CN105259527B - 一种对不同紫外成像仪检测结果进行校准的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对不同紫外成像仪检测结果进行校准的测试方法，包括以增益为变量，采用两台紫外成像仪分别对标准测试对象在不同的增益下进行测试，得到两组测试结果；将两组测试结果进行比较，确定两台紫外成像仪在得到相等或相近的测试结果时分别对应的增益即等价增益；以其中一台紫外成像仪的一组测试结果为标准，将采用另一台紫外成像仪在第二增益值下对于实际测试对象进行测试的结果与该台紫外成像仪在第一增益值下对于标准测试对象进行测试的结果进行比较，其中第一增益值与第二增益值是等价增益。通过本发明的测试方法进行校准后，可将不同的紫外成像仪的检测结果进行对比，以准确判定电力绝缘设备的放电严重程度及其绝缘性能。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备的紫外检测技术领域，尤其涉及一种对不同紫外成像仪检测结果进行校准的测试方法。
背景技术
紫外检测技术是近几年逐渐发展起来的一种非接触式的带电检测技术，通过检测电力绝缘设备放电产生的特定波段的紫外光，来达到检测放电严重程度及绝缘性能的目的。紫外放电检测结果主要包括紫外光子数和紫外光斑面积，但由于不同的紫外成像仪存在差异，在相同的增益设置下记录到的同一放电点的紫外光子数和紫外光斑面积可能会存在较大差距，这给不同紫外成像仪的检测结果的比较带来困难，也给紫外放电检测结果的评估标准制定形成阻碍。现有的研究大多只给出某一台紫外成像仪的研究结论，忽略了不同仪器之间的差异，其研究结论不能直接用于其他紫外成像仪的检测结果中或者应用结果不准确。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种校准不同紫外成像仪检测结果的测试方法，通过本发明的测试方法进行校准后，即可将不同的紫外成像仪的检测结果进行对比，以准确判定电力绝缘设备的放电严重程度及其绝缘性能。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种对不同紫外成像仪检测结果进行校准的测试方法，包括以下步骤：
S1：以增益为变量，其他参数为定量，采用第一紫外成像仪对标准测试对象在不同的增益下进行测试，得到所述标准测试对象在不同的增益下的第一组测试结果；
S2：以增益为变量，其他参数为定量，采用第二紫外成像仪对所述标准测试对象在不同的增益下进行测试，得到所述标准测试对象在不同的增益下的第二组测试结果；
S3：将所述第一组测试结果与所述第二组测试结果进行比较，确定所述第一紫外成像仪与所述第二紫外成像仪在得到相等或相近的测试结果时分别对应的增益，该对应的增益是所述第一紫外成像仪与所述第二紫外成像仪的等价增益，其中相近的测试结果是指数值相差小于或等于5％；
S4：以所述第一紫外成像仪的所述第一组测试结果为标准，将采用所述第二紫外成像仪在第二增益值下对于实际测试对象进行测试的结果与所述第一紫外成像仪在第一增益值下对于所述标准测试对象进行测试的结果进行比较，其中所述第一增益值与所述第二增益值是所述第一紫外成像仪与所述第二紫外成像仪的所述等价增益。
优选地，所述第一组测试结果与所述第二组测试结果均是紫外光子数的测试结果。
优选地，所述第一组测试结果与所述第二组测试结果均是紫外光斑面积的测试结果。
优选地，采用所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪对所述标准测试对象进行测试的步骤具体包括：选用棒电极和板电极为试验平台，所述棒电极的尖端距离所述板电极3～5cm，加压10～15kV，所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪的检测距离均为4～10m。
优选地，采用所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪对所述标准测试对象进行测试的步骤具体包括：选用绝缘子串为试验平台，每串所述绝缘子串悬挂10～15片绝缘子，加压200～400kV，所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪的检测距离均为20～50m。进一步地，所述绝缘子是盘型玻璃绝缘子。
优选地，所述第一紫外成像仪与所述第二紫外成像仪是同一型号的不同仪器。
