本发明涉及绝缘子放电检测技术领域，具体涉及一种基于夜视技术的放电现象检测电路。
背景技术：
绝缘子是一种特殊的绝缘控件，它能够在架空输电线路中起到支撑导线、防止电流接地的双重作用。绝缘子用于电线杆塔与导线承接部，变电所构架与线路联结处。绝缘子是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成。绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。
绝缘子的放电故障主要有闪络和击穿，当电压高于绝缘子所能承受的电压、电流即呈闪光状，由导体经空气沿绝缘子边沿流入与大地相连接的金属构件，此即为闪络。绝缘子表面和瓷裙内落有污秽，受潮以后耐压强度降低，绝缘子表面形成放电回路，使泄漏电流增大，当达到一定值时，造成表面击穿放电。若不能检测到绝缘子放电现象，尤其是夜间，最终会严重影响电力系统的安全运行。
现有的检测绝缘子放电现象的电路，不能在夜间清晰检测到绝缘子放电爬弧现象，容易导致电网等设备停电的隐患。
技术实现要素：
发明目的：
本发明提供了一种基于夜视技术的放电现象检测电路，其目的是解决现有检测绝缘子放电现象的电路，不能在夜间清晰检测到绝缘子放电爬弧现象的问题。
技术方案：
一种基于夜视技术的放电现象检测电路，该电路的程序控制单元u7与串口调试接口、第一设备电源控制电路、第二设备电源控制电路、温度测量接口、第一485通信芯片u1、第二485通信芯片u8和电源防反向和钳位保护电路连接；第一设备电源控制电路与4g无线接口连接；第二设备电源控制电路与j1接口连接；第一485通信芯片u1与第一静电防护u12连接，第一静电防护u12还与4g无线接口连接；第二485通信芯片u8与第二静电防护u11连接，第二静电防护u11还与放电监测装置接口连接；第一设备电源控制电路、第二设备电源控制电路、温度测量接口、第一485通信芯片u1、第二485通信芯片u8、第一静电防护u12、第二静电防护u11、放电监测装置接口、4g无线接口、程序控制单元u7的电源接口u7e均与电源防反向和钳位保护电路连接。
温度测量接口包括第一温度测量接口和第二温度测量接口，第一温度测量接口的1脚接gnd，第一温度测量接口的2脚与主模块u7a的38脚连接，第一温度测量接口的2脚提供470ω的上拉电阻r50，第一温度测量接口的3脚接电源防反向和钳位保护电路的dvcc3v3；
第二温度测量接口的1脚接gnd，第二温度测量接口的2脚与主模块u7a的39脚连接，第二温度测量接口的2脚提供上拉电阻r51，第二温度测量接口的3脚提供上拉电阻r52，再连接电源防反向和钳位保护电路的dvcc3v3。
电源防反向和钳位保护电路的dcin1电源的2脚输入电压到mos管的d极，mos管的s极输出电压到保险丝f1的1脚，保险丝f1的2脚输出电压到稳压电源模块的vin输入脚，稳压电源模块的vout3脚输出稳压3.3v。
基于夜视技术的放电现象检测电路还设置有静电排放电路。
优点及效果：
本电路在可见/不可见光范围内进行联合监测，结果准确。可长期挂网运行，一旦侦测绝缘子存在放电爬弧等缺陷行为，系统会智能识别并迅速回传推送结果，发现缺陷预先处理，极大提高运维质效。本发明集成了空间位置信息的视频监控系统在增强用户空间位置意识，辅助用户应急决策等方面将发挥更大的作用。
附图说明
图1为程序控制单元u7的电路图；
图2为主模块u7a电路图；
图3为程序烧入接口u7b电路图；
图4为频率模块u7c电路图；
图5为启动接口u7d电路图；
图6为电源接口u7e电路图；
图7为电源防反向和钳位保护电路图；
图8为第一设备电源控制电路图；
图9为第二设备电源控制电路图；
图10为第一温度测量接口电路图；
