[发明专利]一种用于高铁的双波段成像放电检测仪及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电探测领域，尤其涉及一种用于高铁的双波段成像放电检测仪及其使用方法。

背景技术

高铁机车运行时，通过其顶部的受电弓从高压接触线获取所需的电流，当二者良好接触时，两者的电压相等。但当受电弓在升弓取流时，由于接触网硬点、接触网(受电弓弓头)的振动、导高突变、接触网(受电弓)结冰、接触网锈蚀等原因会造成“弓-网”间的电气接触不可靠，“弓-网”间会出现离线现象。离线就会产生电弧，列车速度越高，离线的几率就越大，产生电弧就越大。如何有效检测弓网电弧并进行问题定位是一个需解决的问题。

而且，高铁线路巡检主要采用人工巡检或专用机车可见光成像巡检等方式，人工巡检效率比较低，而专用机车可见光成像巡检需要多个高分辨力可见光相机精确采集，只能巡检后进行处理，有时需要人工参与分析和定位，处理麻烦。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种用于高铁的双波段成像放电检测仪及其使用方法，能够及时发现受电弓与接触网局部放电情况，实时检测受电弓与接触网接触产生的电弧状态，可用于高铁受电弓和接触网日常的检测与维护，为预防受电弓和接触网设备故障，保障高铁正常运输秩序，减小不必要的经济损失提供有利支持。

本发明提供的一种用于高铁的双波段成像放电检测仪，其改进之处在于，所述双波段成像放电检测仪包括可见光镜头、可见光相机、紫外镜头、滤光片、紫外相机、处理与控制板和电源板；

所述检测仪安装在机车车顶受电弓后方的位置(设机车车头方向为前方)；

所述匹配可见光镜头的可见光相机获取机车运行前方受电弓和接触网的可见光背景图像后传给处理与控制板；

所述匹配紫外镜头与滤光片的紫外相机获取机车运行前方受电弓和接触网的紫外目标图像后传给处理与控制板；

所述处理与控制板根据获得的图像进行处理，判断受电弓与接触网关键部件是否出现局部放电和受电弓与接触网接触是否产生电弧，当出现局部放电或电弧时，根据带有此信息的视频图像进行定位，并通过外部设备显示；

所述电源板分别为所述可见光相机和所述紫外相机供电。

优选的，所述处理与控制板包括FPGA模块和压缩模块。

较优选的，所述双波段成像放电检测仪包括保护装置，所述保护装置包括封装盒，用于保护所述紫外相机和所述可见光相机；

所述可见光镜头和所述紫外镜头对应的共用窗口在所述封装盒的一侧面，其窗口材质为石英玻璃；

所述检测仪采用共孔径分光的方式。

较优选的，所述可见光相机为高速可见光相机；所述紫外相机为高速紫外相机。

较优选的，所述关键部件包括绝缘子和导电线。

本发明提供的一种双波段成像放电检测仪的使用方法，其改进之处在于，可见光相机与可见光镜头匹配，获取高铁机车运行前方接触网的可见光背景图像，传给处理与控制板；紫外相机与紫外镜头和滤光片匹配，获取所述高铁机车运行前方接触网的紫外目标图像，传给所述处理与控制板；所述处理与控制板将可见光背景图像和紫外目标图像采用压缩模块进行压缩存储的同时，进行实时处理，判断受电弓与接触网关键部件是否出现局部放电和受电弓与接触网接触是否产生电弧，当出现局部放电或电弧时，根据带有此信息的视频图像进行定位，并通过外部设备显示。

优选的，所述处理与控制板实时接收所述高铁机车内的计算机发送的指令，对所述可见光相机和所述紫外相机的参数进行设置和调整。

较优选的，所述处理与控制板包括FPGA模块；

所述FPGA模块将所述紫外目标图像进行目标检测，判断当前帧图像中所述受电弓与接触网关键部件是否出现局部放电和受电弓与接触网接触是否产生电弧，当出现局部放电或产生电弧时，则确定局部放电或电弧的初步位置；然后将位置信息用于当前帧的所述可见光背景图像中，所述可见光背景图像通过两路图像同视场、同光轴及各自分辨率大小，计算出局部放电或电弧在可见光背景图像中的位置并进行标记，然后将处理后的图像输出给所述外部设备显示。

较优选的，所述可见光相机和所述紫外相机通过所述电源板进行稳压。

较优选的，所述外部设备包括高铁机车内的计算机。

较优选的，所述关键部件包括绝缘子和导电线。

本发明的技术方案中，能够及时发现受电弓与接触网关键部件局部放电情况，实时检测受电弓与接触网接触产生的电弧状态，可用于高铁受电弓和接触网日常的检测与维护，为预防接触网和受电弓设备故障，保障高铁正常运输秩序，减小不必要的经济损失提供有利支持。