优选地，采用所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪对标准测试对象在增益以10为步长从40至180来进行测试。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：通过本发明的测试方法，校准了不同紫外成像仪检测结果，得到不同紫外成像仪对应的等价增益，使得通过不同紫外成像仪进行测试时可以通过其对应的等价增益进行对比，以实现将一台紫外成像仪的研究结论应用到其他紫外成像仪中，并以此来准确判定电力绝缘设备的放电严重程度及其绝缘性能。
附图说明
图1是本发明实施例的对不同紫外成像仪检测结果进行校准的测试方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明中的增益是指紫外成像仪对接收到的紫外光信号进行放大处理倍数的一个参数，检测距离是指紫外成像仪的仪器镜头到放电点之间的直线距离；紫外成像仪的检测结果主要包括紫外光子数和紫外光斑面积，紫外光子数可以直接从紫外成像仪的屏幕上直接读取，紫外光斑面积需要编写程序从放电视频的每帧图像中提取。
如图1所示，是本发明实施例的对不同紫外成像仪检测结果进行校准的测试方法流程图，包括以下步骤：
S1：以增益为变量，其他参数为定量，采用第一紫外成像仪对标准测试对象在不同的增益下进行测试，得到标准测试对象在不同的增益下的第一组测试结果；
S2：以增益为变量，其他参数为定量，采用第二紫外成像仪对标准测试对象在不同的增益下进行测试，得到标准测试对象在不同的增益下的第二组测试结果；
S3：将第一组测试结果与第二组测试结果进行比较，确定第一紫外成像仪与第二紫外成像仪在得到相等或相近的测试结果时分别对应的增益，该对应的增益是第一紫外成像仪与第二紫外成像仪的等价增益，其中相近的测试结果是指数值相差小于或等于5％；
S4：以第一紫外成像仪的第一组测试结果为标准，将采用第二紫外成像仪在第二增益值下对于实际测试对象进行测试的结果与第一紫外成像仪在第一增益值下对于标准测试对象进行测试的结果进行比较，其中第一增益值与第二增益值是第一紫外成像仪与第二紫外成像仪的等价增益。
其中，第一紫外成像仪与第二紫外成像仪是同一型号的不同仪器，上述的测试结果可以是紫外光子数或者紫外光斑面积的测试结果。在测试过程中需要注意的是：(1)电力绝缘设备放电要足够明显和严重：为减小试验误差，放电产生的紫外光子数及紫外光斑面积要足够大，光子数至少要达到103数量级，最好能达到104数量级；紫外光斑的面积要肉眼明显可辨，最好达到画面中绝缘子片的大小，保证试验装置能产生极不均匀电场，且所加电压足够高即可满足要求；(2)电力绝缘设备放电要足够稳定：试验中要保证放电强度足够稳定，使产生的紫外光子数和紫外光斑面积的最大波动幅度维持在10％范围内，若紫外光子数和紫外光斑面积波动性过大，就不能辨别其数值的改变是由于波动性，还是其他影响因素，增强试验装置所产生电场的不均匀性，有利于提高放电的稳定性；(3)仪器记录的检测结果数值要足够多：在每个增益参数下，要求记录12个以上的紫外光子数及时长大于10s的放电视频，通过求平均值作为该参数下的光子数值和光斑面积数值，这也是减小放电强度波动性干扰的一种方法，同时需注意在记录放电视频及紫外光子数的最初1～2s内，仪器还处于不稳定的状态，故有效的光子数及光斑视频都要从2s之后开始算起。
在部分实施例中，采用第一紫外成像仪或第二紫外成像仪对标准测试对象进行测试的步骤具体包括：选用棒电极和板电极为试验平台，棒电极的尖端距离所述板电极3～5cm，加压10～15kV，第一紫外成像仪或第二紫外成像仪的检测距离均为4～10m。
在另一部分实施例中，采用第一紫外成像仪或第二紫外成像仪对标准测试对象进行测试的步骤具体包括：选用绝缘子串为试验平台，每串所述绝缘子串悬挂10～15片绝缘子，加压200～400kV，所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪的检测距离均为20～50m。其中绝缘子可以选用盘型玻璃绝缘子。
在部分实施例中，第一紫外成像仪和第二紫外成像仪选用以色列生产的紫外成像仪，上述的测试是对标准测试对象在增益以10为步长从40至180来进行测试。
下述结合实例对校准不同紫外成像仪检测结果的测试方法进行说明。
实例一(不同紫外成像仪的紫外光子数的检测结果的校准)：
