基于視頻的gis開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采集裝置，通過微型攝像頭在線對所位于的GIS開關(guān)實時拍攝，完成對GIS開關(guān)狀態(tài)的視頻采集；視頻信號傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)對微型攝像頭及光源的供電、視頻信號傳輸和對高壓脈沖電磁的屏蔽；視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以陣列切換的方法將多路微型攝像頭的視頻信號輸出，并將視頻信號錄入管理數(shù)據(jù)庫；視頻同步多通道監(jiān)視器，用于接受視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)出的視頻信號，將各通道的圖像以逐屏或同屏的方式顯示在屏幕上；圖像監(jiān)控輔助處理系統(tǒng)，用于接受和處理視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)出的視頻信號，通過GIS開關(guān)位置判斷動觸頭動作狀態(tài)是否到位，輔助監(jiān)控并記錄。
【專利說明】基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及GIS隔離開關(guān)設(shè)備分合位置狀態(tài)的監(jiān)測裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基 于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年，隨著國內(nèi)電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)擴大，為調(diào)節(jié)負荷的峰谷差，全國各地建設(shè)了多所 抽水蓄能電廠，為電網(wǎng)運行提供調(diào)峰、事故備用及調(diào)頻調(diào)相等重大作用。由于抽水蓄能電廠 的特殊作用和工況，其線路中關(guān)鍵部件GIS (氣體絕緣金屬封閉開關(guān)）操作頻繁，為保證安 全，對GIS開關(guān)狀態(tài)的監(jiān)控也提出了新要求。
[0003] 常規(guī)的GIS隔離開關(guān)狀態(tài)的方法是：開關(guān)操作完成后，由觀察窗（直徑10mm左右） 人工逐點目視或光纖鏡檢查開關(guān)是否按操作分合。在實際應(yīng)用中，該方法勞動力大、效率 低、安全性差、視野狹窄，光場暗淡等缺點一直無法克服，由此產(chǎn)生的誤判造成了多起"帶負 荷拉隔離開關(guān)"的重大事故。同時因高壓開關(guān)合過程中，極亮的電弧和高壓脈沖電磁場對人 眼及人體的危害，使得無法對開合過程中動靜觸頭的分合動作進行實時監(jiān)控和判斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān) 測系統(tǒng)。本發(fā)明能夠快速、可靠和安全的對GIS隔離、接地等開關(guān)狀態(tài)進行在線監(jiān)測，大幅 度減少了工作誤差和強度，提高了電氣設(shè)備運行的可靠性，為實現(xiàn)GIS的全壽命管理和全 周期安全運行提供了方法和設(shè)備保障。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在 線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采集裝置，通過布置在GIS開關(guān)觀察窗上 的微型攝像頭，在線對所位于的GIS開關(guān)實時拍攝，完成對GIS開關(guān)狀態(tài)的_速視頻米集；
[0006] 視頻信號傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)對微型攝像頭及光源的供電、視頻信號傳輸和對高壓脈 沖電磁的屏蔽；
[0007] 視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以陣列切換的方法將多路微型攝像頭的視頻信號輸出， 并將視頻信號錄入管理數(shù)據(jù)庫；
[0008] 視頻同步多通道監(jiān)視器，用于接受視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)出的視頻信號，將各 通道的圖像以逐屏或同屏的方式顯示在屏幕上；
[0009] 圖像監(jiān)控輔助處理系統(tǒng)，用于接受和處理視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)出的視頻信 號，通過GIS開關(guān)位置判斷動觸頭動作狀態(tài)是否到位，輔助監(jiān)控并記錄。
[0010] 前述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采 集裝置包括GIS開關(guān)觀察窗，GIS開關(guān)觀察窗上設(shè)有兩個觀測孔，觀測孔為封閉結(jié)構(gòu)，觀測 孔的末端設(shè)有圓形玻璃片；所述的兩個觀測孔分別為孔徑為l〇mm的攝像孔和孔徑為8mm的 光線射入孔，GIS開關(guān)觀察窗上設(shè)有固定座，固定座上設(shè)有微型攝像機和光源，微型攝像機 設(shè)置在攝像孔上，光源設(shè)置在光線射入孔上。
