一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置及其方法，包括，机器视觉传感器、可见光摄像头、光源模块、主板、接插件、电源模块；通过机器视觉传感器捕捉隔离开关动触头的运动，将其转换为结构化的点云数据，从而实现动触头动作行程、动作速率、震动频率的定量测量，通过可见光摄像头实现动作过程可视化和录像，并判断是否合闸到位。本发明专利技术为GIS隔离开关动作的量化精确监测提供了强有力的支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置及其方法
本专利技术涉及变电站GIS状态监测
，尤其涉及一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置及其方法。
技术介绍
GIS隔离开关分合闸不到位故障是近年来出现的新型缺陷，在GIS完成安装调试后，隔离开关时可以正常实现分合闸动作，但是随着长时间运行和操作，由于机械部位磨损、机械阻力、部件卡涩、缓冲装置失效等原因，可能会出现隔离开关分合闸不到位情况，即处于半分合位置。轻度的合闸不到位会导致隔离开关导电回路接触不良，引发过热从而萌发内部故障，隔离开关处于分合闸不到位严重时会导致绝缘距离不足而产生电晕，甚至引发放电击穿故障，由于GIS隔离开关内部分合状态的不可见性，GIS外观上不真实的状态指示会导致运行人员带负荷分合隔离开关、带接地刀送电、带电合接地刀的恶性误操作事件，直接影响人身安全和电网持续稳定运行。常规的GIS隔离开关状态的监测采用人工目视检查的方法，存在速度慢、效率低、人工量大、安全性差、视野狭窄，光场暗淡等缺点，更主要的是无法对开合过程中动静触头的分合动作过程及到位情况进行实时监控和判断，另有采用基于图像识别技术的监测系统，但也仅能监测开关位置情况，无法获取隔离开关行程距离、动作速率、震动频率等关键参数，而通过这些参数能够判断开关机械状况、预期寿命，实现故障预警。可见，对GIS隔离开关分合工程状态进行实时监控，实现分合动作的同期性、行程以及合闸的到位情况等信息的实时获取和观测，对提高GIS的可靠性具有直接的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置及其方法，实现隔离开关动作行为的点云量化描述和图像可视化观察，支持隔离开关动触头行程距离、运动速率、振动频率等动作参数的测量，及分合闸到位的确认。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置，包括：机器视觉传感器，采用CCD组件捕捉图像，经过内置图像处理芯片处理，输出点云数据；可见光摄像头，用于采集视频信号，与所述机器视觉传感器同时工作，实现分合闸过程的可视化，并通过标识自动识别判断是否合闸到位；光源模块，为所述机器视觉传感器与所述可见光摄像头提供照射光线，为满足所述机器视觉传感器的要求；主板，为控制模块，实现所述机器视觉传感器与所述可见光摄像头的控制、数据接收、数据缓存和数据传输；接插件，用于将所述观测装置获取的信号机送至计算机；电源模块，为整个所述观察法装置提供电源。进一步，所述点云数据是触头表面的动态三维坐标点，所述动态三维坐标点由三维坐标和时间标记组成，能够反映触头的动作速率、震动频率和震动幅度。进一步，所述标识为触头合位标示线，位于动触头上，表现为两条黑色表示线。进一步，所述光线为频闪指数较低的光线。进一步，一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测方法，包括以下步骤：S1、启动观测装置；S2、机器视觉传感器开启持续监测，在观测范围内任何产生位移、震动的物体表面都将被机器视觉传感器捕捉，形成三维点云数据；S3、当触头的动作后，机器视觉传感器即捕捉到物体运动，开始记录动作数据，一旦产生动作数据即向可见光摄像头发信开始录像；S4、动作结束后，启动图像识别程序，将本次捕捉图像与典型合闸、分闸图像对比，通过判断相似度来识别本次动作是分闸还是合闸；若为合闸过程，则将机器视觉传感器获取的动作数据标记为合闸数据，并将本次动触头动作行程数据与标准合闸行程数据对比，判断合闸到位程度，记录并输出结果；若为分闸过程，则将本次机器视觉传感器获取的动作数据标记为分闸数据，记录并输出结果。进一步，所述机器视觉传感器触发并启动可见光摄像头的时间应远小于动触头的动作时间。本专利技术的有益效果为：通过机器视觉传感器捕捉隔离开关动触头的运动，将其转换为结构化的点云数据，从而实现动触头动作行程、动作速率、震动频率的定量测量，通过可见光摄像头实现动作过程可视化和录像，并判断是否合闸到位。本专利技术为GIS隔离开关动作的量化精确监测提供了强有力的支撑。