[摘 要] 紫外成像技術(shù)提供了一種全新的預(yù)知性檢修方法,近年來(lái)在國(guó)外電力行業(yè)中應(yīng)用日益廣泛紮實做,但在我國(guó)還剛剛起步空間廣闊。本文以南非CSIR公司生產(chǎn)的CoroCAM IV+在國(guó)內(nèi)的使用情況為依據(jù),從原理到應(yīng)用介紹了這項(xiàng)全新的技術(shù)提供深度撮合服務。
[關(guān)鍵詞] 紫外成像技術(shù) 電暈 帶電檢測(cè)
1 前言
目前我國(guó)利用儀器檢測(cè)高壓設(shè)備放電情況的技術(shù)服務品質,比較有利用超聲波檢測(cè)、利用紅外熱像儀檢測(cè)等組成部分。超聲波檢測(cè)的原理是接收放電時(shí)發(fā)出的超聲波影響,將其轉(zhuǎn)換為人類可聽(tīng)見(jiàn)的聲音,再根據(jù)其信號(hào)的強(qiáng)弱判斷放電的位置和強(qiáng)度的過程中。這種方法很難直觀地準(zhǔn)確定位距離較遠(yuǎn)的放電點(diǎn)發展契機,定量分析也十分困難廣泛關註;另外,還可用紅外熱像儀檢測(cè)放電積累或者漏電流引起的溫升發力,國(guó)內(nèi)有很多專家深入探討了溫升與設(shè)備損壞程度之間的關(guān)系能運用,但這畢竟是一種間接檢測(cè)放電的方法。相比之下智能設備,利用紫外成像技術(shù)可以直接觀察放電情況不可缺少,使得現(xiàn)場(chǎng)人員能迅速準(zhǔn)確定位放電點(diǎn),并可通過(guò)所記錄的動(dòng)態(tài)錄像來(lái)分析放電的危害程度特點。彼岸公司相繼于2002年8月積極回應、9月在國(guó)內(nèi)幾個(gè)大城市電力企業(yè)的高壓試驗(yàn)室進(jìn)行了紫外成像儀的應(yīng)用試驗(yàn),并在高壓現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了檢測(cè)又進了一步。本文對(duì)這些試驗(yàn)和檢測(cè)進(jìn)行歸納和探討多種場景。
2 紫外成像原理與檢測(cè)方法
在高壓設(shè)備電離放電(Discharge)時(shí),根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度(或高壓差)的不同規劃,會(huì)產(chǎn)生電暈(Corona)擴大公共數據、閃絡(luò)(Flash-Over)或電弧( Electric Arc)發行速度。電離過(guò)程中更加堅強,空氣中的電子不斷獲得和釋放能量。當(dāng)電子釋放能量即放電時(shí)性能,會(huì)輻射出光波和聲波初步建立,還有臭氧、紫外線供給、微量的硝酸等的方法。紫外成像技術(shù),就是利用特殊的儀器接收放電產(chǎn)生的紫外線信號(hào)進行探討,經(jīng)處理后成像并與可見(jiàn)光圖像疊加落到實處,達(dá)到確定電暈的位置和強(qiáng)度的目的,從而為進(jìn)一步評(píng)價(jià)設(shè)備的運(yùn)行情況提供依據(jù)最新。紫外線的波長(zhǎng)范圍是40~400nm(見(jiàn)圖一)技術創新,太陽(yáng)光中也含紫外線,但由于地球的臭氧層吸收了部分波長(zhǎng)的紫外線重要作用,實(shí)際上輻射到地面上的太陽(yáng)紫外線波長(zhǎng)大都在300nm以上持續向好,低于300nm的波長(zhǎng)區(qū)間被稱為太陽(yáng)盲區(qū)(Solar Blind)。
空氣的主要成分是氮?dú)獬渥?,而氮?dú)怆婋x時(shí)產(chǎn)生紫外線的光譜大部分處于波長(zhǎng)280~400nm的區(qū)域內(nèi)進展情況,只有一小部分波長(zhǎng)小于280nm。小于280nm的紫外線處于太陽(yáng)盲區(qū)內(nèi)綠色化發展,若能探測(cè)到生產效率,只可能是來(lái)自地球上的輻射使命責任。我們這次應(yīng)用試驗(yàn)所用的一代紫外成像儀CoroCAM IV+,其原理就是利用這一段太陽(yáng)盲區(qū)使用,通過(guò)安裝特殊的濾鏡合規意識,使儀器工作在紫外波長(zhǎng)240~280nm之間,從而在白天也能觀測(cè)電暈基本情況。CoroCAM III及前幾代產(chǎn)品現場,由于受太陽(yáng)光中紫外線干擾太明顯,只能在白天限制使用或者干脆只能在晚上使用力量。
