)屬于機械性質(zhì)，主 要涉及操作機構(gòu)、監(jiān)視裝置和輔助裝置。例如原電力部電力科學(xué)研究院統(tǒng)計的1990年全國 6kV以上斷路器的故障中，拒分、拒合和誤動作三類機械故障共占46%，而衡量斷路器機械 性能的唯一手段就是對斷路器進行機械特性檢測。目前，現(xiàn)場主要采用傳統(tǒng)的斷路器機械 特性測試儀對斷路器的機械特性進行檢測，該方法采用斷路器機械特性測試儀對斷路器進 行時間特性(分合閘時間、分合閘同期)及速度特性(剛分、剛合速度)進行檢測，其特點 是需要被試斷路器停電，需要在斷路器斷口兩端及二次端子箱內(nèi)引接斷口測試線；進行速 度特性測試時，還需要在被試斷路器傳動機構(gòu)上安裝速度傳感器。但是隨著對供電可靠性 要求的日益提高，電氣設(shè)備停電檢修的機會越來越少，即使申請停電，停電時間一般也較為 緊張，采用機械特性測試儀對斷路器進行機械特測試需要登高引接斷路器斷口測試線，且 需要安裝速度傳感器，不同型號的斷路器需要不同結(jié)構(gòu)的傳感器，安裝難度較大；并且由于 機械特性測試儀功能不全，缺乏足夠的數(shù)據(jù)積累，即使有了大量數(shù)據(jù)，故障診斷的分析能力 也不足。因此，需要一種能夠在線對運行中斷路器進行非接觸式機械特性檢測的新技術(shù)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于攝影數(shù)字化的非接觸式斷路器動作特性在線 檢測裝置，能夠在線并且非接觸式地檢測斷路器的動作特性。本實用新型采用下述技術(shù)方案一種基于攝影數(shù)字化的斷路器動作特性在線檢測 裝置，其特征在于它包括標點，用來標記傳動機構(gòu)的運動過程，標點設(shè)置在斷路器傳動機 構(gòu)上；影像獲取裝置，用來拍攝斷路器上標點的運動過程，其設(shè)置在與斷路器傳動機構(gòu) 上的標點相適應(yīng)的位置；計算機，用來對圖像進行處理及分析，計算機的信號輸入端與影像獲取裝置的影 相輸出端連接。還包括有補光燈，用來給影響獲取裝置對所拍攝的標點進行補光，補光燈設(shè)置在 能夠?qū)τ跋瘾@取裝置進行補光的相對應(yīng)的位置。
3[0008]所述影像獲取裝置為一個高速攝像機，所述標點為一個標點，標點用來設(shè)置在三 相操動機構(gòu)的主軸上。所述影像獲取裝置還可以為三個高速攝像機，三個高速攝像機之間通過同步線連 接；此時所述標點為三個標點，三個標點用來設(shè)置在單相操動機構(gòu)的三個動觸頭拉桿上。本實用新型基于攝影數(shù)字化的非接觸式斷路器動作特性在線檢測裝置通過攝像 機拍攝斷路器傳動機構(gòu)的運動過程，由計算機對所拍攝的影像進行處理分析，提取其行程、 速度等特征從而得到斷路器機械特性的動作特性數(shù)據(jù)。本實用新型開創(chuàng)了將高速攝影技術(shù) 及影像數(shù)字化信息提取技術(shù)應(yīng)用于高壓斷路器機械特性檢測的先河，不僅能夠?qū)\行中斷 路器的機械特性進行在線檢測，而且真正實現(xiàn)了非接觸式檢測，分析能力強，可靠性高；并 且還為保障電力系統(tǒng)的可靠運行提供了支持。總之本實用新型具有重要的學(xué)術(shù)意義和實用 價值，有廣闊的前景。

圖1為本實用新型的實施例一的框圖；圖2為本實用新型的實施例二的框具體實施方式
實施例一如圖1所示，本實用新型基于攝影數(shù)字化的斷路器動作特性在線監(jiān)測 裝置包括標點、高速攝像機、補光燈和計算機，當被測斷路器為三相操動機構(gòu)時，標點設(shè)置 在被測斷路器傳動機構(gòu)的主軸上；高速攝像機設(shè)置在與斷路器傳動機構(gòu)上的標點相適應(yīng)的 位置，用來拍攝斷路器傳動機構(gòu)分合過程中標點的運動過程，補光燈設(shè)置在能夠?qū)Ω咚贁z 像機進行補光的相對應(yīng)的位置；高速攝像機的影像輸出端與計算機的信號輸入端連接，由 計算機對所拍攝圖像進行處理及分析。實施例二 如圖2所示，當被測斷路器為單相操動機構(gòu)時，需要同時拍攝三相的傳 動機構(gòu)的三個動觸頭拉桿，則本裝置包括標點1、標點2和標點3、高速攝像機1、高速攝像機 2和高速攝像機3和補光燈1、補光燈2、補光燈3，以及計算機，標點1、標點2和標點3分別 設(shè)置在被測斷路器傳動機構(gòu)的三個動觸頭拉桿上；三個高速攝像機分別設(shè)置在與斷路器傳 動機構(gòu)上的標點相適應(yīng)的位置，并且三個高速攝像機之間通過同步線連接；三個補光燈分 別設(shè)置在能夠?qū)θ齻€高速攝像機進行補光的相對應(yīng)的位置；三個高速攝像機的影像輸出端 均與計算機的信號輸入端連接，由計算機對所拍攝圖像進行處理及分析。