紫外成像技術(shù)對(duì)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣缺陷的應(yīng)用

潘曉冬

摘 要：電力設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，需要承擔(dān)功能量和高負(fù)荷的工作。因此，出現(xiàn)絕緣的缺陷也是較為常見(jiàn)的一種現(xiàn)象。從目前的檢測(cè)技術(shù)上看來(lái)，其方法體現(xiàn)出一定的多樣性。但是從其工作原理上來(lái)進(jìn)行分析，電力設(shè)備或者是其母線的周圍會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電場(chǎng)，空氣會(huì)發(fā)生電離的作用，出現(xiàn)紫外光。這是，采用紫外成像技術(shù)就可以對(duì)紫外線進(jìn)行收集和檢測(cè)，進(jìn)而確定電力設(shè)備的故障位置，為判定電力設(shè)備的絕緣狀況提供相應(yīng)的依據(jù)。因此，本文主要對(duì)紫外成像技術(shù)進(jìn)行深入探討和分析，希望能夠給電力工作人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：紫外成像；電力設(shè)備；絕緣缺陷；應(yīng)用實(shí)例

中圖分類號(hào)：TM71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電氣設(shè)備在高速運(yùn)行中具有一定的高壓性，其周圍存在著較強(qiáng)的電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)的強(qiáng)度達(dá)到某種程度的時(shí)候，就會(huì)進(jìn)入一個(gè)臨界點(diǎn)。在此情況下，電離現(xiàn)象就會(huì)產(chǎn)生，空氣中的電子也會(huì)不間斷地向電場(chǎng)吸收能量，形成一定的電暈或者是火花放電的現(xiàn)象。由于其波長(zhǎng)的范圍較小，所以肉眼無(wú)法看到。紫外成像技術(shù)可以對(duì)電力設(shè)備的絕緣情況進(jìn)行檢測(cè)，保證電力設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1紫外成像的技術(shù)

紫外線的光源是太陽(yáng)光，但是人們無(wú)法用肉眼去觀察到紫外線，主要是由于這種紫外光的波長(zhǎng)在一種特殊的范圍內(nèi)，根據(jù)波長(zhǎng)的不同可以分成長(zhǎng)波紫外線、中波紫外線和短波紫外線等等。現(xiàn)如今，對(duì)于紫外線的探測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究的人員較多，成為一種熱潮。從其本質(zhì)上來(lái)看，紫外線探測(cè)技術(shù)是一種被動(dòng)的探測(cè)技術(shù)。這也是一種新型的探測(cè)技術(shù)，打破了傳統(tǒng)紅外探測(cè)技術(shù)和激光探測(cè)技術(shù)的弊端，實(shí)現(xiàn)了紫外線探測(cè)技術(shù)的飛躍。在具體的紫外成像技術(shù)的運(yùn)用中主要采用的是紫外探測(cè)器和攝像器。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，這種探測(cè)技術(shù)所用的探測(cè)工具也在不斷更新，其中以紫外MOS圖像傳感器為代表，增強(qiáng)了探測(cè)的準(zhǔn)確性和范圍。

2在電力中的應(yīng)用

紫外成像技術(shù)在電力設(shè)備的故障檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用，主要是由于對(duì)紫外線進(jìn)行檢測(cè)，所以，屬于光學(xué)方法的范疇。這種技術(shù)方法在運(yùn)用的過(guò)程中，不需要對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行接觸，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備外絕緣狀態(tài)等進(jìn)行有效地檢測(cè)，給電力設(shè)備的檢修和維護(hù)工作提供一定的支持。

紫外成像儀的主要功能：

（1）可以對(duì)電力設(shè)備表面的污穢程度進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估。

（2）可以對(duì)設(shè)備支柱部分的絕緣程度以及微觀的裂縫進(jìn)行檢測(cè)。

（3）可以有效地進(jìn)行測(cè)“零”工作。

（4）可以有效地貫徹電離現(xiàn)場(chǎng)的電暈放電或者是設(shè)備表面的放電源。

（5）對(duì)于電力設(shè)備的外絕緣的痕跡進(jìn)行檢測(cè)。

（6）可以對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行的結(jié)構(gòu)以及安裝的相關(guān)工藝等運(yùn)行的合理性進(jìn)行檢測(cè)。

（7）如果一些因素對(duì)通訊線路產(chǎn)生了嚴(yán)重的干擾，就可以通過(guò)紫外成像儀來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

（8）可以檢測(cè)到并且清楚變電設(shè)備表面一些附著的物體。

另外，紫外成像儀可以按照用途的不同分成夜晚型和日盲型兩種。

3印象紫外檢測(cè)的因素

進(jìn)行紫外檢測(cè)工作需要對(duì)檢測(cè)儀每分鐘內(nèi)檢測(cè)到的紫外光子數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)楣庾訑?shù)能夠表示電暈的活動(dòng)量。另外，影響紫外檢測(cè)工作的因素有很多，其中包括檢測(cè)儀、溫度、企業(yè)以及大氣的濕度等等。因此，需要對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)地了解，才能做好紫外成像技術(shù)的檢測(cè)工作。