第一紫外成像仪和第二紫外成像仪均选用以色列所产DayCor SuperB型号，试验平台是棒电极和板电极，棒电极的尖端采用直径为3mm的铜针或铁针，尖端距离板电极3～5cm，加压10～15kV(按实际情况调整)，此时棒电极的尖端能产生相对稳定且明显的放电，光子数的波动幅度在10％范围内，同时空气间隙又不会被击穿。
由于是校准试验，建议进行4组，以减小偶然误差。将需要校准的第一紫外成像仪和第二紫外成像仪均放置在距离放电点4～10m的同一位置，调整仪器镜头方向使放电点位于屏幕的正中央，将紫外光子计数框调至最大。第一组试验时，增益从40开始以10为步长增大至180，在每个增益值处记录12个以上的紫外光子数；第二组试验时，增益从180开始以10为步长减小至40，在每个增益值处同样记录12个以上的光子数；第三、四组试验重复前两组的步骤，共得到4组试验数据。
选取每个增益下记录的光子数序列中最后8～10个求平均值作为该增益下的紫外光子数值。求第一紫外成像仪和第二紫外成像仪在每个增益下获取的4组紫外光子数值的平均值，作为该增益下最终的紫外光子数，得到所有仪器在40～180范围内每个增益值处的光子数，对比第一紫外成像仪和第二紫外成像仪的紫外光子数和增益值，如表1。
表1 不同增益值下的第一紫外成像仪和第二紫外成像仪的紫外光子数的测试结果
若两台仪器在各自的某个增益下，记录到的光子数是相等或非常接近(其数值相差小于或等于5％)的，认为这两个增益值在记录紫外光子数方面是等价的。如表1所示，第一紫外成像仪的增益50、60···180分别和第二紫外成像仪的增益值为40、50···170是对应的，也即第一紫外成像仪在增益值为50时记录到的紫外光子数与第二紫外成像仪在增益值为40时的具有可比性。例如，如果第一紫外成像仪的检测结果为国标，规定当第一紫外成像仪在增益50时检测到光子数超过200为严重放电，则用第二紫外成像仪应在增益为40下检测到光子数超过200为严重放电，因为第一紫外成像仪的增益50与第二紫外成像仪的增益40在检测光子数时才具有可比性，两者分别在相应的等价增益下检测到的光子数是等价的，具有可比性。
本实例利用棒电极和板电极，加压后形成极不均匀电场，产生稳定且明显的放电点，将需要校准的紫外成像仪固定在同一位置，以增益为变量，同时用所有仪器记录每个增益值下的紫外光子数，得出每台仪器的紫外光子数随增益的变化曲线，对比不同紫外成像仪的曲线，得到不同仪器在观测到相同大小紫外光子数时对应的增益，即为等价增益，形成等价增益后即可对不同紫外成像仪的数据进行横向比较，以消除不同仪器之间的差异问题导致的结果判定不准确性，从而更加准确地判定电力绝缘设备的放电严重程度及其绝缘性能。
实例二(不同紫外成像仪的紫外光斑面积检测结果的校准)：
第一紫外成像仪和第二紫外成像仪均选用以色列所产DayCor SuperB型号，试验平台是I型绝缘子串，LXP-120型号小型盘式玻璃绝缘子，每串悬挂10～15片，加压约300kV(视具体情况而定设置在200～400kV之间)，使绝缘子串高压端产生剧烈且稳定的放电点，光斑面积的波动比例在10％范围内。
由于是校准试验，建议进行4组，以减小偶然误差。将需要校准的第一紫外成像仪和第二紫外成像仪均固定在距离绝缘子串约30m的同一位置，调整仪器镜头方向使放电点位于屏幕的正中央。第一组试验时，增益从40开始以10为步长增大至180，在每个增益值处记录10s以上的放电视频；第二组试验时，增益从180开始以10为步长减小至40，在每个增益值处同样记录10s以上的放电视频；第三、四组试验重复前两组的步骤，共得到4组放电视频。
计算每个增益下记录的放电视频中最后200帧图像(时长约6s)的紫外光斑面积的平均值，作为该增益下的光斑面积值。求第一紫外成像仪和第二紫外成像仪在每个增益下获取的4个紫外光斑面积值的平均值，作为该增益下最终的光斑面积，得到第一紫外成像仪和第二紫外成像仪在40～180范围内每个增益值处的光斑面积，对比不同仪器的紫外光斑面积和增益数据，如表2。
表2 不同增益值下的第一紫外成像仪和第二紫外成像仪的紫外光斑面积的测试结果
