一种高压电电弧放电检测抓拍方法及装置

技术领域

本发明涉及一种高压电电弧放电检测抓拍方法及装置，属于光电检测技术领域。

背景技术

电晕、电弧、燃弧是高压电将周围绝缘介质电离，从而造成的一种气体或液体局部放电现象，是电流通过某些绝缘介质所产生的瞬间火花或放电。对于一般的高压输电装置而言，电晕、电弧等会带来电能消耗，同时会影响干扰无线电波。因此需要对电气设备的放电现象进行实时检测，判断放电状态及能量大小等，以此来判断原因。

电气设备放电伴随着紫外波段的电磁波能量发射，以及放电声音的发出。紫外光电传感器和声音振动传感器是检测电弧放电的通用方式。声音传感器通过捕捉电气设备放电过程中产生的声音，来检测是否有电弧放电现象产生，属于间接式测量，较难以直接获得放电能量的大小。紫外光电传感器包括紫外光电二极管、紫外CCD相机等，其能够将捕捉到的紫外光子能量转化为电能输出，从而对紫外波进行检测，根据紫外能量的强弱，可判断出电弧放电能量的大小。紫外光电探测器一般只能反映出电弧的有无和强弱，无法对电弧的具体形态进行抓拍，紫外CCD相机可以对电弧的具体形态进行拍照，但一般电弧放电的持续时间很短，在几个毫秒，如果利用紫外相机进行连续抓拍的话，紫外相机的帧率要求在500fps以上，成本极高。一般的紫外相机帧率在几十fps，容易将电弧放电漏拍。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高压电电弧放电检测抓拍方法及装置，解决高压电电弧难以进行抓拍的技术问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种高压电电弧放电检测抓拍方法，包括：

获取所述高压电电弧的光信号；

对所述光信号在时间上进行积分生成累积能量；

当所述累积能量达到预设的启动能量阈值时，发出抓拍的触发信号。

可选的，所述累积能量S：

式中，S(t)为t时刻的光信号，T为累积时长。

可选的，还包括：

获取所述触发信号后，相机开始曝光，并重复以下步骤：

当曝光时长达到所述相机的连续曝光时长，则判断累积能量是否高于预设的连续抓拍能量阈值：

若是，则所述相机进行下一次曝光；

若否，则所述相机停止曝光。

第二方面，本发明提供了一种高压电电弧放电检测抓拍装置，包括依次电性连接的感光传感器、信号处理模块以及相机，所述感光传感器和相机均设置于待测装置一侧，所述感光传感器用于感应所述待测装置产生的高压电电弧并生成光信号，所述信号处理模块获取所述光信号并采用如上述的高压电电弧放电检测抓拍方法生成触发信号，所述相机获取所述触发信号并对所述高压电电弧进行抓拍。

可选的，所述感光传感器和相机分别采用紫外光电二极管传感器和紫外CCD相机。

可选的，所述信号处理模块采用MCU、DPS或FPGA处理器。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供的一种高压电电弧放电检测抓拍方法及装置，采用感光传感器和相机相结合的方式，通过对光信号进行时间积分计算累积能量，根据累积能量发出抓拍的触发信号；降低了对相机的帧率的要求，有利于降低成本；同时有效的对高压电电弧进行抓拍；感光传感器和相机可分别采用紫外光电二极管传感器和紫外CCD相机，充分利用紫外光电二极管传感器的高灵敏度特性和紫外CCD的图像抓拍功能，基于紫外光电二极管的能量输出来触发紫外CCD相机进行曝光，并控制其曝光时长，实现对电弧放电的检测和图像抓拍。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种高压电电弧放电检测抓拍方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种高压电电弧放电检测抓拍装置的结构图；

图中标记为：

1-感光传感器，2-信号处理模块，3-相机，4-待测装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供了一种高压电电弧放电检测抓拍方法，包括：

步骤S1、获取所述高压电电弧的光信号。

步骤S2、对所述光信号在时间上进行积分生成累积能量；

具体在本实施方式中：所述累积能量S：

式中，S(t)为t时刻的光信号，T为累积时长。

步骤S3、当所述累积能量达到预设的启动能量阈值D时(即S＝D)，发出抓拍的触发信号。

步骤S301、获取所述触发信号后，相机开始曝光：

步骤S302、当曝光时长达到所述相机的连续曝光时长W，则判断累积能量是否高于预设的连续抓拍能量阈值P：

若是，则所述相机进行下一次曝光，并返回步骤S302；

若否，则所述相机停止曝光。

在第一次曝光结束后，相机输出第一张图像；若满足，

则，进行第二次曝光，在第二次曝光结束后，相机输出第二张图像；若满足，

则，进行第三次曝光，以此类推，直至：

则，停止曝光，完成抓拍。

在具体的实施方式中，连续曝光时长W、连续抓拍能量阈值P、启动能量阈值D均可以根据具体的使用场景进行调整。

实施例二：

如图2所示，本发明实施例提供了一种高压电电弧放电检测抓拍装置，包括依次电性连接的感光传感器1、信号处理模块2以及相机3，所述感光传感器1和相机3均设置于待测装置4一侧，所述感光传感器1用于感应所述待测装置4产生的高压电电弧并生成光信号，所述信号处理模块2获取所述光信号并采用如上述的高压电电弧放电检测抓拍方法生成触发信号，所述相机3获取所述触发信号并对所述高压电电弧进行抓拍。

在本具体实施方式中，所述感光传感器1和相机3分别采用紫外光电二极管传感器和紫外CCD相机。所述信号处理模块2采用MCU、DPS或FPGA处理器。本实施例，将紫外光电二极管传感器和紫外CCD相机结合使用，充分利用紫外光电二极管传感器的高灵敏度特性和紫外CCD的图像抓拍功能，基于紫外光电二极管的能量输出来触发紫外CCD相机进行曝光，并控制其曝光时长，实现对电弧放电的检测和图像抓拍。在其他实施方式中，所述感光传感器1和相机3也可以采用其他的元件。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。