（国网安徽省电力有限公司检修分公司 安徽合肥 230061）
摘要：伴随社会快速发展，改革开放进程的不断深入，我国经济建设方面得到了迅猛发展。利用红外热成像技术对高压电气设备进行带电检测，已逐步发展为一种成熟可靠的电力系统状态检测技术，它有利于及时发现并判别设备发热部位及其原因，减少非计划停电，为设备检修提供依据。该文将重点介绍红外热成像技术在电气设备带电检测中的应用情况、诊断方法和设备典型缺陷分析。
关键词：热成像技术；变电设备；带电检测；应用
引言
紫外成像检测技术在这些年来得到了全面的发展，作为一项新的应用技术，通过对电力设备放电过程产生大量紫外线原理的应用，准确评估电力设备绝缘状态，有助于及时检查设备现有的放电缺陷。这种技术与其他方法相比，具备简单方便、准确安全的优势，并且应用过程中也不会对其他的设备正常运行产生影响，因此有着巨大的发展前景。为了更好地探讨紫外成像技术，本文结合相关资料数据与实际的案例进行深入研究。
1紫外成像原理
根据电力设备运行维护经验可以知道，高压导体粗糙的表面、终端锐角区域、绝缘层表面污秽区、高压套管及导体终端绝缘处理不良，以及高压导线断股、压接不良，绝缘体残缺、破损等有绝缘缺陷的电气设备，在高电压运行时，会因为电场集中而发生放电现象。在高压设备电气放电时，根据电场强度的不同，会产生电晕、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。紫外线的波长范围是10nm-400nm，太阳光中也有紫外线，波长小于280nm的部分几乎全部被大气中的臭氧所吸收，称为“太阳盲区”，可以通过大气传输的是315nm-400nm的。高压设备放电产生的紫外线大部分在280nm-400nm内，也有小部分波长在230nm-280nm内，探测这部分波长的紫外线，可作为判断设备放电的依据。紫外成像技术就是利用这个原理，接收设备放电时产生的紫外讯号，经处理后与可见光影像重叠，显示在仪器的屏幕上，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评估设备的运行情况提供更可靠的依据。
2对紫外光子技术产生影响的相关因素
首先是距离因素。在增加观测距离的基础上，光子计数会逐渐减小，原因在于离放电点远，球面对应的光子密度也就越来越小，因此紫外镜头口径确定的情况下，辐射入像的光子数就越少。其次是增益的因素。因为紫外成像可探测的范围在240nm~280nm之间，而这个波段紫外广谱占据的比例不大，再加上传输过程发生的损耗，使得CCD板光子数减少。在仪器灵敏度提高的基础上，其内部进入光学系统紫外光子进行增益处理，所以通常情况下超过150的设定较高的增益，会检测到较弱的电晕放电，相对低的就会检测到较强的场合。再者是观测角度的因素。在同一个放电点，检测位置的不同会得出不同光子计数的观测结果，有的甚至还会使得不同设备放电点叠加，导致设备的误判。进入实际的检测环节一旦发现无法确定具体的放电位置，相关人员必须采用不同观测位置重新进行观测，才能确保放电信息的准确性。还有温度与气压方面的因素。因为大气中气体分子密度和气温气压都有关系，通常情况下温度越低，气压越高，那么空气的密度就会增大，对气体分子电离时平均的自由电子行程有减小的影响，所以自由电子能够从电场中得到更小的动能。如果温度高而电压低，那么空气气体分子密度就会减小，对气体分子电离时平均的自由行程有增加的影响，于是从电场中能够得到更大的动能，空气分子碰撞电离，对电场强度的门槛值有降低的影响。也就是说，在气压低和温度高的情况下放电现象更容易出现。另外是湿度的因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这一因素对于光子计数率的影响分析起来较为复杂，不同情况下湿度对电晕强度的增大和降低作用不同。比如干净的绝缘子较为湿润时，电压分布就均匀，对放电的强度有降低的影响，如果污秽绝缘子湿润，那么就会因为污秽的水溶解使得电流增大，会出现局部干而放电的情况，增大了电晕的强度。最后是风速的因素。出现放电时，风速较大的情况下带动粒子的散发更强，被吹散的粒子因为紫外设备检测的干扰出现噪音，比较严重的情况下还会影响检测工作，所以更提倡在风速小或无风环境下检测。
3紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用
在电网规模不断扩大的过程中，加强对电力系统的安全管理，提升电气设备安全性能，可以为人们正常用电提供一个良好的保障。变电设备在运行过程中会受到各种因素的干扰和影响，从而常常会发生故障，影响电力系统的正常供电。为了更快、更准确地找出故障发生位置及故障原因，从而及时进行处理，必须要应用先进的设备故障检测技术。当前，紫外成像技术已经在变电设备的带电检测中得到了广泛应用，并具备诸多优势，具体检测方法包括直接紫外成像检测、同类型变电设备紫外成像检测比较、紫外成像检测数据库建立、档案分析等等。下面，我们根据实例对紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用情况进行分析。某市电力局利用紫外成像技术对其管辖范围内的变电设备进行电晕检测，检测时设备带电，处于运行状态，检测环境温度为－8-42℃，检测过程中风速在5ｍ／ｓ以下。通过这次检测发现，在运变电设备中出现放电现象的大多为导线、支柱绝缘子、悬式绝缘子等。对紫外成像检测过程及结果进行分析可知，在正常运行状态下，绝缘子不会发生放电现象，也就是说，紫外成像检测仪几乎不会检测到紫外光子；如果检测到放电现象，一般情况下为绝缘子上尘土等污染物过多、贴胶腐蚀等引起，例如陶瓷绝缘子铁脚被腐蚀，之后铁锈会附着在绝缘子表面，从而降低其绝缘强度，从而产生放电现象，而放电之后，绝缘子又会继续被腐蚀，形成新的放电、腐蚀循环，严重时将损坏绝缘子，影响线路安全、正常运行。利用紫外成像技术对架空导线进行检测，可知架空导线产生放电主要是因为导线表面存在一些细小的毛刺，或是隔离棒与导线接触的地方发生了较大的弯曲，导致局部场强过高，引发电晕放电。在实际工作中，针对导线上出现毛刺和磨损引起的放电，一般情况下不进行处理；如果放电现象异常严重，可能是导线断股、散股等引起，会降低导线抗拉强度，影响整个输电线路的安全运行，必要时应直接更换新的导线。
结束语
近年来红外热成像技术在电力系统中的普遍应用与深化发展，使精准发现设备过热等缺陷和精确判别缺陷或故障原因成为可能，给电气设备的状态检修工作奠定了坚实的基础。运维人员可以及时了解设备缺陷，对缺陷的性质、严重程度做出准确的判断。这项技术的应用能够克服定期计划检修的盲目性，使电气设备的利用率和电网可靠性得以提升，为电网安全经济运行提供了可靠保障。
参考文献：
[1]李龙.高压设备电气预防性试验与安全管理分析[J].山东工业技术，2018（4）：171.
[2]韩常辉，孙纬坤.高压电气设备的绝缘预防性试验方法及安全措施[J].科技创新与应用，2018（33）：178.
[3]唐铁英，许杰.紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用[J].数字技术与应用，2018，12（11）：164-166.
[4]张淑静，文惠君.紫外成像技术在变电检测中的应用[J].内蒙古电力技术，2017，24（11）：26-28.
[5]刘安文，汤卫，程光强，等．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，2017（3）：50-54.
论文作者:胡可,骆玮,麻雯芝,黄军军
论文发表刊物:《河南电力》2019年5期
论文发表时间:2019/11/19
标签：设备论文; 绝缘子论文; 导线论文; 技术论文; 光子论文; 电晕论文; 高压论文; 《河南电力》2019年5期论文;