本發(fā)明涉及本發(fā)明屬于電力輸電設(shè)備故障診斷領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路故障檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著全球電網(wǎng)規(guī)模的迅猛發(fā)展，特別是特高壓輸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，輸電線路故障問題日益突出?？焖贉?zhǔn)確地定位故障問題，盡早發(fā)現(xiàn)故障，避免電網(wǎng)癱瘓是每個(gè)電力檢修公司迫切需要解決的問題。

研究表明輸電線路故障前期多為電壓型故障，即電暈放電。電暈放電產(chǎn)的電磁波的波長范圍一般在200nm～500nm之間，放電的峰值波長在340nm～360nm之間。輸電線路故障晚期多為電流致熱型故障，電流型故障輻射的電磁波主要集中在紅外譜段。目前常見的日盲紫外/可見復(fù)合型故障檢測系統(tǒng)主要對電暈放電的日盲紫外譜段(波長200nm～280nm)進(jìn)行探測，由于電暈放電在日盲紫外譜段能量較少，因此故障診斷率不高?？梢姽庾V段只適用于白天檢測，無法在夜間巡檢，同時(shí)無法檢測電流型故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種輸電線路故障檢測裝置及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的故障診斷率不高，無法實(shí)現(xiàn)全天候電壓型故障和電流型故障同時(shí)檢測的問題。

第一方面，本發(fā)明提供一種輸電線路故障檢測系統(tǒng)，包括光窗口、分光鏡、紅外圖像采集裝置、紫外物鏡、寬譜段紫外濾光片、日盲紫外濾光片、紫外探測器、圖像融合處理系統(tǒng)、輸出裝置，所述分光鏡與所述光窗口的光軸夾角為45度，經(jīng)過所述分光鏡透射的光線進(jìn)入到所述紅外圖像采集裝置，所述紅外圖像采集裝置將采集到的紅外光數(shù)據(jù)傳送至所述圖像融合處理系統(tǒng)；

經(jīng)過所述分光鏡反射的光線通過紫外物鏡，在第一時(shí)刻時(shí)經(jīng)過所述寬譜段紫外濾光片照射在所述紫外探測器上或在第二時(shí)刻時(shí)經(jīng)過所述日盲紫外濾光片照射在所述紫外探測器上，所述紫外探測器將采集到的紫外光數(shù)據(jù)傳送至所述圖像融合處理系統(tǒng)；

所述圖像融合處理系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述紅外光數(shù)據(jù)和/或紫外光數(shù)據(jù)通過所述輸出裝置輸出。