3.1距離的影響

通過(guò)對(duì)電暈源進(jìn)行模擬，對(duì)不同距離的紫外計(jì)數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。可以看出，即使電暈的發(fā)生具有一定的分散性，但是通過(guò)多次的計(jì)數(shù)可以看出，其分散性明顯降低，單次計(jì)數(shù)的數(shù)值和平均值之間幾乎沒(méi)有區(qū)別，相差不大。可見(jiàn)，在進(jìn)行紫外檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，可以對(duì)技術(shù)穩(wěn)定的數(shù)值進(jìn)行檢測(cè)，直接作為電暈的強(qiáng)度也是科學(xué)的。

3.2增益的影響

雖然紫外成像技術(shù)可以對(duì)電力設(shè)備電場(chǎng)中的電子進(jìn)行有效地檢測(cè)，但是最終到達(dá)成像儀的光譜還是較少的。因此，為了提高檢測(cè)儀檢測(cè)的精準(zhǔn)度和靈敏性，儀器需要進(jìn)行增益處理。也就是通過(guò)改變紫外技術(shù)的數(shù)值來(lái)對(duì)電暈的強(qiáng)度進(jìn)行改變。這種方式具有一定的科學(xué)性，因此，從具體的檢測(cè)過(guò)程中可以看出，增益值較大時(shí)存在的電暈量也相對(duì)較小。為了準(zhǔn)確地找到電暈源，需要盡量減少紫外圖像的疊加率。

3.3氣壓和溫度的影響

眾所周知，影響紫外線檢測(cè)儀的最重要因素就是大氣的壓強(qiáng)和相對(duì)溫度，在大氣狀態(tài)不同的時(shí)候，空氣壓力可以直接影響到檢測(cè)儀的檢測(cè)良民度以及光的傳輸效率。不同的計(jì)數(shù)方式之間也存在著明顯的誤差。因此，需要對(duì)這種檢測(cè)的方式改進(jìn)，盡量避免出現(xiàn)氣壓和溫度的影響，及時(shí)糾正紫外成像技術(shù)的不足之處。

3.4溫度的影響

和其他的因素相比，溫度對(duì)于紫外線的影響程度相對(duì)復(fù)雜，濕度和電暈的強(qiáng)度存在著密切的關(guān)系，二者之間存在著正比的關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)，如果絕緣設(shè)備濕度增加之后，其表面的電導(dǎo)參數(shù)也會(huì)增加，電壓的分布變得更加均勻，電暈的強(qiáng)度就會(huì)有所降低。這只是從理論上來(lái)講，但是在實(shí)際的情況下，濕度的增加往往引起電暈強(qiáng)度的增長(zhǎng)，如：絕緣子表面的污穢物中的可溶物質(zhì)會(huì)更多的溶于水中，泄漏電流更大，更容易在絕緣子表面形成局部干區(qū)和發(fā)生沿面的爬電。值得注意的是，由于污穢物成份和濕潤(rùn)情況的不確定性，目前還沒(méi)有辦法對(duì)它進(jìn)行修正，給紫外檢測(cè)的工作帶來(lái)了一定的困難。因此，現(xiàn)階段應(yīng)著重紫外監(jiān)測(cè)的建檔工作，一定數(shù)量實(shí)例的積累有助于充分認(rèn)識(shí)濕度對(duì)紫外計(jì)數(shù)的影響。

結(jié)語(yǔ)

本方法仍有一些缺點(diǎn)需要進(jìn)一步改進(jìn)：1）標(biāo)定較困難。因準(zhǔn)確度受環(huán)境條件（如氣象條件等）的影響較大，如：根據(jù)電暈發(fā)生的機(jī)理，溫度、濕度、海拔高度等環(huán)境因素對(duì)電暈的起暈電壓、電暈?zāi)芰坑休^大的影響，如其他相同條件下，潮濕環(huán)境下電暈產(chǎn)生的光電子數(shù)是干燥環(huán)境下的2～4倍。所以，當(dāng)需要對(duì)設(shè)備狀態(tài)做絕對(duì)測(cè)量時(shí)，必須認(rèn)真解決正確標(biāo)定問(wèn)題。2）判斷的準(zhǔn)確性仍需進(jìn)一步提高。電暈放電并不是都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。在檢測(cè)過(guò)程中，環(huán)境因素的作用對(duì)檢鍘儀看到的電暈放電變化很大。因此如何評(píng)價(jià)電暈放電，成為檢測(cè)儀在系統(tǒng)中應(yīng)用急需解決的問(wèn)題。3）只能檢測(cè)到可以產(chǎn)生異常電暈的部分故障。

參考文獻(xiàn)

[1]楊曉琳，李燕青，劉云鵬，律方成.基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的電力設(shè)備紫外圖像放電區(qū)域提取[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008（07）.