由于電暈一般在正弦波的波峰或波谷產(chǎn)生,且高壓設(shè)備的電暈在放電初期總是不連續(xù)提單產、瞬間即逝的深入實施,紫外成像儀根據(jù)電暈的這個(gè)特性,在觀測(cè)電暈時(shí)發展空間,有兩種模式供選擇效果。一種是活動(dòng)模式(圖五),實(shí)時(shí)觀察設(shè)備的放電情況足了準備,并實(shí)時(shí)顯示一個(gè)與一定區(qū)域內(nèi)紫外線光子總量成比例關(guān)系的數(shù)值合作關系,便于定量分析和比較分析。另一種是集成模式深刻內涵,將一定時(shí)間區(qū)域內(nèi)(該區(qū)域長(zhǎng)短可調(diào))的紫外線光子顯示并保留在屏幕上傳遞,按照先出(FIFO)和動(dòng)態(tài)平均的算法實(shí)時(shí)更新。該模式下若正確調(diào)節(jié)儀器深入闡釋,可清楚地看到設(shè)備放電區(qū)域的形狀和大邢嚓P性。▓D二、三物聯與互聯、四穩定、六、七)供給。
3 應(yīng)用
凡是有外部放電的地方都能用儀器觀察得到電暈優勢與挑戰,這意味著該技術(shù)在高壓帶電檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。我們?cè)谝恍┙^緣子廠解決方案、變電站趨勢、中試所進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),根據(jù)我們的試驗(yàn)情況規定,大致歸納了以下幾個(gè)方面的應(yīng)用:
3.1導(dǎo)線架線時(shí)拖傷環境、運(yùn)行過(guò)程中外部損傷(例如人為用石頭砸傷)、斷股高質量、散股檢測(cè)(圖二相對簡便,攝于成都龍王500KV變電站)重要組成部分。導(dǎo)線表面或內(nèi)部變形都可能導(dǎo)致其附近電場(chǎng)強(qiáng)度變強(qiáng),在滿足條件時(shí)會(huì)產(chǎn)生電暈合作。這種電暈用人工方式難以判斷勃勃生機,但用紫外成像技術(shù)可輕松檢測(cè)到。這對(duì)于日常巡查和檢驗(yàn)工程質(zhì)量很有意義極致用戶體驗。
3.2檢查高壓設(shè)備的污染程度提供有力支撐。污染物通常表面粗糙,在一定電壓條件下會(huì)產(chǎn)生放電建議。導(dǎo)線的污染程度品率、絕緣子上污染物的分布情況等(圖三,攝于成都龍王500KV變電站不斷發展,當(dāng)時(shí)觀察污染嚴(yán)重)積極影響,都可利用該技術(shù)有效地進(jìn)行分析。若配合使用高倍望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察緊密協作,可為制定科學(xué)的檢修計(jì)劃越來越重要、防止污閃和爬電的發(fā)生提供有力的參考依據(jù)。
3.3 運(yùn)行中絕緣子的劣化發揮重要作用。劣化絕緣子產(chǎn)生電暈有多種原因醒悟,劣化積污導(dǎo)致鹽密過(guò)大,在一定條件下會(huì)產(chǎn)生放電高質量,本身劣化也會(huì)放電也逐步提升,劣化、鹽密與放電之間的具體關(guān)系有待于進(jìn)一步研究智能設備。還有絕緣子在什么情況下會(huì)觀察到放電不可缺少,觀察到放電究竟意味著什么,也有待國(guó)內(nèi)有關(guān)專家深入探討(圖四特點,攝于南寧500KV變電站附近積極回應,當(dāng)時(shí)該線路投運(yùn)不到一年,污染的可能性不大又進了一步,但從不同方向看多種場景,只有該處電暈十分明顯。由于該變電站供電任務(wù)較重新的力量,加之對(duì)紫外成像的作用認(rèn)識(shí)不深先進水平,當(dāng)時(shí)只是建議超高壓局重點(diǎn)觀察,并沒(méi)有停電檢查)全面展示。但有一點(diǎn)可以肯定重要平臺,利用紫外成像技術(shù)在一定靈敏度、一定距離內(nèi)可觀察到放電核心技術,使得對(duì)劣化的絕緣子進(jìn)行定位應用提升、定量的測(cè)量并評(píng)估其危害性成為可能主動性,這在以前是非常困難的。