可選地，所述光窗口為可透過波長200nm至380nm和7.5μm至14μm范圍內(nèi)光的光窗口。

可選地，所述分光鏡為可透射波長7.5μm至14μm譜段的長波紅外光的分光鏡。

可選地，所述分光鏡為可反射波長在200nm至380nm的紫外線的分光鏡。

可選地，所述分光鏡為可透射波長7.5μm至14μm譜段的長波紅外光且可反射波長在200nm至380nm的紫外線的分光鏡。

可選地，所述紅外圖像采集裝置為紅外線相機(jī)，所述紫外探測器為增強(qiáng)電荷耦合器件。

可選地，所述輸出裝置為顯示器。

可選地，所述輸出裝置為打印機(jī)。

第二方面，本發(fā)明提供一種輸電線路故障檢測方法，基于上述的輸電線路故障檢測裝置，所述方法包括：

步驟一、打開可變譜段輸電線路故障檢測系統(tǒng)，開機(jī)準(zhǔn)備測試；

步驟二、選擇使用的通道，紫外通道開啟轉(zhuǎn)入步驟三，紅外通道開啟轉(zhuǎn)入步驟五；

步驟三、判斷背景輻射是否達(dá)到閾值，若達(dá)到則選擇日盲紫外濾光片，否則選擇寬光譜紫外濾光片；

步驟四、紫外通道調(diào)焦及變倍，采集紫外圖像；

步驟五、紅外相機(jī)調(diào)焦及變倍，采集紅外圖像；

步驟六、圖像融合處理系統(tǒng)對輸入圖像進(jìn)行處理；

步驟七、處理后圖像在輸出裝置進(jìn)行輸出；

步驟八、根據(jù)圖像信息判斷故障并記錄。

可選地，紫外通道和紅外通道可單獨(dú)使用也可同時(shí)使用。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供的輸電線路故障檢測裝置及方法可對電暈放電峰值譜段340nm～360nm進(jìn)行探測，有效提升了故障檢測的靈敏度。同時(shí)可對日盲紫外譜段成像，有效避免太陽背景輻射的影響。長波紅外譜段成像可以有效檢測電流型故障，可同時(shí)在白天和夜間進(jìn)行電路故障檢測和處理。實(shí)現(xiàn)了輸電線路故障全天候檢測，同時(shí)有效提升了電路故障診斷率。

附圖說明

圖1a為本發(fā)明實(shí)施例中提供一種輸電線路故障檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b為本發(fā)明實(shí)施例中提供一種輸電線路故障檢測裝置的檢測流程圖

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中提供一種輸電線路故障檢測方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的內(nèi)容以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

結(jié)合圖1a所示，本發(fā)明提供一種輸電線路故障檢測系統(tǒng)，包括光窗口、分光鏡、紅外圖像采集裝置、紫外物鏡、寬譜段紫外濾光片、日盲紫外濾光片、紫外探測器、圖像融合處理系統(tǒng)、輸出裝置，所述分光鏡與所述光窗口的光軸夾角為45度，經(jīng)過所述分光鏡透射的光線進(jìn)入到所述紅外圖像采集裝置，所述紅外圖像采集裝置將采集到的紅外光數(shù)據(jù)傳送至所述圖像融合處理系統(tǒng)；

經(jīng)過所述分光鏡反射的光線通過紫外物鏡，在第一時(shí)刻時(shí)經(jīng)過所述寬譜段紫外濾光片照射在所述紫外探測器上或在第二時(shí)刻時(shí)經(jīng)過所述日盲紫外濾光片照射在所述紫外探測器上，所述紫外探測器將采集到的紫外光數(shù)據(jù)傳送至所述圖像融合處理系統(tǒng)；

所述圖像融合處理系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述紅外光數(shù)據(jù)和/或紫外光數(shù)據(jù)通過所述輸出裝置輸出。

可選地，所述光窗口為可透過波長200nm至380nm和7.5μm至14μm范圍內(nèi)光的光窗口。

可選地，所述分光鏡為可透射波長7.5μm至14μm譜段的長波紅外光的分光鏡。

可選地，所述分光鏡為可反射波長在200nm至380nm的紫外線的分光鏡。

可選地，所述分光鏡為可透射波長7.5μm至14μm譜段的長波紅外光且可反射波長在200nm至380nm的紫外線的分光鏡。

可選地，所述紅外圖像采集裝置為紅外線相機(jī)，所述紫外探測器為增強(qiáng)電荷耦合器件。

可選地，所述輸出裝置為顯示器。

可選地，所述輸出裝置為打印機(jī)。

如圖1a和圖1b所示，本發(fā)明實(shí)施例中的輸電線路故障檢測裝置，采用共光路的紫外譜段和長波紅外譜段對輸電線路故障進(jìn)行檢測，通過雙光路圖像融合處理準(zhǔn)確定位輸電線路的電壓型故障和電流致熱型故障。輸電線路故障檢測裝置包括：光窗口1、分光鏡2、紅外線相機(jī)3、紫外物鏡4、寬譜段紫外濾光片5、日盲紫外濾光片6、紫外探測器7、圖像融合處理系統(tǒng)8、輸出裝置9，其中紫外光路與紅外光路共光軸。光窗口1可透過波長200nm～380nm和7.5μm～14μm范圍內(nèi)的光。分光鏡2與光軸夾角45°，透射波長7.5μm～14μm譜段的長波紅外光，長波紅外線進(jìn)入紅外相機(jī)7進(jìn)行成像，采集的圖像送入圖像融合處理系統(tǒng)8，通過輸出裝置9呈現(xiàn)給用戶。長波紅外譜段受大氣環(huán)境及太陽背景輻射影響較小，在白天及夜間均可良好成像，主要用于定位電流致熱型故障，同時(shí)也可以在雙光路復(fù)合后為紫外光路提供定位。

