日盲紫外相機在高壓電網巡檢的應用

隨著我國高壓輸電網絡及高鐵線路的快速發(fā)展，保障高壓輸電網絡的安全，不僅僅涉及到生產生活，更涉及到人民的生命財產安全。

由于設計不合理、設備質量問題、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備危害巨大會導致電力系統(tǒng)干線發(fā)生故障，導致全電網電力中斷，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、超聲探測技術均有非常大的缺陷，難以滿足電網的要求。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，用紅外熱成像技術會導致誤檢率很高。超聲探測技術能夠定位放電源，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絡及高鐵牽引電路中，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鍵技術問題之一。

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，對這個波段進行檢測，可以屏蔽太陽光的干擾，提高檢測的準確性。日盲紫外探測器(下圖為響應曲線)作為一種全新的技術運用于電暈檢測，具有傳統(tǒng)技術所不具有的優(yōu)勢，其創(chuàng)造性的像增強器加濾光片技術，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)現問題。日盲紫外成像技術具有不受太陽光干擾，具備超高靈敏度，辨識準確等優(yōu)勢，可第一時間發(fā)現漏電源，將危害發(fā)現并控制在前期，對于電網安全輸運具有極大的意義。其高靈敏度，全天候工作，定位準確，誤檢率低等優(yōu)點，非常適合新一代電網離線檢測、帶電檢測的要求，與機器人、無人機等平臺進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生很好的截止，而相機本身對于紫外日盲波段的響應也非常差，導致這種方案只能對很強的電暈信號進行檢測，而此時已經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生104--105的光信號放大，可以實現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，很難實現常規(guī)化網絡化的應用。

Photonis作為全球像增強器的領導廠商，具有80多年的歷史。其產品廣泛應用在微光增強，工業(yè)監(jiān)測，質譜儀器，離子探測等領域。其創(chuàng)新性的Hi-QE光陰極技術可以提高弱光探測靈敏度，并可以提供極高的空間分辨率。

憑借其多年的技術積累及全產業(yè)鏈的生產能力，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，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在電暈監(jiān)測上的應用有了工業(yè)化，規(guī)模化的可能。這對于建設智慧電網，安全電網具有極大的意義，可解決我國電力輸送中安全檢測的一大難點。

一、產品特點

日盲型相機，通過專用的光陰極加濾光片技術，可以對太陽光有極高的截止性。

像增強技術，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檢測不到的極其微弱的電弧，以達到更高的電網安全性。

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)用于高壓輸電網絡的巡檢，其創(chuàng)造性的像增強器加濾光片技術，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，改進了日盲相機的結構，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