图11为第二温度测量接口电路图；
图12为第一485通信芯片u1与第一静电防护u12连接的电路图；
图13为第二485通信芯片u8与第二静电防护u11连接的电路图；
图14为4g无线接口电路图；
图15为放电监测装置接口电路图；
图中标注：1、主模块u7a，2、程序烧入接口u7b，3、频率模块u7c，4、启动接口u7d，5、电源接口u7e，6、电源防反向和钳位保护电路，6-1电源，6-2、mos管，6-3、保险丝f1，6-4、稳压电源模块，7、j1接口，8、串口调试接口，9、静电排放，10、第二设备电源控制电路，11、第一设备电源控制电路，12、第一温度测量接口，13、第二温度测量接口，14、4g无线接口，15、第一485通信芯片u1，16、第一静电防护u12，17、第二485通信芯片u8，18、第二静电防护u11，19、放电监测装置接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
本发明基于夜视技术的放电现象检测电路，能够在夜间检测到绝缘子放电爬弧现象，同时系统生成夜间放电动态频率视频，可将被检测绝缘子的放电类型，频率，强度动态直观展示，便于运维决策，及早发现隐患，提高设备运维质量和应急指挥的效率。
如图1-15所示，一种基于夜视技术的放电现象检测电路，该电路的程序控制单元u7与串口调试接口8、第一设备电源控制电路11、第二设备电源控制电路10、第一温度测量接口12、第二温度测量接口13、第一485通信芯片u115、第二485通信芯片u817和电源防反向和钳位保护电路6连接；
如图1-6程序控制单元u7为stm32f103vet7芯片，由主模块u7a1、程序烧入接口u7bu7b2、频率模块u7c3、启动接口u7d4和电源接口u7e5组成，主模块u7a1用于主程序控制，程序烧入接口u7bu7b2用于烧录程序，频率模块u7c3用于提供频率，启动接口u7d4用于启动接口，电源接口u7e5用于连接电源。
如图1所示，程序控制单元u7、j1接口7、串口调试接口8和静电排放9设置在一个箱体内。
如图1和2所示，主模块u7a1的78脚与串口调试接口8的2脚连接，主模块u7a1的79脚与串口调试接口8的1脚连接；串口调试接口8的3脚接gnd。串口调试接口8外接超感光夜视与紫外光双镜头的摄像头设备用于采集绝缘子的图像（绝缘子放电爬弧现象），提供夜视图像功能。
如图2、7、8、14所示，主模块u7a1的33脚与第一设备电源控制电路11的1脚连接，主模块u7a1的18脚与第二设备电源控制电路10的1脚连接，第一设备电源控制电路11的jg-v脚与4g无线接口14的1脚连接，用于控制4g无线接口14的电源。4g无线接口14的2脚和3脚分别与第一静电防护u1216的1脚和2脚连接，4g无线接口14的4脚与电源防反向和钳位保护电路6的dvcc24v连接4g无线接口14用于发送数据至云数据库，便于移动客户端接收，比如电脑或者手机等。
如图2、7、10、11所示，主模块u7a1的38脚与第一温度测量接口12的2脚连接，第一温度测量接口12的1脚接gnd，第一温度测量接口12的2脚提供470ω的上拉电阻r50，第一温度测量接口12的3脚接电源防反向和钳位保护电路6的dvcc3v3，以提供稳定电压值。主模块u7a1的39脚与第二温度测量接口13的2脚连接，第二温度测量接口13的1脚接gnd，第二温度测量接口13的2脚提供10kω的上拉电阻r51，第二温度测量接口13的3脚提供470ω的上拉电阻r52，提供稳定电压值，再连接电源防反向和钳位保护电路6的dvcc3v3。第一温度测量接口12和第二温度测量接口13连接温度传感器，用于检测温度，两个温度测量接口通过测量稳定的比对，能够确保数据的准确性，如果检测到的温度越低，则说明放电现象越明显；检测到的温度越高，则说明放电现象越不明显。