如圖1所示,分光鏡2反射波長在200nm～380nm的紫外線，反射光線通過紫外物鏡4后，通過寬譜段紫外濾波片5進(jìn)行截止過濾，波長在200nm～380nm范圍的紫外線到達(dá)紫外探測器7。也可通過濾光片轉(zhuǎn)換裝置切換為日盲紫外濾光片6，通過日盲紫外濾光片6進(jìn)行截止過濾，波長在200nm～280nm范圍的日盲紫外線到紫外達(dá)探測器7。采集的紫外圖像送入圖像融合處理系統(tǒng)8，通過輸出裝置9呈現(xiàn)給用戶。在太陽背景輻射較強(qiáng)的條件下切換至日盲紫外濾光片6可有效避免背景輻射造成的干擾和誤判。在太陽背景輻射較弱的條件下，使用寬譜段紫外濾光片5可有效提升檢測靈敏度，避免微弱電暈放電現(xiàn)象的漏檢。

結(jié)合圖1b和圖2，前文中介紹一種輸電線路故障檢測裝置，對應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種輸電線路故障檢測方法，所述方法包括：

步驟一、打開可變譜段輸電線路故障檢測系統(tǒng)，開機(jī)準(zhǔn)備測試；

步驟二、選擇使用的通道，紫外通道開啟轉(zhuǎn)入步驟三，紅外通道開啟轉(zhuǎn)入步驟五；

步驟三、判斷背景輻射是否達(dá)到閾值，若達(dá)到則選擇日盲紫外濾光片，否則選擇寬光譜紫外濾光片；

步驟四、紫外通道調(diào)焦及變倍，采集紫外圖像；

步驟五、紅外相機(jī)調(diào)焦及變倍，采集紅外圖像；

步驟六、圖像融合處理系統(tǒng)對輸入圖像進(jìn)行處理；

步驟七、處理后圖像在輸出裝置進(jìn)行輸出；

步驟八、根據(jù)圖像信息判斷故障并記錄；

步驟九、關(guān)機(jī)結(jié)束輸電線路故障檢測。

需說明的是，紫外通道和紅外通道可單獨(dú)使用也可同時(shí)使用。

根據(jù)背景輻射強(qiáng)弱切換紫外濾光片，背景輻射弱選擇寬光譜紫外濾光片，背景輻射強(qiáng)選擇日盲紫外濾光片，當(dāng)背景輻射達(dá)到閾值時(shí)候認(rèn)為背景輻射強(qiáng)，當(dāng)背景輻射未達(dá)到閾值時(shí)候認(rèn)為背景輻射弱，對于本實(shí)施例中提到的閾值，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得也可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，對此不做限定。

本發(fā)明的輸電線路故障檢測方法可對電暈放電峰值譜段340nm～360nm進(jìn)行探測，有效提升了故障檢測的靈敏度。同時(shí)可對日盲紫外譜段成像，有效避免太陽背景輻射的影響。長波紅外譜段成像可以有效檢測電流型故障，可同時(shí)在白天和夜間進(jìn)行電路故障檢測和處理。實(shí)現(xiàn)了輸電線路故障全天候檢測，同時(shí)有效提升了電路故障診斷率。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括：只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。

以上對本發(fā)明所提供的一種輸電線路故障檢測裝置及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。