附图说明图1为本专利技术的一种GIS设备内部隔离开关动作参数观测装置安装示意图；图2为本专利技术的一种GIS设备内部隔离开关动作参数观测装置剖面图；图3为为本专利技术的一种GIS设备内部隔离开关动作参数观测装置镜头布置示意图；图4为本专利技术的一种GIS设备内部隔离开关动作参数观测方法工作策略流程图；图5为本专利技术的一种GIS设备内部隔离开关动作参数观测装置的电路工作示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1、图2、图3，一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置，包括：机器视觉传感器，采用CCD组件捕捉图像，经过内置图像处理芯片处理，输出点云数据；所述点云数据是触头表面形成的动态三维坐标点，所述动态三维坐标点由三维坐标和时间标记组成，能够反映每一时刻触头的动作速率、震动频率和震动幅度，利用这些数据可进一步计算，判断开关机械状态。可见光摄像头，用于采集视频信号，与所述机器视觉传感器同时工作，实现分合闸过程的可视化，并通过标识自动识别判断是否合闸到位；光源模块，为所述机器视觉传感器与所述可见光摄像头提供照射光线，为满足所述机器视觉传感器的要求；主板，为控制模块，实现所述机器视觉传感器与所述可见光摄像头的控制、数据接收、数据缓存和数据传输；接插件，用于将所述观测装置获取的信号机送至计算机；电源模块，为整个所述观察法装置提供电源。所述标识为触头合位标示线，位于动触头上，表现为两条黑色表示线。所述光线为频闪指数较低的光线。所述机器视觉传感器通过内置图像处理芯片，实现观测物运动行为的结构化的点云数据描述，从而实现运动物体的跟踪。所述点云数据传输至后台后，通过点云处理软件处理，计算得到隔离开关动触头的动作行程、动作速率、震动频率精确量值。一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测方法，包括以下步骤：S1、启动观测装置；S2、机器视觉传感器开启持续监测，在观测范围内任何产生位移、震动的物体表面都将被机器视觉传感器捕捉，形成三维点云数据；S3、当触头的动作后，机器视觉传感器即捕捉到物体运动，开始记录动作数据，一旦产生动作数据即向可见光摄像头发信开始录像，该触发条件通过主板程序进行逻辑判断；S4、动作结束后，启动图像识别程序，将本次捕捉图像与典型合闸、分闸图像对比，通过判断相似度来识别本次动作是分闸还是合闸；若为合闸过程，则将机器视觉传感器获取的动作数据标记为合闸数据，该数据为所述动触头的动作行程数据，并将本次合闸数据与临界合闸数据的量值进行对比，大于临本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置，其特征在于，包括：/n机器视觉传感器，采用CCD组件捕捉图像，经过内置图像处理芯片处理，输出结构化点云数据；/n可见光摄像头，用于采集视频信号，与所述机器视觉传感器同时工作，实现分合闸过程的可视化，并通过标识自动识别判断是否合闸到位；/n光源模块，为所述机器视觉传感器与所述可见光摄像头提供照射光线，为满足所述机器视觉传感器的要求；/n主板，为控制模块，实现所述机器视觉传感器与所述可见光摄像头的控制、数据接收、数据缓存和数据传输；/n接插件，用于将所述观测装置获取的信号机送至计算机；/n电源模块，为整个所述观察法装置提供电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置，其特征在于，包括：
机器视觉传感器，采用CCD组件捕捉图像，经过内置图像处理芯片处理，输出结构化点云数据；
可见光摄像头，用于采集视频信号，与所述机器视觉传感器同时工作，实现分合闸过程的可视化，并通过标识自动识别判断是否合闸到位；
光源模块，为所述机器视觉传感器与所述可见光摄像头提供照射光线，为满足所述机器视觉传感器的要求；
主板，为控制模块，实现所述机器视觉传感器与所述可见光摄像头的控制、数据接收、数据缓存和数据传输；
接插件，用于将所述观测装置获取的信号机送至计算机；
电源模块，为整个所述观察法装置提供电源。


2.根据权利要求1所述的一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置，其特征在于：所述点云数据是触头表面形成的动态三维坐标点，所述动态三维坐标点由三维坐标和时间标记组成，反映了每一时刻触头的动作速率、震动频率和震动幅度。


3.根据权利要求1所述的一种GIS设备隔离刀闸动作参数的观测装置，其特征在于：所述标识为触头合位标示线...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚京松，王浩，董晓虎，沈小军，杜勇，吴军，程绳，赵锴，洪晴，魏莉芳，时伟君，林磊，赵威，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司检修公司，湖北省超能电力有限责任公司，上海慕荣电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11