如图2、7、12、13所示，主模块u7a1的56脚、57脚和58脚分别与第一485通信芯片u115的1脚、2脚和4脚连接；第一485通信芯片u115的6脚与第一静电防护u1216的1脚连接，第一485通信芯片u115的7脚与第一静电防护u1216的2脚连接，第一485通信芯片u115的8脚与电源防反向和钳位保护电路6的dvcc3v连接。第一静电防护u1216的2脚与4g无线接口14的2脚连接，第一静电防护u1216的1脚与4g无线接口14的3脚连接，用于保护4g无线接口14。
主模块u7a1的83脚、82脚和80脚分别与第二485通信芯片u8171脚、2脚和4脚连接；第二485通信芯片u817的6脚与第二静电防护u1118的1脚连接，第二485通信芯片u817的7脚与第二静电防护u1118的2脚连接，第二485通信芯片u817的8脚与电源防反向和钳位保护电路6的dvcc3v连接。第二静电防护u1118的2脚和1脚分别与放电监测装置接口19的2脚和3脚连接，用于保护放电监测装置接口19。放电监测装置接口19的1脚接gnd，放电监测装置接口19的4脚接电源防反向和钳位保护电路6的dvcc24v。放电监测装置接口19用于监测是否有效放电。
如图1、9所示，j1接口7的1脚与电源防反向和钳位保护电路6的dvcc24v连接，j1接口7的2脚与第二设备电源控制电路10的3脚连接。j1接口7用于外接系统电源。
如图7所示，电源防反向和钳位保护电路6的dcin1电源6-1的接口2输入电压到mos管6-2的d极，mos管6-2的s极输出到保险丝f16-3的1脚，保险丝f16-3的2脚输出到稳压电源模块6-4的vin输入脚，稳压电源模块6-4的vout3脚输出稳压3.3v电源。还常规设置有多个稳压电容，电源防反向和钳位保护电路6供其他芯片使用，使其整个电路正常工作。
如图1所示，本电路还设置有静电排放电路。
本电路实现了装置系统的前端数据采集、网络传输、后台系统、中间件以及应用系统的电路结构；前端数据采集的前端由监控摄像机、巡检移动终端组成，实现对现场的视频监控和巡检人员位置信息的记录。
本发明中的摄像头为超感光夜视与紫外光双镜头的摄像头，在重点区域部署摄像机，用于实现出入口及关键点位的视频监控。各个站点需要摆放的摄像头位置、高度、俯仰角、覆盖范围。巡检点位根据巡检人员具体的实时位置设定。
后台系统用于实现整个监控平台的基本的控制与管理，用于驱动三维立体场景、动态监控视频以及个体实时定位数据，为实现平台可视化功能、视频存储和定位分析提供基础服务。
三维数据服务子系统实现三维数据gis平台的基本的控制与管理，用于驱动放电摄影三维场景及动态视频，为实现平台可视化功能和空间分析功能提供基础服务。
视频数据子系统实现基本的视频存储控制功能，以及对摄像机数据的接入控制、解码、压缩和转发功能，根据不同的摄像机型号做开发，并将其转换成统一的视频流格式，方便后续处理。
gps位置服务子系统系统实现gps位置信息的存储与转发，可以存储移动设备历史轨迹数据并将在线移动设备的实时位置以同一格式提供给应用系统。
中间件软件包括gis中间件、视频中间件。
gis中间件的客户端gis引擎sdk的功能模块要求包括：影像数据、地形数据、矢量数据、地名数据等多源数据加载；支持多种三维分析功能；支持加载在线地图服务。
gis中间件的server端功能要求包括：能够发布影像数据，地形数据、矢量数据、放电摄影三维模型等多源数据；支持多个客户端并发网络访问多种地图数据。
视频中间件支持h.264和h.265压缩编码；支持rtsp和rtmp网络视频流标准协议，能获取码流的基本信息；支持播放控制，如：播放、暂停、单帧前进、单帧后退等；支持录像文件管理、下载与播放；支持参数管理与配置，如：日志、系统配置、通道配置、用户配置等等。
