紫外成像技術對發現電力設備絕緣缺陷的應用

潘曉冬

摘 要：電力設備在運行的過程中，需要承擔功能量和高負荷的工作。因此，出現絕緣的缺陷也是較為常見的一種現象。從目前的檢測技術上看來，其方法體現出一定的多樣性。但是從其工作原理上來進行分析，電力設備或者是其母線的周圍會產生較強的電場，空氣會發生電離的作用，出現紫外光。這是，采用紫外成像技術就可以對紫外線進行收集和檢測，進而確定電力設備的故障位置，為判定電力設備的絕緣狀況提供相應的依據。因此，本文主要對紫外成像技術進行深入探討和分析，希望能夠給電力工作人員提供幫助。

關鍵詞：紫外成像；電力設備；絕緣缺陷；應用實例

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A

電氣設備在高速運行中具有一定的高壓性，其周圍存在著較強的電場，當電場的強度達到某種程度的時候，就會進入一個臨界點。在此情況下，電離現象就會產生，空氣中的電子也會不間斷地向電場吸收能量，形成一定的電暈或者是火花放電的現象。由于其波長的范圍較小，所以肉眼無法看到。紫外成像技術可以對電力設備的絕緣情況進行檢測，保證電力設備運行的穩定性。

1紫外成像的技術

紫外線的光源是太陽光，但是人們無法用肉眼去觀察到紫外線，主要是由于這種紫外光的波長在一種特殊的范圍內，根據波長的不同可以分成長波紫外線、中波紫外線和短波紫外線等等。現如今，對于紫外線的探測技術進行研究的人員較多，成為一種熱潮。從其本質上來看，紫外線探測技術是一種被動的探測技術。這也是一種新型的探測技術，打破了傳統紅外探測技術和激光探測技術的弊端，實現了紫外線探測技術的飛躍。在具體的紫外成像技術的運用中主要采用的是紫外探測器和攝像器。隨著經濟和科技的不斷發展，這種探測技術所用的探測工具也在不斷更新，其中以紫外MOS圖像傳感器為代表，增強了探測的準確性和范圍。

2在電力中的應用

紫外成像技術在電力設備的故障檢測中得到了廣泛的應用，主要是由于對紫外線進行檢測，所以，屬于光學方法的范疇。這種技術方法在運用的過程中，不需要對故障點進行接觸，就可以實現對電力設備外絕緣狀態等進行有效地檢測，給電力設備的檢修和維護工作提供一定的支持。

紫外成像儀的主要功能：

（1）可以對電力設備表面的污穢程度進行檢測和評估。

（2）可以對設備支柱部分的絕緣程度以及微觀的裂縫進行檢測。

（3）可以有效地進行測“零”工作。

（4）可以有效地貫徹電離現場的電暈放電或者是設備表面的放電源。

（5）對于電力設備的外絕緣的痕跡進行檢測。

（6）可以對電力設備運行的結構以及安裝的相關工藝等運行的合理性進行檢測。

（7）如果一些因素對通訊線路產生了嚴重的干擾，就可以通過紫外成像儀來進行檢測。

（8）可以檢測到并且清楚變電設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印象紫外檢測的因素

進行紫外檢測工作需要對檢測儀每分鐘內檢測到的紫外光子數量進行計算，因為光子數能夠表示電暈的活動量。另外，影響紫外檢測工作的因素有很多，其中包括檢測儀、溫度、企業以及大氣的濕度等等。因此，需要對這些內容進行詳細地了解，才能做好紫外成像技術的檢測工作。

3.1距離的影響

通過對電暈源進行模擬，對不同距離的紫外計數進行檢測。可以看出，即使電暈的發生具有一定的分散性，但是通過多次的計數可以看出，其分散性明顯降低，單次計數的數值和平均值之間幾乎沒有區別，相差不大。可見，在進行紫外檢測技術的過程中，可以對技術穩定的數值進行檢測，直接作為電暈的強度也是科學的。

3.2增益的影響

雖然紫外成像技術可以對電力設備電場中的電子進行有效地檢測，但是最終到達成像儀的光譜還是較少的。因此，為了提高檢測儀檢測的精準度和靈敏性，儀器需要進行增益處理。也就是通過改變紫外技術的數值來對電暈的強度進行改變。這種方式具有一定的科學性，因此，從具體的檢測過程中可以看出，增益值較大時存在的電暈量也相對較小。為了準確地找到電暈源，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，影響紫外線檢測儀的最重要因素就是大氣的壓強和相對溫度，在大氣狀態不同的時候，空氣壓力可以直接影響到檢測儀的檢測良民度以及光的傳輸效率。不同的計數方式之間也存在著明顯的誤差。因此，需要對這種檢測的方式改進，盡量避免出現氣壓和溫度的影響，及時糾正紫外成像技術的不足之處。

3.4溫度的影響

和其他的因素相比，溫度對于紫外線的影響程度相對復雜，濕度和電暈的強度存在著密切的關系，二者之間存在著正比的關系。具體來說，如果絕緣設備濕度增加之后，其表面的電導參數也會增加，電壓的分布變得更加均勻，電暈的強度就會有所降低。這只是從理論上來講，但是在實際的情況下，濕度的增加往往引起電暈強度的增長，如：絕緣子表面的污穢物中的可溶物質會更多的溶于水中，泄漏電流更大，更容易在絕緣子表面形成局部干區和發生沿面的爬電。值得注意的是，由于污穢物成份和濕潤情況的不確定性，目前還沒有辦法對它進行修正，給紫外檢測的工作帶來了一定的困難。因此，現階段應著重紫外監測的建檔工作，一定數量實例的積累有助于充分認識濕度對紫外計數的影響。

結語

本方法仍有一些缺點需要進一步改進：1）標定較困難。因準確度受環境條件（如氣象條件等）的影響較大，如：根據電暈發生的機理，溫度、濕度、海拔高度等環境因素對電暈的起暈電壓、電暈能量有較大的影響，如其他相同條件下，潮濕環境下電暈產生的光電子數是干燥環境下的2～4倍。所以，當需要對設備狀態做絕對測量時，必須認真解決正確標定問題。2）判斷的準確性仍需進一步提高。電暈放電并不是都會產生嚴重的后果。在檢測過程中，環境因素的作用對檢鍘儀看到的電暈放電變化很大。因此如何評價電暈放電，成為檢測儀在系統中應用急需解決的問題。3）只能檢測到可以產生異常電暈的部分故障。

參考文獻

[1]楊曉琳，李燕青，劉云鵬，律方成.基于數學形態學的電力設備紫外圖像放電區域提取[J].電網技術，2008（07）.