多光谱高压带电设备参数采集仪研制技术

多光谱高压带电设备参数采集仪研制技术

赵柯

（国网河南方城县供电公司河南方城473200）

摘要：电力设备的外部检查往往需要登高检查，不便接近，内部设备检查则需要克服高电压、低照度、设备密集、空间狭小弯曲的环境，需要使用专用设备进行无损检测，观察不能直视的内、外部位，检查视觉缺陷和热缺陷。

关键词：设备、检查、内窥镜、高压

一、技术背景

现有检查仪，如伸缩杆式视频检查仪、光学内窥镜等设备都存在一定的功能上的不足，难以更好地满足高压带电设备检查的特殊需求，例如，当前主流的伸缩杆式检查仪都是采用可见光视频监控模式，只能检查视觉可见的缺陷，对热缺陷不能兼顾。同样，工业内窥镜也存在同样的问题，同时，内窥镜软管大多采用传输纤维束外覆金属蛇形管或金属编织管，管内有转向钢丝和金属电源导线，因此绝缘性较差，不能直接应用于高压带电设备内部检测。

为解决上述问题，本成果提出研制一种适合于高压带电设备检查专用的多光谱检测仪，覆盖可见光和红外波段，探头置于伸缩杆顶部，采用无线模式进行数据传输，采用移动设备进行显示和管理，可对带电设备进行可见光和红外成像检查，测温。

本成果将针对高压带电设备检查需求进行研究开发，引入可见光和红外波段探头，采用带有顶端关节的绝缘伸缩杆，可灵活改变检测探头指向，采用无线模式进行视频和热像传输，完全没有金属导线和金属管壁，视频和热像、温度显示、管理、存储采用平板电脑，克服了普通视频检查仪、光学内窥镜不能进行测温和热缺陷检查的固有缺点，同时，兼顾绝缘性，具有体积轻巧，操作方便的特点，大大提高了班组操作的安全性和操作简易性。

二、创新点和技术方案论证

本成果将克服目前的高压带电视觉检查仪和内窥镜设备的不足，研发兼具可见光和红外波段成像检测功能的检查探头，在绝缘伸缩杆的配合下，实现操作人员不易直视和到达部位的可见光和红外热像检测，这一创新将填补市场空白。

本成果具有以下创新点：

1)实现高压带电设备的多光谱检测；

2)检测仪采用模块化设计，操作简便，维护方便，易于扩展；

3)采用高能锂电池电源供电，提高检查仪续航时间；

4)采用高强度绝缘性伸缩杆，大大提高检测灵活性和适应性；

5)嵌入式软件功能可定制，可与智能手机等移动设备配合。

三、对策实施

1.功能需求分析

本成果要解决的问题是在保证安全和工作效率的基础上，实现带电设备表面和内部检测，包括可见光和红外检测。首先需要在功能方面进行详细需求调研，该阶段的工作成果是详细需求分析文档。

2.硬件设计和开发

本阶段要求对可见光摄像机、红外热成像仪、工业级平板电脑、高强度绝缘伸缩杆进行系统整合设计。

3.模具设计

主要包括前端探头的绝缘外壳以及平板电脑防护加固外壳的模具设计，主要考虑安全性、可靠性及现场环境的特殊性。在硬件外形尺寸初步确定后，进行诸如绝缘材质选择、安装方式等多方面工作。

4.软件设计和开发

操作系统：AndroidV4.4

开发平台：Eclipse

开发语言：JavaEE

5.操作系统

采用Android4.4,是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发，该系统实时性强、内核占用资源小、功能可裁剪、驱动可定制开发，非常适合于嵌入式系统开发。

6.生产样机

在实验样机成后，由测试人员进行功能验证及性能测试，并把测试中发现的问题及时总结，最终确定生产样机。

四、效益分析

本成果的设计是基于多年检修经验提出的需求，结合高压带电设备无损检测特点，组织一线技术人员反复论证并最终实现的，具有较强的实用性和使用价值。

检测仪所用配件和材料国产化率较高，费用相对较低，相比国外设备，具有明显的价格优势，适合于高压带电设备检测专用，便于规模推广。