应用系统为三维视频监控系统，其中gps终端定位与显示支持人员移动设备的离线与在线状态显示，在线人员的实时位置定位与移动轨迹，以及离线人员的历史移动轨迹。三维视频融合支持视角控制、移动控制、视距控制和实时动态融合的功能。通过分布在街道或城市不同位置的实时监控视频，经过网络收集起来并按一定的投影方式发布在3维场景中，形成一系列多个地点在3维虚拟世界的真实演绎，让用户能在室内对各个重要地点进行具有空间感受的实时监控。通过音视频采集设备采集的音视频信号经过音视频编码器进行编码，并以mpeg4，wmv编码等方式通过流媒体服务器采用rtsp通信协议进行流媒体发布；在软件部分通过音视频解码器解码后，对获得的实时视频流经skyline投影机制投影到3维地形上进行3维实时显示。历史事件回溯支持三维场景历史视频跨境头全景播放、2倍快速播放和4倍快速播放的功能，以及暂停播放、单帧播放和拖动播放的功能，支持两分钟内历史视频回溯、显示播放时间、选择回放时间和录像下载的功能。用户管理支持新建用户、用户认证、用户组织机构设置和分配权限的功能。数据管理支持历史视频数据和定位信息数据的浏览、告警推送、筛选与删除。
1.一种基于夜视技术的放电现象检测电路，其特征在于：该电路的程序控制单元u7与串口调试接口（8）、第一设备电源控制电路（11）、第二设备电源控制电路（10）、温度测量接口、第一485通信芯片u1（15）、第二485通信芯片u8（17）和电源防反向和钳位保护电路（6）连接；
第一设备电源控制电路（11）与4g无线接口（14）连接；
第二设备电源控制电路（10）与j1接口（18）连接；
第一485通信芯片u1（15）与第一静电防护u12（16）连接，第一静电防护u12（16）还与4g无线接口（14）连接；
第二485通信芯片u8（17）与第二静电防护u11（18）连接，第二静电防护u11（18）还与放电监测装置接口（19）连接；
第一设备电源控制电路（11）、第二设备电源控制电路（10）、温度测量接口、第一485通信芯片u1（15）、第二485通信芯片u8（17）、第一静电防护u12（16）、第二静电防护u11（18）、放电监测装置接口（19）、4g无线接口（14）、程序控制单元u7的电源接口u7e（5）均与电源防反向和钳位保护电路（6）连接。
2.根据权利要求1所述的基于夜视技术的放电现象检测电路，其特征在于：温度测量接口包括第一温度测量接口（12）和第二温度测量接口（13），第一温度测量接口（12）的1脚接gnd，第一温度测量接口（12）的2脚与主模块u7a（1）的38脚连接，第一温度测量接口（12）的2脚提供470ω的上拉电阻r50，第一温度测量接口（12）的3脚接电源防反向和钳位保护电路（6）的dvcc3v3；
第二温度测量接口（13）的1脚接gnd，第二温度测量接口（13）的2脚与主模块u7a（1）的39脚连接，第二温度测量接口（13）的2脚提供上拉电阻r51，第二温度测量接口（13）的3脚提供上拉电阻r52，再连接电源防反向和钳位保护电路（6）的dvcc3v3。
3.根据权利要求1所述的基于夜视技术的放电现象检测电路，其特征在于：电源防反向和钳位保护电路（6）的dcin1电源（6-1）的2脚输入电压到mos管（6-2）的d极，mos管（6-2）的s极输出电压到保险丝f1（6-3）的1脚，保险丝f1（6-3）的2脚输出电压到稳压电源模块（6-4）的vin输入脚，稳压电源模块（6-4）的vout3脚输出稳压3.3v。
4.根据权利要求1所述的基于夜视技术的放电现象检测电路，其特征在于：该电路还设置有静电排放电路。
技术总结