[0011] 前述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的GIS開關(guān)狀態(tài)視頻 采集裝置與視頻信號傳輸系統(tǒng)通過快速接頭連接。
[0012] 前述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的微型攝像機設(shè)置在 雙層金屬管套內(nèi)，雙層金屬管套內(nèi)設(shè)有位于微型攝像機鏡頭前端的透光性電磁屏蔽層。
[0013] 前述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述連接各部分的傳輸線 外均包覆有復(fù)合屏蔽套，復(fù)合屏蔽套包括外屏蔽層的金屬波紋管、中間層的軟性阻燃材料 和內(nèi)屏蔽層的金屬網(wǎng)套管。
[0014] 前述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的圖像監(jiān)控輔助處理 系統(tǒng)包括具有圖像分析比對功能的GIS開關(guān)狀態(tài)圖像數(shù)據(jù)庫，能對實時圖像與開關(guān)標準狀 態(tài)進行比較判斷，給出是否到位的結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果得出隔離開關(guān)、接地開關(guān)是否存在異 常，輔助操作和巡檢人員工作，并將開關(guān)編號、時間、狀態(tài)及是否正常等所有信息均實時記 錄入GIS開關(guān)狀態(tài)圖像數(shù)據(jù)庫。
[0015] 前述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的微型攝像頭包括鏡 片組，鏡片組一端設(shè)有互補金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件，另一端設(shè)置透光性電磁屏蔽層。
[0016] 前述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)中，所述鏡片組包括依次排列 的第一非球面鏡、第二非球面鏡、第三非球面鏡、第四非球面鏡、第五非球面鏡、第六標準 面鏡和第七標準面鏡，第一非球面鏡的曲率半徑是-3. 8342,第二非球面鏡的曲率半徑是 2. 2626,第三非球面鏡的曲率半徑是13. 5423,第四非球面鏡的曲率半徑是-5. 1469,第五 非球面鏡的曲率半徑是0.8612。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明以微型專用攝像頭及低溫光源，通過GIS開關(guān)（隔離 開關(guān)、接地開關(guān)）觀察窗監(jiān)測GIS設(shè)備開關(guān)的動靜觸頭；視頻信號處理電路與可變焦距的 微型攝像頭的相連；視頻信號處理電路將攝像頭的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電子信號，并通過電磁 雙層復(fù)合屏蔽的遠程線纜將多路信號同時傳輸至監(jiān)控主機；微型專用攝像頭的鏡頭和感光 線路，有可防護開關(guān)電弧沖擊的屏蔽片和屏蔽套，能夠長期監(jiān)測高壓開關(guān)狀態(tài)而不損壞。監(jiān) 控主機系統(tǒng)可并行處理多路遠程視頻監(jiān)控信號，并能實時記錄各開關(guān)狀態(tài)的視頻或圖像信 息，并以此輔助確定開關(guān)觸頭是否執(zhí)行開合操作及觸頭是否正確到位，該系統(tǒng)應(yīng)用于GIS 開關(guān)設(shè)備狀態(tài)遠程在線監(jiān)測中，能保證GIS開關(guān)設(shè)備可靠執(zhí)行和準確到位，杜絕"帶負荷操 作隔離開關(guān)"事故，從而提高了 GIS的運行可靠性。
[0018] 本發(fā)明與傳統(tǒng)的人工確認開關(guān)的方法相比，準確性好、效率高，實現(xiàn)了人工無法達 到的，同時對多個GIS開關(guān)進行全過程連續(xù)監(jiān)測和記錄功能，大幅度減少了工作誤差和強 度，提高了電氣設(shè)備運行的可靠性，為實現(xiàn)GIS的全壽命管理和全周期安全運行提供了方 法和設(shè)備保障，具有重要意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是圖1中E的放大示意圖；
[0021] 圖3是復(fù)合屏蔽套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4是微型攝像頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 附圖中的標記為：1-GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采集裝置，2-視頻信號傳輸系統(tǒng)，3-視頻 矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，4-視頻同步多通道監(jiān)視器，5-圖像監(jiān)控輔助處理系統(tǒng)，6-GIS開關(guān)觀 察窗，7-微型攝像機，8-光源，9-固定座，10-快速接頭，11-復(fù)合屏蔽套，12-金屬波紋管， 13-軟性阻燃材料，14-金屬網(wǎng)套管，15-鏡片組，16-互補金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件， 17-透光性電磁屏蔽層。
