用于测量和检测电气放电的装置、方法和系统的利记博彩app
【专利说明】用于测量和检测电气放电的装置、方法和系统
[0001] 发巧背景
[0002] 本发明设及用于远程地测量和确定电气放电（例如电晕放电）的装置、方法和系 统。
[0003] 不合需要的电气放电经常在诸如变电站处的输电线、变压器W及绝缘子之类的高 压设备中作为电势故障指示出现。电气放电的一种一-电晕放电一-是由例如高电压设备 附近的空气因为形成在该设备附近的高电场而引起的电离所导致的一种现象。电晕放电 出于各种原因出现，然而在许多情况下，运是因为有缺陷的或者设计较差的高压电气设备 (诸如高压绝缘子和套管）、输电线W及变电站等所引起的。电晕放电经常不合需要地导致 电气设备的故障，运进而可能导致断电W及工厂处的生产损失。另外，电晕放电（尤其是大 的电晕放电）的存在对于那些工作中用到高压设备的人（例如操作高压设备W进行维护、 检查等的高压线工人）来说提供了危险和潜在的威胁生命的工作条件。对于高压工程师而 言，电晕是绝缘问题的先兆。
[0004] 因此，期望检测和测量电晕放电，W便至少标识潜在的问题W及减轻与之相关联 的不合需要的问题。然而，存在一个问题，即电晕现象出现在10千伏电压及更高且无法触 及的设备处，运使得该现象难W接近或精确且正确地测量。在高压设备处进行电气连接并 且用仪表来测量实际的电晕电平是不可能的。
[0005] 虽然上述困难和问题此前已由常规的非接触装置和系统通过光学装置和设备来 解决，但本发明至少寻求W不同方式来解决上述困难和问题。
【发明内容】
[0006] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于检测和测量具有放电幅值的电气放电的 设备，其中所述电气放电导致对应的光学福射的放射，所述设备包括：
[0007] 光学接收器装置，所述光学接收器装置被配置成接收来自包括潜在的电气放电的 源的场景的光学福射；
[0008] 第一图像形成装置，所述第一图像形成装置被配置成基于所述光学接收器装置所 接收的光学福射来形成图像；
[000引测量系统，包括：
[0010] 光学地禪合到所述光学接收器装置的光学检测器，所述光学检测器用于接收和处 理来自所述光学接收器装置的光学福射W生成检测器输出；
[0011] 存储器设备，所述存储器设备存储预定的校准数据，所述校准数据包括与电气放 电的幅值相关联的经校准的定量测量值W及与所述经校准的定量测量值对应的检测器参 数，所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；W及
[0012] 定量测量模块，所述定量测量模块被配置成接收特定检测器参数并用所存储的校 准数据来处理所述特定检测器参数W检测电气放电，并且确定与检测到的电气放电的幅值 相关联的定量测量；
[0013] 显示设备，用于显示所述第一图像形成装置所形成的图像；W及
[0014] 图像处理器，所述图像处理器被配置成将所确定的定量测量叠放在所述显示设备 所显示的图像上。
[0015] 所述定量测量模块可被配置成通过W下步骤来用所存储的校准数据来处理所接 收的检测器参数：
[0016] 将所接收的检测器参数与构成所述校准数据的一部分的检测器参数作比较；
[0017] 当匹配时，取回对应于匹配的检测器参数的经校准定量测量值，其中匹配导致检 测到电气放电，W及
[0018] 可选地使用所取回的经校准的定量测量值W确定与所检测到的电气放电的幅值 相关联的定量测量。
[0019] 所述设备可W是便携式相机的形式，所述便携式相机包括：电源；便携式外壳，其 限定至少一个光学孔径W使得源自所述便携式外壳之外的光学福射进入到所述外壳中，其 中所述外壳封装所述设备的各组件；W及至少一个目镜，所述至少一个目镜可与所述显示 设备视觉上对准W准许观看所述显示设备。
[0020] 所述光学接收器装置可包括：
[0021] 光收集器，所述光收集器包括一个或多个光学透镜和/或滤波器W接收光学福 射；化及
[0022] 分束器，所述分束器光学地禪合到所述光收集器并且被配置成将接收到的光学福 射的光谱的全部或部分反射到所述图像形成装置W及反射到所述测量系统。
[0023] 所述设备可包括距离确定装置，所述距离确定装置被配置成确定所述设备与潜在 的电气放电或潜在的电气放电的源之间的距离，其中所述定量测量模块被配置成使用所确 定的距离和与接收到的检测器参数相关联的经校准的定量测量值来确定所检测到的电气 放电的定量测量；并且可选地其中所述定量测量模块被配置成在确定所检测到的电气放电 的定量测量时应用大气校正因子。
[0024] 所述设备可被校准到光学福射的校准源，经校准的定量测量值是与所述校准源相 关联的溫度、福射度、W及功率中的一者或多者；W及其中构成所述校准数据的一部分的检 测器参数对应于经校准的定量测量值。
[00巧]所述校准源可W是黑体校准源；并且其中如果经校准的定量测量值是溫度，贝U所述定量测量模块可被配置成通过应用普朗克黑体公式来确定所述电气放电的发射度功 率：
[0026]
