紫外成像与高压放电检测

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紫外线产生的原因


紫外线产生的本质是电晕放电,它是一种局部化的放电现象, 在极不均匀的电场环境下,当电压还未能引起击穿前,电离现象已经非常强烈,大量空间的电荷积聚一起,使得间隙中的电场发生畸变。当带电体的局部电压应力超过临界值时,会使空气游离而产生电晕放电现象。特别是高压电力设备,其常因设计、制造、安装及维护工作不良产生电晕、闪络或电弧。在放电过程中,空气中的电子不断获得和释放能量,而当电子释放能量(即放电),便会放出紫外线。




 

电晕放电造成的影响


电晕放电危害巨大,会产生高频脉冲电流,干扰无线电通讯;会发出蓝色的晕光,使周围空气温度升高;能使空气发生化学反应,产生对金属电极造成损坏或腐蚀的物质;会产生大量的能量损耗。


随着电力系统的电网规模的不断扩大、电力负荷要求的不断提高,电力系统中使用的各种类型的高压设备的损坏、故障也不断增加,相应对预防性维护的要求也不断提高。输供电线路和变电站配电等设备在大气环境下工作,在某些情况下随着绝缘性能的降低、出现结构缺陷,或表面局部放电现象,电晕和表面局部放电过程中,电晕和放电部位将大量辐射紫外线。短期造成电能损耗和绝缘子性能的持续恶化,长期影响高压输变电系统的安全性,需要进行实时检测。


检测办法


针对输电线路上的电晕放电检测主要有:人工巡查检测、脉冲电流检测、红外检测、超声电晕检测和紫外检测等方法。


由于电晕放电的目标小、信号弱,而且许多输电线路架设在自然条件比较差的户外时,人工巡查检测不但费时费力,而且检测效果也不好;脉冲电流检测不太适合超高电压检测,而且仪器体积较大;红外检测受日光影响大,误检率高且响应速度慢,红外能检出时,往往线路已发热,属于后期检测,不能适应现在输变电的要求;超声电晕检测在户外也很难达到理想的效果。


在使用紫外检测中,由于电晕放电光谱主要是分布在紫外区域,所以可以应用紫外成像技术来检测电晕放电现象,所检测的是日盲紫外波段。由于太阳辐射中 240~280 nm 波段的紫外光能被大气中的臭氧完全吸收,因此利用日盲紫外波段对电晕进行检测有助于提高检测的准确度。

 



紫外成像技术检测方向


1. 运行中绝缘子的劣化以及复合绝缘子及其护套电蚀检测;


2. 高压变电站及线路的整体维护;


3. 支柱式绝缘体上的微观裂纹检测;


4. 悬挂式瓷绝缘中的零值绝缘子检测;


5. 评估绝缘设备表面的污秽程度 ;


6. 评估验收高压带电设备布局、结构、安装、设计是否合理;


7. 检测运行中电力设备外绝缘子闪络痕迹;


8. 高压输电线路断股及绳径过小而引起的电晕放电;


9. 高压输变电设备上可能搭接的导电物体,如金属丝;


10. 大型发电机定子线棒端部和槽壁电晕放电检测;


11. 寻找无线电干扰源:电压设备的放电会产生强大的无线电干扰,影响到附近的通讯、电视信号的接收等,使用紫外成像技术可迅速找到无线电干扰源;


12. 高压电器设备局部放电试验中利用紫外成像技术寻找或定位设备外部的放电部位。




【来源:光虎视觉内部培训资料】