[0024] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明，本發(fā)明的實施方式不限于下述 實施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

【具體實施方式】
[0025] 實施例?；谝曨l的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括GIS開關(guān) 狀態(tài)視頻采集裝置1，通過布置在GIS開關(guān)觀察窗上的微型攝像頭，在線對所位于的GIS開 關(guān)實時拍攝，完成對GIS開關(guān)狀態(tài)的_速視頻米集；
[0026] 視頻信號傳輸系統(tǒng)2,實現(xiàn)對微型攝像頭及光源的供電、視頻信號傳輸和對高壓脈 沖電磁的屏蔽；
[0027] 視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3,以陣列切換的方法將多路微型攝像頭的視頻信號輸出， 并將視頻信號錄入管理數(shù)據(jù)庫；
[0028] 視頻同步多通道監(jiān)視器4,用于接受視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)出的視頻信號，將各 通道的圖像以逐屏或同屏的方式顯示在屏幕上；
[0029] 圖像監(jiān)控輔助處理系統(tǒng)5,用于接受和處理視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)出的視頻信 號，通過GIS開關(guān)位置判斷動觸頭動作狀態(tài)是否到位，輔助監(jiān)控并記錄。
[0030] 所述GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采集裝置1包括GIS開關(guān)觀察窗6, GIS開關(guān)觀察窗6上設(shè) 有兩個觀測孔，觀測孔為封閉結(jié)構(gòu)，觀測孔的末端設(shè)有圓形玻璃片；所述的兩個觀測孔分別 為孔徑為10mm的攝像孔和孔徑為8mm的光線射入孔，GIS開關(guān)觀察窗6上設(shè)有固定座9,固 定座9上設(shè)有微型攝像機7和光源8,微型攝像機7設(shè)置在攝像孔上，光源8設(shè)置在光線射 入孔上。所述微型攝像頭7用以拍攝采集開關(guān)動觸頭的工作狀態(tài)；所述光源8為低溫光源， 向攝像場提供照射光線；將微型攝像頭、光源、信號傳輸線、電源線均集中于固定座9上，具 有易維護和擴展性的特點。所述固定座9彈性卡接于GIS觀察窗外殼上，且加以機械緊固。
[0031] 所述的GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采集裝置1與視頻信號傳輸系統(tǒng)2通過快速接頭10連 接，能實現(xiàn)GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采集裝置1和視頻信號傳輸系統(tǒng)2的快速接插和分離。
[0032] 所述的微型攝像機7設(shè)置在雙層金屬管套內(nèi)，雙層金屬管套內(nèi)設(shè)有位于微型攝像 機鏡頭前端的透光性電磁屏蔽層17,提高了抗高壓電磁波的沖擊性能。
[0033] 所述連接各部分的傳輸線（包括電源線、信號線等）外均包覆有復(fù)合屏蔽套11，復(fù) 合屏蔽套11包括外屏蔽層的金屬波紋管12、中間層的軟性阻燃材料13和內(nèi)屏蔽層的金屬 網(wǎng)套管14。能保證系統(tǒng)線路在高壓脈沖電磁場環(huán)境下正常工作。
[0034] 所述的圖像監(jiān)控輔助處理系統(tǒng)5包括具有圖像分析比對功能的GIS開關(guān)狀態(tài)圖像 數(shù)據(jù)庫，能對實時圖像與開關(guān)標準狀態(tài)進行比較判斷，給出是否到位的結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果得 出隔離開關(guān)、接地開關(guān)是否存在異常，輔助操作和巡檢人員工作，并將開關(guān)編號、時間、狀態(tài) 及是否正常等所有信息均實時記錄入GIS開關(guān)狀態(tài)圖像數(shù)據(jù)庫。
[0035] 所述的微型攝像頭7包括鏡片組15,鏡片組15 -端設(shè)有互補金屬氧化物半導(dǎo)體感 光元件16,另一端設(shè)置透光性電磁屏蔽層17。
[0036] 所述鏡片組15包括依次排列的第一非球面鏡、第二非球面鏡、第三非球面鏡、 第四非球面鏡、第五非球面鏡、第六標準面鏡和第七標準面鏡，第一非球面鏡的曲率半徑 是-3. 834,第二非球面鏡的曲率半徑是2. 263,第三非球面鏡的曲率半徑是13. 542,第四非 球面鏡的曲率半徑是-5. 147,第五非球面鏡的曲率半徑是0. 861。第六標準面鏡和第七標 準面鏡的曲率半徑為Infinity (無窮大）。所述第一非球面鏡與透光性電磁屏蔽層17相鄰， 第七標準面鏡與互補金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件16相鄰。