[0027] 所述光学检测器可包括：用于将来自接收到的光学福射的光子转换成光-电子 的光电阴极，禪合到所述光电阴极的用于向所述光-电子施加增益W将其放大的倍增器装 置；W及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出光子作为检测器输出。
[0028] 所述设备可包括第二图像形成装置，所述第二图像形成装置有效地连接到所述光 学检测器的阳极W由此生成光子输出的图像，其中所述图像处理装置被配置成将所述第二 图像形成装置所形成的图像叠放在所述第一图像形成装置所形成的图像上。需要注意，所 述第一图像形成装置可W是经由与所述相机相关联的显示设备（例如LCD(液晶显示器）/LED(发光二极管）显式屏）形成和/或显示的图像。所述第一图像形成装置可包括用于形 成场景的常规视觉图像的常规视频和/或图像电路和/或处理器。
[0029] 在一个示例实施例中，所述测量系统可包括电流测量模块，所述电流测量模块被 配置成在将接收到的光学福射处理成输出光子时确定与光电阴极和阳极之一相关联的电 气参数，并且其中所述定量测量模块所接收的特定检测器参数是所确定的电气参数。所述 电气参数可W是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学福射W生成所述检测器输出 时所抽取的阳极电流，W使得所述校准数据包括多个阳极电流值W及与电气放电的幅值相 关联的对应的经校准的定量测量值。在一些示例实施例中，所述电气参数是与所述光电阴 极或所述阳极相关联的电流、电压、电阻和功率中的一者或多者的形式。
[0030] 在本发明的另一示例实施例中，所述存储器设备可存储与所述检测器输出相关联 的预定的校准设定点和/或与所述光电阴极和所述阳极之一相关联的电气参数W生成所 述检测器输出，其中所述测量系统可包括：
[0031] 参数监视模块，所述参数监视模块被配置成接收指示所述检测器输出和/或所述 电气参数的信息W根据相应的校准设定点来确定其变化；W及
[0032] 增益控制器模块，所述增益控制器模块被配置成响应于根据相应的校准设定点确 定接收到的检测器输出和/或电气参数的变化而将所述光学检测器的检测器参数校正或 调节成经校正的检测参数，W便维持检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间 的预定关系，
[0033] 其中可被接收W供所述定量测量模块处理的所述特定检测器参数是经校正的检 测参数，并且其中所述校准数据包括检测器参数和与电气放电的幅值相关联的对应的经校 准的定量测量值，所述检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间的预定关系被 维持在所述所述经校准的定量测量值。
[0034] 所述电气参数可W是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学福射W生成所 述检测器输出时所抽取的阳极电流，所述检测器输出可与所述光学检测器输出的光子数有 关，并且所述检测器参数可W是所述光学检测器的增益或应用于所述光电阴极的口脉宽， 因此可W是所述光学检测器的总体时间平均增益，并且其中所述校准数据可包括增益或脉 宽值W及与电气放电的幅值相关联的对应的经校准的定量测量值，在经校准的定量测量值 处，检测器输出和/或阳极电流处于或等于该对应的校准设定点。
[0035] 根据本发明的第二方面，提供了一种用于测量具有放电幅值的电气放电的方法， 其中所述电气放电导致对应的光学福射的放射，所述方法包括：
[0036] 在存储器设备中存储与光学检测器相关联的检测器输出和/或电气参数的预定 校准设定点，其中所述电气参数与所述光学检测器的操作相关联；
[0037] 存储在所述存储器设备中的预定校准数据包括与电气放电的幅值相关联的经校 准的定量测量值W及与所述光学检测器的操作相关联的对应的检测器参数，其中构成所述 校准数据的一部分的所述检测器参数被选择成将所述检测器输出和/或电气参数维持在 所预定的校准设定点；
[003引接收指示所监视的检测器输出和/或电气参数的信息，
[0039] 确定所监视的检测器输出和/或电气参数响应于所述光学检测器暴露于来自所 述电气放电的光学福射的放射而相对于存储器设备中存储的相关联的预定的校准设定点 的变化；
[0040] 如果变化被确定，则将与所述光学检测器的操作相关联的检测器参数校正或调节 至经校正的检测器参数，W便将所述检测器输出和/或电气参数维持在对应的校准设定 点；化及
[0041] 使用经校正的检测器参数和所存储的校准数据来确定与所述电气放电的幅值相 关联的定量测量。
[0042] 所述检测器参数可W是与所述光学检测器的总体时间平均增益相关联的检测器 增益值或脉宽值，其中所述检测器输出可与所述光学检测器输出的光子数有关，并且其中 经校准的定量测量值包括与所述电气放电相关联的溫度和福射度值之一。所述方法可包括 将经校正的检测器增益值与预定的校准数据一起使用W确定与所述光学检测器接收到的 电气放电相关联的输入福射度的量和/或溫度。