實施例一與實施例二中所用標點為一個邊長為5mm的紅色不粘膠，可方便的貼在 斷路器傳動機構(gòu)上，通過其RGB值可以提取標點中心的坐標。標點同時還具有標定功能，由 于我們拍攝到的圖片是由一個一個像素點組成的，為了得到實際距離，需要知道像素點個 數(shù)和實際距離的對應(yīng)關(guān)系，因為標點的邊長一定，所以可以在圖像中觀察到標點邊長占幾 個像素點，兩者相除便可得到一個像素點對應(yīng)的實際距離，即比例系數(shù)。所用高速攝像機是 能夠以很高的頻率記錄動態(tài)圖像的攝像機，高速攝像機最高分辨率1280x1024時的拍攝速 度是500幀每秒，最高拍攝速度16000幀每秒，通過USB2. 0接口與計算機連接，且本高速攝 像機是手持式的，方便攜帶，可用自帶充電電池供電，也可用交流電源供電，適合野外和實 驗室使用；標準配置1GB緩存，最大可以擴展內(nèi)存3G ；擁有緩存記憶功能，使用CF卡可以拓展其存儲量；具有同步功能，可以對斷路器的三相進行同時拍攝。由于高速攝像機的拍攝速 度幀數(shù)很高，因此每幀圖片的曝光時間非常短，實際拍攝時需要用強光補光燈對拍攝對象 進行補光，所使用的補光燈每個都含有兩個1300W的燈管，拆裝簡便，可伸縮支架的極限高 度為2. 3米。 如圖1和圖2所示，使用實施例一中和實施例二中所述裝置進行測試時，在被測斷 路器傳動機構(gòu)上選擇合適的位置作為拍攝對象(其中實施例一中選擇斷路器的主軸，實施 例二中選擇短路器的動觸頭主拉桿)；用標點對拍攝對象進行標記，然后將用高速攝像機 對被測斷路器傳動機構(gòu)的分和過程進行拍攝得到的運動影像輸入到計算機內(nèi)，由計算機對 影像進行分析處理，得到標記點的運動(行程時間)曲線，根據(jù)得到的運動曲線分析出被試 斷路器的動作特性參數(shù)。
權(quán)利要求一種基于攝影數(shù)字化的斷路器動作特性在線檢測裝置，其特征在于它包括標點，用來標記傳動機構(gòu)的運動過程，標點設(shè)置在斷路器傳動機構(gòu)上；影像獲取裝置，用來拍攝斷路器上標點的運動過程，其設(shè)置在與斷路器傳動機構(gòu)上的標點相適應(yīng)的位置；計算機，用來對圖像進行處理及分析，計算機的信號輸入端與影像獲取裝置的影相輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于攝影數(shù)字化的斷路器動作特性在線檢測裝置，其特征在 于還包括有補光燈，用來給影響獲取裝置對所拍攝的標點進行補光，補光燈設(shè)置在能夠?qū)?影像獲取裝置進行補光的相對應(yīng)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于攝影數(shù)字化的斷路器動作特性在線檢測裝置，其特 征在于所述影像獲取裝置為一個高速攝像機，所述標點為一個標點，標點用來設(shè)置在三相 操動機構(gòu)的主軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于攝影數(shù)字化的斷路器動作特性在線檢測裝置，其特 征在于所述影像獲取裝置為三個高速攝像機，三個高速攝像機之間通過同步線連接；所 述標點為三個標點，三個標點用來設(shè)置在單相操動機構(gòu)的三個動觸頭拉桿上。
專利摘要本實用新型公開了一種基于攝影數(shù)字化的斷路器動作特性在線檢測裝置，裝置包括標點、影像獲取裝置和計算機，標點設(shè)置在斷路器傳動機構(gòu)上，影像獲取裝置設(shè)置在與斷路器傳動機構(gòu)上的標點相適應(yīng)的位置，計算機的信號輸入端與影像獲取裝置的影相輸出端連接。本實用新型采用高速攝像機對被測斷路器傳動機構(gòu)的運動過程進行拍攝得到運動影像并將運動影像輸入到計算機內(nèi)，由計算機對影像進行分析處理，得到標點的運動(行程時間)曲線，根據(jù)得到的運動曲線分析出被試斷路器的動作特性參數(shù)。本方法能夠在線檢測斷路器的動作特性，更為掌握斷路器運行狀況、了解其運行特性奠定了基礎(chǔ)，提高其運行可靠性起到重要作用，并且還為保障電力系統(tǒng)的可靠運行提供了支持。
文檔編號G01P3/68GK201707032SQ20102022303
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者劉佳, 張欲曉, 李成榕, 王偉, 黃興泉 申請人:河南電力試驗研究院