摘要：本文分析了紫外成像仪的工作原理，并采用紫外成像仪对多座变电站进行了现场检测，发现了部分设备的电晕放电现象，对上述放电现象进行了分类，并对放电原因进行了分析。
关键词：电晕放电；紫外成像；现场应用
1 紫外成像仪的原理
高压设备放电过程中，空气中的放电电子不断获得和释放能量时会辐射出紫外线。紫外成像仪的紫外探测器接收到放电时产生的紫外线，并利用紫外线束分离器将输入的影像分离成两部分，第一部分影像传送到一个影像放大器上，影像放大器将微弱的影像信号变成可视的影像，并发送到一个装有CCD（电容耦合器）装置的照相机内，而同时被探测目标的影像被发送到第二台标准视频照相机内。特殊的影像处理工艺将两个影像叠加起来，最后生成显示电气设备及其电晕图像[1]。
2 紫外成像仪的现场应用
2.1 金具放电
金具是现场最容易发生放电的部位，放电一般集中于绝缘子高压侧的均压环、避雷器均压环和套管端子连接处等部位。
图1 均压环毛刺异常放电 图2套管端子连接松动异常放电
现场测试表明，金具上的放电基本上是由于金具局部曲率过大而引起的。如金具上的小划痕、污秽、毛刺或者沙眼等。当空气湿度达到金具表面积聚水珠的程度，则放电有加剧的趋势。金具表面的放电虽然是现场十分普遍的一种放电现象，放电强度也往往比较大，但这种放电一般是对敞开空气间隙的放电，并不会危及设备的安全运行。若这种放电是对绝缘体的放电，由于电晕放电会加速介质的老化和劣化，有必要采取一定的措施。
3.2 导线放电
在变电站运行的导线有单导线和分裂导线，都有可能出现电晕放电现象，放电主要集中于分裂导线的线夹处，放电的紫外形态与一般的金具表面放电形态具有类似性。现场测试表明， 导线的半径过小、间隔棒曲率半径过小、导线表面的粗糙、划伤、断股、散股、表面积聚的鸟粪都能引起放电[2]。但一般除了断股和散股危害较大外，其他电晕放电并不会影响到系统的安全运行，一般无需处理。
3.3 绝缘子表面放电
变电所内使用较多的绝缘子主要有支柱绝缘子与悬式绝缘子。悬式绝缘子主要用于拉伸固定导线，支柱绝缘子主要用于支持母线、高压设备或者隔离开关等。现场测试表明，悬式绝缘子发生放电的情况很少，无论是相对湿度较大的阴雨天气还是晴朗天气，都很少检测到明显放电现象[3]。只是在雨雪天气下观察到了为数不多的几起悬式绝缘子表面的放电现象，见图3。
图3 绝缘子不均匀覆冰放电 图4绝缘子表面污秽放电
现场测试表明， 地处轻度污染区域的支柱绝缘子在干燥或一般湿度情况下， 其表面一般不会发生放电现象。但地处污染较重区域或靠近沿海的变电站， 支柱式绝缘子放电现象特别明显，其表面放电多发生于瓷件与法兰的结合处或者靠近高压侧的瓷件本体上，当绝缘子表面有污秽时，在一定情况下也会产生污秽放电，如图4所示，由于该变电站地处化工区，绝缘子表面污秽较严重，且测试时的相对湿度在61%，污秽的存在使水珠的电导率增加，有助于放电，因此测试时放电现象比较明显，紫外放电图像比较稳定。
图5 绝缘子钢帽部位老化 图6 支柱绝缘子裂纹电晕放电
现场测试结果表明，导致绝缘子本体上的放电主要有包括陶瓷、玻璃绝缘子因低值或者零值造成电晕放电，陶瓷、玻璃绝缘子钢帽（如图5）或者水泥腐蚀造成电晕放电，绝缘子性能劣化或出现裂纹（如图6）造成电晕放电，复合绝缘子及其护套电蚀造成电晕放电以及绝缘子污秽造成电晕放电等。因此定期对低值和零值绝缘子进行排查，以及在瓷绝缘子表面喷涂RTV 涂料是减少绝缘子表面放电的有效手段[4]。
4 结论
利用紫外成像法对变电站现场的检测，可得出如下的结论：
（1）紫外成像技术能有效、直观地观测到高压设备外部放电的情况，为带电检测提供了新的强大的诊断手段，具有非常广阔的应用前景。
（2）变电站的电晕放电主要集中于金具、导线和绝缘子上，通过紫外成像技术能够检测出金具、导线和绝缘子上存在的缺陷，并且在高湿气象条件下，有利于设备绝缘缺陷的暴露；
当然，紫外成像法也有一定的局限性，对有些缺陷检测并不灵敏或者产生放电的条件比较苛刻，在工程实际中， 有必要结合其他检测方法进行联合检测才能取得较好的效果。
参考文献
[1]张继军.高压放电紫外检测技术与应用[M].北京:中国电力出版社，2009.
[2]张海峰，庞其昌，李洪，等.基于UV光谱技术的高压电晕放电检测[J].光子学报，2006，35(8):1162-1163.
[3]动化，2010，34(2):85-88.
[4]陈涛，何为，刘晓明，等.高压输电线路紫外在线检测系统[J].电力系统自动化，2005，29(7):88-92.
论文作者:郑晖,赵伟,董龑,梁永新
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
标签：绝缘子论文; 电晕论文; 导线论文; 表面论文; 变电站论文; 现场论文; 污秽论文; 《电力设备》2017年第34期论文;