紫外成像检测技术实例分析

摘要：随着我国经济水平的提升，电力行业的建设和发展逐步进入了高峰期，投入运行的变电站和输电线路越来越多，但输变电设备的电晕放电问题也越来越严重。因此，为了确保电网运行的安全性，需要通过紫外成像检测技术检测变电站和输电线路中的输变电设备。分析了紫外成像检测技术的基本原理，简述了当前紫外成像检测技术在变电站和输电线路设备发电检测中的运用，并列举了一系列采用紫外成像检测技术进行设备电晕放电的实例。

关键词：紫外成像检测技术；变电站；输电线路；紫外线

中图分类号：TM855 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.144

采用紫外成像检测技术能快速、有效地检测变电站输变电线路的电晕放电、放电特性、绝缘状态和污秽情况等，可弥补普通目视检测、红外成像检测和超声波检测的不足，有效降低了设备安全事故的发生概率。目前，紫外成像检测技术在美国、以色列和俄罗斯等比较发达的国家已获得了大面积运用，并在输变电设备在线检测工作中取得了较好的效果。

1紫外成像检测技术的原理分析

当输变电设备周边的电场强度达到一定数值时，就会出现电晕现象。一旦输变电设备出现电晕现象，则设备周边的空气就会发生电离现象。电离会使空气中的电子从电场获取能量，并从激励状态变为以往稳态的电子能状态，进而通过电晕、火花放电和闪络等释放能量，辐射出紫外线光波。一般而言，紫外线波长通常在40～400nm之间，太阳光中也存在一定的紫外线，但因臭氧层可吸收一定的紫外线，进而缩短了紫外线的波长。因此，真正射入地面的紫外线波长均＞300nm。如果射入地面的紫外线波长＜300nm，则该区域属于太阳盲区。与紫外成像检测技术相关的科研人员利用上述特点，研发出了能在白天使用的日光型紫外线检测设备。该设备的工作波段可维持在240～280nm。紫外成像检测设备的通道可分为紫外光和可见光两条通道。其中，紫外光通道常用于电晕成像中，而可见光通道常用于拍摄周围环境。当这两种图像叠加成为一幅图像后，可从图像中观察到设备电晕及其周围环境，依据分析结果可得到输变电设备运行过程中出现的电晕情况和电晕源头的位置。

2紫外成像检测技术的运用

我国是一个地域辽阔的国家，各地区的气候、环境具有很大差异，海拔高度也有所不同。比如，西北地区的风沙较大、东北地区冰雪较多，南方潮湿、多雨，沿海地区潮湿、海风腐蚀较为严重。因此，大部分输变电设备在投入运行后有快速老化的现象，这不仅会影响输变电设备的正常运行，还可能引发安全事故。而运用紫外成像检测技术后，可及时检测设备中存在的安全隐患，预先找到设备中的缺陷，使工作人员可依据检测信息采取相应的处理措施，降低设备故障的发生率。比如，采用紫外成像检测技术可及时发现输电线路、绝缘子、防震锤、间隔棒、接地刀闸等设备中存在的安全隐患，从而提升电网运行的安全性。

3应用实例分析

某电力企业采用紫外成像检测技术对变电站和输电线路进行了反复检测，发现许多输变电设备中存在放电现象，且多数故障较为严重。该电力企业根据检测结果，及时排除了相关输变电设备中存在的故障。通过此次检测工作，该电力企业对紫外成像检测技术的应用有了进一步的了解，对输变电设备的放电部位进行了详细的定位检测，并详细记录了检测资料，从而为扩大检测范围提供有效依据。在实际检测工作中，输变电设备各个部位因存在放电而导致电晕现象发生的图像如图1到图3所示。

4紫外成像检测工作的影响因素

4.1湿度环境湿度的增加会提升绝缘体的导电能力，导致输变电设备放电脉冲数值不断上升，进而引发绝缘体放电。湿度越大，空气中水汽颗粒对紫外线的吸收和阻挡能力就越强，对紫外线的检测效果就越差。4.2距离采用紫外成像技术检测输变电设备时，检测距离越远，视场角度就越小，进而影响紫外检测的灵敏度。4.3气压和温度空气的密度与环境温度、气压有着密切的关系。如果空气中的气压增高或温度降低，空气密度就会增大，空气分子间的距离就会缩短。电场会缩小空气分子的运行空间，降低其获取能量的能力，进而增加空气电离的难度，导致电场强度不断增高，最终对检测效果造成影响。4.4污秽资料表明，正常的绝缘子上覆有污秽时，绝缘子的放电次数就会受到其表面湿度的影响。如果表面湿度＞95%，则绝缘子的放电次数会大于正常情况下的放电次数；如果表面湿度＜75%，则绝缘子的放电次数会小于正常情况下的放电次数。4.5海拔随着海拔高度的变化，大气压力也会发生变化。通常情况下，海拔越高，大气压力就越低，设备起始电晕的电压越低；海拔越低，设备起始电晕的电压就越高。

5结束语

综上所述，紫外成像检测技术可有效、直观地检测变电站和输配线路的放电情况，是一种全新的输变电设备带电检测技术。随着紫外成像检测技术的检验范围不断扩大，该技术的检测优势必将会得到充分发挥，为现代变电站和输电线路的安全运行提供有力的技术支撑。

参考文献

［1］杨宁，吴旭涛，毕建刚.紫外成像技术在电晕放电检测中影响因素的试验研究［J］.高压电器，2012，48（12）：60-65.

［2］刘安文，汤卫，程光强.紫外成像检测技术在电力设备放电检测上的应用［J］.电网与清洁能源，2013，29（3）：51-54.

作者：茅雷 单位：江苏省电力公司南通供电公司

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