[0043] 所述方法可包括提供光学检测器设备的步骤，所述光学检测器设备包括：可用于 将来自接收到的光学福射的光子转换成光电子的光电阴极；禪合到所述光电阴极的可用于 向所述光电子施加增益W将其放大的倍增器装置；W及阳极，所述阳极被配置成将经放大 的电子转换成输出光子作为检测器输出。
[0044] 所述电气参数可W是所述光学检测器的阳极在处理接收到的光学福射W生成所 述检测器输出时所抽取的阳极电流，所述方法因此包括确定所述阳极电流。
[0045] 所述方法可包括：
[0046] 使用经校正的检测器参数作为所述校准数据的输入W通过将经校正的检测器参 数与校准数据中所存储的进行匹配并取回与其相关联的校准定量测量值来确定与所述光 学检测器接收的输入光学福射有关的相关联的经校准的定量测量值；
[0047] 确定或测量从所述光学检测器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离；W及
[0048] 通过将所取回的经校准的定量测量值乘W距离商的平方来确定与所述电气放电 的幅值相关联的定量测量，其中所述距离商是所确定的光学检测器和电气放电之间的距离 与光学检测器和光学检测器藉W进行校准的电气放电的源之间的经校准的距离的商。
[0049] 所述方法可包括，尤其是如果经校准的定量值是溫度：
[0050] 将所取回的经校准的定量测量值与普朗克黑体公式一起使用：
[0051]
[0052] 来确定所述电气放电的功率。
[0053] 所述方法可包括通过W下步骤来对所述光学检测器设备进行校准：
[0054] 确定所述检测器输出和/或所述电气参数的校准设定点；W及
[00巧]针对变化的输入光学福射对所述检测器参数进行校准，W使所述光学检测器的检 测器输出和/或电气参数在所确定的校准设定点保持恒定，其中校准步骤包括通过确定和 存储与关联于电气放电的校准源的变化的输入电气放电的幅值相关联的经校准的定量测 量值来确定所述校准数据，W及为每个经确定和存储的经校准的定量测量值确定和存储使 所述检测器输出和/或电气参数在所确定的校准设定点保持恒定所需的相关联的检测器 参数。
[0056] 所述校准数据可包括经校准的定量测量值相对于检测器参数的校准曲线或查找 表，所述方法因此可包括使用经校正的检测器参数作为所述校准曲线或查找表的输入，由 此确定对应的经校准的定量测量值。
[0057] 所述方法可包括通过操作与所述光学检测器相关联的倍增器装置来由此改变施 加的增益或改变施加到与所述光学检测器相关联的光电阴极的口脉冲的占空比来由此调 节所述光学检测器的时间平均增益来校正或调节所述光学检测器的增益。在后一种情况 下，所述倍增器装置的增益或电压被保持恒定，W便在遍及所述光学检测器具有恒定的光 子强度和大小。
[0058] 所述方法可包括W瓦特、光子、或瓦特每秒为单位提供定量测量。
[0059] 根据本发明的第Ξ方面，提供了一种用于测量具有放电幅值的电气放电的系统， 其中所述电气放电导致对应的光学福射的放射，所述系统包括：
[0060] 存储数据的存储器设备；
[0061] 参数监视模块，所述参数监视模块被配置成接收指示与光学检测器相关联的检测 器输出和/或电气参数的信息W确定其响应于所述光学检测器暴露于光学福射的放射而 相对于相关联的预定的校准设定点的变化；
[0062] 增益控制器模块，所述增益控制器模块被配置成响应于确定接收到的检测器输出 和/或电气参数的变化而将所述光学检测器的检测器参数校正或调节成经校正的检测器 参数，W便由此维持接收到的检测器输出和/或电气参数和对应的校准设定点之间的预定 关系，其中所述检测器参数是与所述光学检测器相关联的操作参数；W及
[0063] 定量测量模块，所述定量测量模块被配置成使用经校正的检测器参数来确定与所 述电气放电的幅值相关联的定量测量。
[0064] 所述检测器参数可W是与所述光学检测器的整体时间平均增益相关联的检测器 增益值或脉宽值，并且其中所述检测器输出是所述光学检测器输出的光子数或与该光子数 有关。
[0065] 所述定量测量模块可被配置成将经校正的增益值与存储在所述存储器设备中的 预定的校准数据一起使用来确定与所述光学检测器接收的光学福射相关联的经校准的定 量测量值，其中所述校准数据包括与电气放电的幅值W及对应于该幅值的检测器参数相关 联的经校准的定量测量值。
[0066] 所述系统可包括被配置成确定经校正的增益值的增益确定模块。
[0067] 所述系统可包括操作地连接到所述光学检测器的用于形成所述检测器输出的图 像的图像形成装置。
[0068] 所述系统可包括所述光学检测器，所述光学检测器包括：可用于将来自接收到的 光学福射的光子转换成光电子的光电阴极，禪合到所述光电阴极的用于向所述光电子施加 增益W将其放大的倍增器装置；W及阳极，所述阳极被配置成将经放大的电子转换成输出 光子作为检测器输出，其中所述电气参数是所述光学检测器的阳极在使用中提供所述检测 器输出时所抽取的电流。
[0069] 所述系统可包括距离确定装置，所述距离确定装置被配置成确定从所述光学检测 器到所述电气放电或所述电气放电的源的距离。
[0070] 所述定量