[发明专利]远程预录的光触发雷击在线拍摄装置及其雷击检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷电防护和雷击观测，特别是一种远程预录的光触发雷击在线拍摄装置及其雷击检测方法，能远程自动拍摄记录雷击的图像。适用于架空输电线路、建筑物或其他地面物体的雷击在线拍摄。

背景技术

我国电力系统架空输电线路的分布幅员广阔，易受雷击，且一旦遭受雷击，故障点难于及时发现，对雷击输电设施发生时现场图像的捕捉记录，能够为电网监测直接提供第一手直观的雷击图像，便于工作人员迅速定位雷击点，检查维护受损设施，减小经济损失。同时在线雷击拍摄也为雷电特性和雷击事故分析提供了直观的原始数据，对防雷基础研究具有十分重要的意义。

早期拍摄雷闪主要采用各种机械式的摄像手段，如静止相机、旋转相机等，但由于受到当时拍摄技术原理和参数的限制，拍摄效果并不理想。随着现代电子技术的发展，电子式摄像技术开始应用到雷电观测中，其拍摄速度和图像效果都有了明显提高，这使雷击在线拍摄成为可能。R.Zoro, R.Mefiardhi, R.R.Aritonang和H.Suhana在《Observation on Improved 20kV’s Overhead Distribution Lines Against Lightning》（8^th International. Conference on Properties and applications of Dielectric Materials, 2006, 979-983）一文中，采用安装在电线杆顶端的摄像机拍摄20kV背靠背架空输电线路的雷击图像，但该装置需要采用手动方式进行操作。目前采用光触发方式进行雷击自动在线拍摄的装置在国外已有类似的研究，如日本东北电力公司采用光传感器自动探测闪电光从而触发安装在输电线路上的静态照相机进行雷击拍摄，但这种采用静态照相机拍摄的方式，存在从开机、触发到快门开启这一时间过程，将影响雷击拍摄的及时性，存在漏拍的风险。

经对现有技术的检索未见一种具有远程预录功能的光触发雷击拍摄装置公开或使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远程预录的光触发雷击在线拍摄装置及其雷击检测方法，该装置具有在白天和夜晚全天候的雷击在线拍摄功能，雷击时具有提前数秒的预录功能以避免雷击漏拍，提高了装置拍摄的有效性，并且可自动发出告警，将拍摄图像以无线传输的方式发送到监控中心，该装置应具有简单可靠，成本低廉且易于应用的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种远程预录的光触发雷击在线拍摄装置，包括一台以上光触发雷击在线拍摄装置和一个远程监控中心，其特垫在于，该光触发雷击在线拍摄装置包括：摄像机、光触发器、太阳能板、天线、和终端，所述的终端由雷击通信记录单元、电源控制器和蓄电池构成，所述的雷击通信记录单元包含视频采集模块、中央处理模块、硬盘存储模块和无线通讯模块，所述的中央处理模块分别与所述的视频采集模块、硬盘存储模块、无线通讯模块、光触发器和电源控制器连接，所述的视频采集模块的输入端与所述的摄像头相连，所述的无线通讯模块的输出端接所述的天线，所述的电源控制器与所述的太阳能板和所述的蓄电池相连，所述的摄像机将摄取的模拟视频信号输入所述的视频采集模块，该视频采集模块将摄像机的输入模拟视频图像转换为数字信号再压缩编码成一定格式的数字视频图像后送所述的中央处理模块，该中央处理模块在收到光触发器发出的触发信号后，将该时刻前后数秒的所述的数字视频图像片段作为雷击数字视频图像信息存储到所述的硬盘存储模块中，同时通过所述的无线通讯模块和天线将所述的数字视频图像信息发送给所述的远程监控中心，所述的太阳能板接收的太阳光能转化为电能后向经所述的电源控制器给蓄电池充电，该电源控制器控制蓄电池的输出电压，通过中央处理模块为雷击在线拍摄装置提供工作电源。

所述的摄像机为工业用摄像头。

所述的光触发器接收雷击光辐射的同时，产生触发信号输入所述的中央处理模块，该中央处理模块根据该触发信号对输入的数字视频图像进行处理。

所述的光触发器的构成包括光电转换电路、高通滤波放大电路和脉冲展宽电路：

所述的光电转换电路包括：PIN光电二极管、第一电阻、第二电阻和第一运算放大器，所述的光电二极管置于反偏置工作，N极接于工作电压，P极与第一电阻和第一运算放大器的正相输入端的节点连接，第一电阻的另一端接地，第一运算放大器的输出端经第二电阻与其负输入端连接形成负反馈，该第一运算放大器的输出端与高通滤波放大电路的输入端相连；