紫外成像技術在狀態檢修中的應用分析

王力威+郭玉良+呂廣輝+楊玉貴+薛乃良+張政+呂廣臣

摘 要：現階段，紫外成像技術應用逐步廣泛，檢修管理工作亦成為紫外成像技術運用的主流方面。該技術雖應用效果良好，但實際運用難度較高，為能夠進一步解決該問題，本文主要根據實際使用需要對該項技術使用原理技術設備故障檢測等相關方面問題進行深度分析，從而為紫外成像技術在檢修中科學合理運用提供理論知識方面的相關幫助。

關鍵詞：紫外成像；狀態檢修；應用

近年來，我國各行業對于紫外成像技術運用水平的逐步提升使之成為現代檢修管理的主要輔助手段之一。該技術的運用降低了環境對于維修工作的實際影響，并可根據設備的運行狀況準確的找出設備故障問題，是解決檢修管理技術性問題的有效途徑。因此該技術的運用對于技術人員對細節操作的熟練性要求較高，不僅要及時的掌握技術維修要點及難點，同時提高該技術運用實際適應性，以便于保障其能夠在多種不同環境下均能夠準確無誤的進行檢修工作。

一、概述

國民經濟的發展推動了我國電網建設規模和水平的不斷提升，但同時也對電力系統的安全、穩定和可靠運行提出了越來越高的要求，電氣檢修維護工作的重要性因此得到了進一步的凸顯。我國變電檢修體制共經歷了事后、定期和狀態檢修3個發展階段，目前主要采用狀態檢修策略。所謂狀態檢修，就是以安全、效益和環境為基礎，對設備狀態和風險進行分析和評估，并以此為檢修決策提供參考和依據，最終實現電氣設備安全、可靠、穩定運行以及檢修成本最小化的工作目標，狀態檢修是現階段最為先進的電氣檢修制度。其基本流程包括：搜集信息、評估設備狀態和風險、制訂檢修策略、形成年度檢修計劃、計劃實施和績效評估。核心步驟是設備狀態評估，而狀態評估的關鍵是狀態信息的收集，電氣設備的運行工況可通過巡視檢查和定期試驗項目獲得，但是，日常巡視和常規測量技術無法滿足對設備信息及時、準確的要求，應積極應用一些先進的在線監測技術。關鍵詞：狀態檢修/紫外成像技術/狀態評估/電暈放電經過初期研究的不斷積累，紫外成像技術在20世紀80年代正式進入實質性的應用階段，但最初的應用僅局限于軍事領域，直至20世紀末21世紀初才開始由軍事過渡到民用，并逐漸在電氣設備故障監測領域有了新的用途，應用此項技術能及時、準確地反映設備缺陷，為設備狀態的準確評估提供參考和依據。

二、紫外成像技術在設備狀態監測領域的應用原理

若帶電體的局部電場強度超過某臨界值，周圍的游離空氣就會產生電暈從而放電，是一種局部化的放電現象。受各種主客觀因素的影響，高壓電力設備更容易出現電暈放電和電弧現象，在這一過程中，空氣中的電子反復獲取和釋放能量，并在釋放能量時放出波長 230 ～ 405 nm 的紫外線。其中，240 ～ 280 nm 范圍的波長稱為太陽盲區，原因是太陽傳輸來的紫外光在該段的分量極低，通過使用太陽盲濾鏡，感光元件感光，經數字電路處理后形成紫外圖像，經處理后與可見光影像重疊，最終通過儀器屏幕顯示出來。紫外成像儀依據該原理設計制造，并以此發揮出輔助電氣設備狀態評估的積極作用。

三、紫外成像技術在設備狀態監測領域的應用

1.發現設備導體缺陷

導體缺陷的產生主要由以下三個方面構成。首先是外部因素或工藝制造因素所導致的結構尖銳銳角放電，雖電流強度較小，但長此以往，難免對導體結構造成過度疲勞，從而產生導體損傷的情況。其次是表面粗糙及屏蔽措施不當而導致的結構質量問題，使結構強度下降，以此促使導體出現一系列質量結構問題。最后是導體界面高壓電偏小問題，該問題的產生于懸浮物體放電及導體間隙的產生有著必然的聯系，同時地面的接觸不良也易產生導體界面高壓電偏小問題。

2.發現設備絕緣缺陷

設備絕緣缺陷問題直接對設備應用安全性產生影響，同時也影響設備應用的實際質量。設備絕緣缺陷與區域環境的問題有著必然的聯系。如在過于潮濕的環境下，絕緣子表面出現結構腐蝕，從而導致其產生一定數量的裂紋及破損，若該情況未能及時的得到有效解決，隨著裂紋的逐步深入，絕緣子整體結構必然產生開裂等情況。金屬異物也是設備絕緣的主要缺陷，該問題的產生直接使絕緣子使用效益大打折扣，使其難以發揮預期的實際效果，繼而使絕緣子設備應用穩定性下降。

四、紫外成像技術的觀測模式

由于電暈一般在電流的波峰和波谷出現，且電暈放電初期放電不連續，因此觀測模式一般常采用以下兩種模式。

1.活動模式

該模式采用實時觀測的方法，能夠顯示單一時刻的紫外圖像和紫外線光子總量比例參數，使定量和比較分析能夠更加順利地進行。

2.累積模式

對被觀測對象觀測一段時間，將該時間段內出現的紫外線光子圖像疊加、累積顯示。該模式能夠使放電區域得到清晰的顯示，從而更加準確地判定缺陷位置和范圍。

五、紫外成像技術的診斷方法

1.圖像觀察法

依據設備的電暈紫外圖像，對異常電暈的嚴重程度、具體位置、屬性以及缺陷等級進行判定。

2.同類比較法

通過橫向比較同類設備、相同部位的電暈放電紫外圖像或紫外技術來評估目標設備的電暈放電狀態。不過，該方法的良好應用需要建立完善的電氣設備正常及異常放電的紫外圖譜庫，從而通過設備圖像、數據庫圖像的對比完成異常電暈嚴重程度、部位和屬性的判斷。

六、紫外成像技術所檢測缺陷類型的確定及處理方法

經紫外成像手段檢測發現的設備電暈放電缺陷應納入設備狀態檢修信息管理系統，缺陷的分析和評價應嚴格按照設備狀態評價流程進行。依據缺陷對設備運行產生的具體影響，一般可將其劃分為以下種類型。

（1）存在電暈放電異常問題，但僅會加速設備老化，未達到引起事故的程度。此類問題需要進行詳細記錄，同時對其發展情況進行密切觀察。

（2）存在較為嚴重的電暈放電異常問題，雖然會加速設備老化，但短期內不會引起事故。若存在此類問題，應最大程度縮短檢測周期，并利用最近一次的停電檢修將問題排除。

（3）存在非常嚴重的電暈放電問題，影響設備的正常運行并加速設備老化，短期內將導致設備事故。若存在此類問題，應盡快安排停電檢修并予以徹底排除。

七、結語

紫外成像技術對于提高檢修效果有著重要作用，不僅在維修人員方面可大大提高實際維修安全性，同時在設備檢測方面，可切實保障設備檢測準確性，使維修人員能夠及時的開展相關的維修作業。因此紫外線成像技術的運用從根本上解決了檢修難度大及維修效率低下等相關方面問題，是現階段檢修工作開展不可或缺的主要構成，對保障檢修效果具有重要意義。

參考文獻：

[1] 楊柳.紫外線成像技術在狀態檢修中的應用[J].工程技術：全文版，2016（11）.