若两台仪器在各自的某个增益下，记录到的紫外光斑面积是相等或非常接近(其数值相差小于或等于5％)的，认为这两个增益值在记录紫外光斑面积方面是等价的，其记录的紫外光斑面积才具有可比性。如表2所示，第一紫外成像仪的增益值为60、70···180分别和第二紫外成像仪的增益值为40、50···160是对应的，也即第一紫外成像仪在增益值为60时记录到的紫外光斑面积与第二紫外成像仪b在增益为40时的具有可比性。例如，如果第一紫外成像仪的检测结果为国标，规定当第一紫外成像仪在增益60时检测到光斑面积超过2000为严重放电，则用第二紫外成像仪应在增益为40下检测到光斑面积超过2000为严重放电，因为第一紫外成像仪的增益60与第二紫外成像仪的增益40在检测光斑面积时才具有可比性，两者分别在相应的等价增益下检测到的光斑面积是等价的，具有可比性。
本实例利用绝缘子串加压后在高压端形成的不均匀电场，产生稳定且强烈的放电点，将需要校准的紫外成像仪放置在同一位置，以增益为变量，同时用每台仪器记录下所有增益值下的放电视频，从视频中提取紫外光斑的面积，得出每台仪器的光斑面积随增益的变化曲线，对比不同紫外成像仪的曲线，得到不同仪器在观测到同样大小光斑面积时对应的增益值，即为等价增益，形成等价增益后即可对不同紫外成像仪的数据进行横向比较，以消除不同仪器之间的差异问题导致的结果判定不准确性，从而更加准确地判定电力绝缘设备的放电严重程度及其绝缘性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种对不同紫外成像仪检测结果进行校准的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以增益为变量，其他参数为定量，采用第一紫外成像仪对标准测试对象在不同的增益下进行测试，得到所述标准测试对象在不同的增益下的第一组测试结果；
S2：以增益为变量，其他参数为定量，采用第二紫外成像仪对所述标准测试对象在不同的增益下进行测试，得到所述标准测试对象在不同的增益下的第二组测试结果；
S3：将所述第一组测试结果与所述第二组测试结果进行比较，确定所述第一紫外成像仪与所述第二紫外成像仪在得到相等或相近的测试结果时分别对应的增益，该对应的增益是所述第一紫外成像仪与所述第二紫外成像仪的等价增益，从而不同紫外成像仪进行测试时可以通过其对应的等价增益进行对比，其中相近的测试结果是指数值相差小于或等于5％；
S4：以所述第一紫外成像仪的所述第一组测试结果为标准，将采用所述第二紫外成像仪在第二增益值下对于实际测试对象进行测试的结果与所述第一紫外成像仪在第一增益值下对于所述标准测试对象进行测试的结果进行比较，其中所述第一增益值与所述第二增益值是所述第一紫外成像仪与所述第二紫外成像仪的所述等价增益；
其中所述第一紫外成像仪与所述第二紫外成像仪是同一型号的不同仪器，采用所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪对所述标准测试对象进行测试的步骤具体包括以下二者之一：
(a)选用棒电极和板电极为试验平台，所述棒电极的尖端距离所述板电极3～5cm，加压10～15kV，所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪的检测距离均为4～10m；
(b)选用绝缘子串为试验平台，每串所述绝缘子串悬挂10～15片绝缘子，加压200～400kV，所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪的检测距离均为20～50m。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第一组测试结果与所述第二组测试结果均是紫外光子数的测试结果。
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第一组测试结果与所述第二组测试结果均是紫外光斑面积的测试结果。
4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述绝缘子是盘型玻璃绝缘子。
5.根据权利要求1至4任一项所述的测试方法，其特征在于，采用所述第一紫外成像仪或所述第二紫外成像仪对标准测试对象在增益以10为步长从40至180来进行测试。
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2015
- 2015-10-09 CN CN201510651519.0A patent/CN105259527B/zh active Active
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