隨著我國高壓輸電網(wǎng)絡(luò)及高鐵線路的快速發(fā)展,保障高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的安全,不僅僅涉及到生產(chǎn)生活,更涉及到人民的生命財產(chǎn)安全。
由于設(shè)計不合理、設(shè)備質(zhì)量問題、環(huán)境影響、絕緣層老化等原因會引起電場集中而發(fā)生電暈放電,電暈放電對高壓輸電線路及高壓設(shè)備危害巨大會導(dǎo)致電力系統(tǒng)干線發(fā)生故障,導(dǎo)致全電網(wǎng)電力中斷,并由此對社會帶來巨大的危害。所以對電暈放電,尤其是處于問題早期的電暈放電進(jìn)行檢測非常重要。
傳統(tǒng)檢測電暈放電的方法,紅外熱成像技術(shù)、超聲探測技術(shù)均有非常大的缺陷,難以滿足電網(wǎng)的要求。這是因為太陽光中含有很強的紅外線,且在室外環(huán)境,熱源較多,用紅外熱成像技術(shù)會導(dǎo)致誤檢率很高。超聲探測技術(shù)能夠定位放電源,但其靈敏度不高不能檢測早期的放電,且受限于超聲波的在空氣中的傳播,無法判斷放電量的大小。因此在我國的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)及高鐵牽引電路中,電暈放電,尤其是處于問題早期的電暈放電檢測是急需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。
日盲型相機
電暈放電在日盲紫外波段(240-280nm)具有微弱的發(fā)光,對這個波段進(jìn)行檢測,可以屏蔽太陽光的干擾,提高檢測的準(zhǔn)確性。日盲紫外探測器(下圖為響應(yīng)曲線)作為一種全新的技術(shù)運用于電暈檢測,具有傳統(tǒng)技術(shù)所不具有的優(yōu)勢,其創(chuàng)造性的像增強器加濾光片技術(shù),不僅可以對太陽光有更好的阻斷作用,而且可以在日盲區(qū)域有光子級別的靈敏度,可以檢測到極其微弱的漏電電弧,可以在危險的早期提前發(fā)現(xiàn)問題。日盲紫外成像技術(shù)具有不受太陽光干擾,具備超高靈敏度,辨識準(zhǔn)確等優(yōu)勢,可第一時間發(fā)現(xiàn)漏電源,將危害發(fā)現(xiàn)并控制在前期,對于電網(wǎng)安全輸運具有極大的意義。其高靈敏度,全天候工作,定位準(zhǔn)確,誤檢率低等優(yōu)點,非常適合新一代電網(wǎng)離線檢測、帶電檢測的要求,與機器人、無人機等平臺進(jìn)行集成可用于巡檢或航拍,是解決電力輸運過程中電暈放電監(jiān)測的方案。

受限于技術(shù)及成本,早期的日盲紫外探測器一般采用工業(yè)相機加日盲濾光片的方案,這種方案既無法對太陽光產(chǎn)生很好的截止,而相機本身對于紫外日盲波段的響應(yīng)也非常差,導(dǎo)致這種方案只能對很強的電暈信號進(jìn)行檢測,而此時已經(jīng)到了電暈危害的后期,極易造成重大不可逆的危險。
使用紫外日盲像增強器加濾光片的方案,既可以對太陽光有極好的截止,同時像增強器又可以產(chǎn)生104--105的光信號放大,可以實現(xiàn)對日盲紫外信號光子級的靈敏度,因此是檢測電暈放電的最佳手段。但是因為在相機前集成了像增強器,其價格通常十分昂貴,很難實現(xiàn)常規(guī)化網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用。
Photonis作為全球像增強器的領(lǐng)導(dǎo)廠商,具有80多年的歷史。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在微光增強,工業(yè)監(jiān)測,質(zhì)譜儀器,離子探測等領(lǐng)域。其創(chuàng)新性的Hi-QE光陰極技術(shù)可以提高弱光探測靈敏度,并可以提供極高的空間分辨率。
憑借其多年的技術(shù)積累及全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)能力,Photonis在2021年正式推出了INocturn-SUV系列紫外日盲相機,其不僅可以提供光子級別的紫外日盲響應(yīng),而且可以為客戶提供可媲美于工業(yè)相機的成本優(yōu)勢。使得紫外日盲成像技術(shù)在電暈監(jiān)測上的應(yīng)用有了工業(yè)化,規(guī)模化的可能。這對于建設(shè)智慧電網(wǎng),安全電網(wǎng)具有極大的意義,可解決我國電力輸送中安全檢測的一大難點。

一、產(chǎn)品特點
日盲型相機,通過專用的光陰極加濾光片技術(shù),可以對太陽光有極高的截止性。
像增強技術(shù),可以對日盲區(qū)紫外信號有104--105 倍的增強,可以檢測到以往技術(shù)檢測不到的極其微弱的電弧,以達(dá)到更高的電網(wǎng)安全性。
相機靶面,9.9mm x 12.4mm
分辨率,1280 x 1024 Pixels, 1.3 Mpx
幀速,50, 60 or 100 fps with full field resolution (set on user request)
體積,34/37 x 37 x 85 mm excluding connectors
重量,< 170 g
工作溫度,-10 ℃-55℃
二、原理示意圖

三、工作示意圖
紫外日盲相機通常集成在無人機、機器人、或手持式設(shè)備中用于電路的巡檢,同時通常會搭配可見光相機做圖像融合,以獲得背景光及電放電的整體可視化圖像信息。

日盲型相機專業(yè)用于高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的巡檢,其創(chuàng)造性的像增強器加濾光片技術(shù),不僅可以對太陽光有更好的阻斷作用,而且可以在日盲區(qū)域有光子級別的靈敏度,可以檢測到極其微弱的漏電電弧。Photonis利用新的 MCP 技術(shù),改進(jìn)了日盲相機的結(jié)構(gòu),讓日盲相機也像可見光相機一樣擁有非常高的分辨率,讓日盲高清成像成為可能。
審核編輯 黃宇
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日盲紫外相機在高壓電網(wǎng)巡檢的應(yīng)用
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