[0037] 鏡片組可采用如下表格：

【權(quán)利要求】
1. 基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采 集裝置（1)，通過布置在GIS開關(guān)觀察窗上的微型攝像頭，在線對所位于的GIS開關(guān)實時拍 攝，完成對GIS開關(guān)狀態(tài)的1?速視頻米集； 視頻信號傳輸系統(tǒng)（2)，實現(xiàn)對微型攝像頭及光源的供電、視頻信號傳輸和對高壓脈沖 電磁的屏蔽； 視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（3)，以陣列切換的方法將多路微型攝像頭的視頻信號輸出，并 將視頻信號錄入管理數(shù)據(jù)庫； 視頻同步多通道監(jiān)視器（4)，用于接受視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)出的視頻信號，將各通 道的圖像以逐屏或同屏的方式顯示在屏幕上； 圖像監(jiān)控輔助處理系統(tǒng)（5)，用于接受和處理視頻矩陣與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)出的視頻信號， 通過GIS開關(guān)位置判斷動觸頭動作狀態(tài)是否到位，輔助監(jiān)控并記錄。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于： 所述GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采集裝置（1)包括GIS開關(guān)觀察窗出），GIS開關(guān)觀察窗（6)上設(shè)有 兩個觀測孔，觀測孔為封閉結(jié)構(gòu)，觀測孔的末端設(shè)有圓形玻璃片；所述的兩個觀測孔分別為 孔徑為IOmm的攝像孔和孔徑為8mm的光線射入孔，GIS開關(guān)觀察窗（6)上設(shè)有固定座（9)， 固定座（9)上設(shè)有微型攝像機（7)和光源（8)，微型攝像機（7)設(shè)置在攝像孔上，光源（8) 設(shè)置在光線射入孔上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于： 所述的GIS開關(guān)狀態(tài)視頻采集裝置（1)與視頻信號傳輸系統(tǒng)（2)通過快速接頭（10)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于： 所述的微型攝像機（7)設(shè)置在雙層金屬管套內(nèi)，雙層金屬管套內(nèi)設(shè)有位于微型攝像機鏡頭 前端的透光性電磁屏蔽層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于： 所述連接各部分的傳輸線外均包覆有復(fù)合屏蔽套（11)，復(fù)合屏蔽套（11)包括外屏蔽層的 金屬波紋管（12)、中間層的軟性阻燃材料（13)和內(nèi)屏蔽層的金屬網(wǎng)套管（14)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于： 所述的圖像監(jiān)控輔助處理系統(tǒng)包括具有圖像分析比對功能的GIS開關(guān)狀態(tài)圖像數(shù)據(jù)庫，能 對實時圖像與開關(guān)標準狀態(tài)進行比較判斷，給出是否到位的結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果得出隔離開 關(guān)、接地開關(guān)是否存在異常，輔助操作和巡檢人員工作，并將開關(guān)編號、時間、狀態(tài)及是否正 常等所有信息均實時記錄入GIS開關(guān)狀態(tài)圖像數(shù)據(jù)庫。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項權(quán)利要求所述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于：所述的微型攝像頭（7)包括鏡片組（15)，鏡片組（15) -端設(shè)有互補金屬 氧化物半導(dǎo)體感光元件（16)，另一端設(shè)置透光性電磁屏蔽層（17)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于視頻的GIS開關(guān)位置遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于： 所述鏡片組（15)包括依次排列的第一非球面鏡、第二非球面鏡、第三非球面鏡、第四非球 面鏡、第五非球面鏡、第六標準面鏡和第七標準面鏡，第一非球面鏡的曲率半徑是-3. 8342， 第二非球面鏡的曲率半徑是2. 2626,第三非球面鏡的曲率半徑是13. 5423,第四非球面鏡 的曲率半徑是-5. 1469,第五非球面鏡的曲率半徑是0. 8612。
【文檔編號】H04N7/18GK104320635SQ201410674051
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】嚴曉東, 李浩良, 鄒中林, 劉晴巖, 萬正喜, 朱東國, 孔令華 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)新源控股有限公司, 華東天荒坪抽水蓄能有限責任公司