3.4 高壓產(chǎn)品的絕緣缺陷檢測(cè)發展的關鍵。在對(duì)試驗(yàn)品進(jìn)行電氣耐壓試驗(yàn)時(shí)用紫外成像儀進(jìn)行觀察道路,若在試驗(yàn)時(shí)發(fā)生閃絡(luò)(圖五,攝于某絕緣子廠真諦所在,試品達(dá)不到耐壓值)指導,則試品肯定不合格。若觀察到電暈(圖六充分,攝于某絕緣子廠進一步完善,試品中部有缺陷),則應(yīng)根據(jù)電力產(chǎn)品的材料競爭力、結(jié)構(gòu)形狀關規定、使用情況以及其它同類產(chǎn)品的測(cè)試結(jié)果來(lái)綜合評(píng)估是不是絕緣缺陷、缺陷的嚴(yán)重程度等兩個角度入手。另外,紫外成像的檢測(cè)結(jié)果可為電力產(chǎn)品的絕緣診斷與壽命預(yù)測(cè)提供大量信息同期,可建立綜合檔案資料生產效率,以便更好地診斷、分析效果、評(píng)估使用,甚至形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3.5 高壓變電站及線路的整體維護(hù)密度增加。由于我國(guó)氣候濕潤(rùn)有效性,加上近年工業(yè)化進(jìn)程加快,環(huán)保力度不夠機遇與挑戰,一般大城市高壓變電站內(nèi)放電點(diǎn)隨處可見(jiàn)廣泛關註。傳統(tǒng)的放電異常判別方法有聽(tīng)聲音和夜間觀察放電等。由于很多設(shè)備的放電并不影響其正常運(yùn)行共創輝煌,所以聽(tīng)聲音的方法無(wú)法排除干擾因素和主觀因素具有重要意義,且受偵測(cè)距離的限制,通常不能作為判斷的充分依據(jù)大部分。當(dāng)絕緣設(shè)備放電到了夜間可看到可見(jiàn)光的時(shí)候強大的功能,已經(jīng)是十分嚴(yán)重了,很多事故正是在絕緣設(shè)備未見(jiàn)可見(jiàn)光放電的情況下突然閃絡(luò)擊穿引起的解決方案。應(yīng)用紫外成像技術(shù)優勢,可以在地面或直升機(jī)上全面掃描變電站和線路上的設(shè)備,并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷哪些電暈是正常的增產,哪些是不正常的(圖七便利性,攝于成都龍王500KV變電站)方法,動(dòng)態(tài)監(jiān)督異常現(xiàn)象的發(fā)展速度規模最大,為采取合理的維護(hù)措施提供可靠的依據(jù)穩中求進。
3.6 尋找無(wú)線電干擾源。高壓設(shè)備的放電會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的無(wú)線電干擾最深厚的底氣,影響到附近的通訊協同控製、電視信號(hào)的接收等,使用紫外成像技術(shù)可迅速找到無(wú)線電干擾源品質。
4 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐證明利用好,紫外成像技術(shù)能有效、直觀地觀測(cè)到高壓設(shè)備放電的情況解決問題,為帶電檢測(cè)提供了新的強(qiáng)大的診斷手段系列,且發(fā)展到了可在白天進(jìn)行檢測(cè)的水平。紫外成像技術(shù)與紅外成像技術(shù)是互補(bǔ)關(guān)系相互配合,紫外檢測(cè)放電異常慢體驗,紅外檢測(cè)發(fā)熱異常,原理不同智能化,各自具有不可互替的優(yōu)點(diǎn)科技實力,檢測(cè)目的、應(yīng)用方法也各具特性建設≡诖嘶A上?梢灶A(yù)見(jiàn),這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用姿勢,將會(huì)大大增強(qiáng)高壓設(shè)備故障點(diǎn)的全面檢測(cè)能力相互融合,也為高壓產(chǎn)品的可靠性研究提供了綜合手段。紫外成像技術(shù)在高壓設(shè)備帶電檢測(cè)中的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止本文提到的六個(gè)方面綠色化,還有更多的應(yīng)用空間有待拓展不同需求。我國(guó)在紫外成像研究和應(yīng)用方面投入較少,值得引起有關(guān)部門(mén)的重視拓展,加快這項(xiàng)技術(shù)的研究和推廣進(jìn)程創造更多。
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第二十一屆北京分析測(cè)試學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)暨展覽會(huì)(BCEIA 2025)
展會(huì)城市:北京市展會(huì)時(shí)間:2025-09-10