日盲紫外相机在高压电网巡检的应用

随着我国高压输电网络及高铁线路的快速发展，保障高压输电网络的安全，不仅仅涉及到生产生活，更涉及到人民的生命财产安全。

由于设计不合理、设备质量问题、环境影响、绝缘层老化等原因会引起电场集中而发生电晕放电，电晕放电对高压输电线路及高压设备危害巨大会导致电力系统干线发生故障，导致全电网电力中断，并由此对社会带来巨大的危害。所以对电晕放电，尤其是处于问题早期的电晕放电进行检测非常重要。

传统检测电晕放电的方法，红外热成像技术、超声探测技术均有非常大的缺陷，难以满足电网的要求。这是因为太阳光中含有很强的红外线，且在室外环境，热源较多，用红外热成像技术会导致误检率很高。超声探测技术能够定位放电源，但其灵敏度不高不能检测早期的放电，且受限于超声波的在空气中的传播，无法判断放电量的大小。因此在我国的高压输电网络及高铁牵引电路中，电晕放电，尤其是处于问题早期的电晕放电检测是急需要解决的关键技术问题之一。

日盲型相机

电晕放电在日盲紫外波段(240-280nm)具有微弱的发光，对这个波段进行检测，可以屏蔽太阳光的干扰，提高检测的准确性。日盲紫外探测器(下图为响应曲线)作为一种全新的技术运用于电晕检测，具有传统技术所不具有的优势，其创造性的像增强器加滤光片技术，不仅可以对太阳光有更好的阻断作用，而且可以在日盲区域有光子级别的灵敏度，可以检测到极其微弱的漏电电弧，可以在危险的早期提前发现问题。日盲紫外成像技术具有不受太阳光干扰，具备超高灵敏度，辨识准确等优势，可第一时间发现漏电源，将危害发现并控制在前期，对于电网安全输运具有极大的意义。其高灵敏度，全天候工作，定位准确，误检率低等优点，非常适合新一代电网离线检测、带电检测的要求，与机器人、无人机等平台进行集成可用于巡检或航拍，是解决电力输运过程中电晕放电监测的方案。

受限于技术及成本，早期的日盲紫外探测器一般采用工业相机加日盲滤光片的方案，这种方案既无法对太阳光产生很好的截止，而相机本身对于紫外日盲波段的响应也非常差，导致这种方案只能对很强的电晕信号进行检测，而此时已经到了电晕危害的后期，极易造成重大不可逆的危险。

使用紫外日盲像增强器加滤光片的方案，既可以对太阳光有极好的截止，同时像增强器又可以产生104--105的光信号放大，可以实现对日盲紫外信号光子级的灵敏度，因此是检测电晕放电的最佳手段。但是因为在相机前集成了像增强器，其价格通常十分昂贵，很难实现常规化网络化的应用。

Photonis作为全球像增强器的领导厂商，具有80多年的历史。其产品广泛应用在微光增强，工业监测，质谱仪器，离子探测等领域。其创新性的Hi-QE光阴极技术可以提高弱光探测灵敏度，并可以提供极高的空间分辨率。

凭借其多年的技术积累及全产业链的生产能力，Photonis在2021年正式推出了INocturn-SUV系列紫外日盲相机，其不仅可以提供光子级别的紫外日盲响应，而且可以为客户提供可媲美于工业相机的成本优势。使得紫外日盲成像技术在电晕监测上的应用有了工业化，规模化的可能。这对于建设智慧电网，安全电网具有极大的意义，可解决我国电力输送中安全检测的一大难点。

一、产品特点

日盲型相机，通过专用的光阴极加滤光片技术，可以对太阳光有极高的截止性。

像增强技术，可以对日盲区紫外信号有104--105 倍的增强，可以检测到以往技术检测不到的极其微弱的电弧，以达到更高的电网安全性。

相机靶面，9.9mm x 12.4mm

分辨率，1280 x 1024 Pixels, 1.3 Mpx

帧速，50, 60 or 100 fps with full field resolution (set on user request)

体积，34/37 x 37 x 85 mm excluding connectors

重量，< 170 g

工作温度，-10 ℃-55℃

二、原理示意图

三、工作示意图

紫外日盲相机通常集成在无人机、机器人、或手持式设备中用于电路的巡检，同时通常会搭配可见光相机做图像融合，以获得背景光及电放电的整体可视化图像信息。

日盲型相机专业用于高压输电网络的巡检，其创造性的像增强器加滤光片技术，不仅可以对太阳光有更好的阻断作用，而且可以在日盲区域有光子级别的灵敏度，可以检测到极其微弱的漏电电弧。Photonis利用新的 MCP 技术，改进了日盲相机的结构，让日盲相机也像可见光相机一样拥有非常高的分辨率，让日盲高清成像成为可能。

审核编辑 黄宇