摘要：紫外成像技术能够更加快捷、直观、灵敏的检测高压设备放电情况，在变电站带电检测中的应用有着很多优势，已经能够实现白天检测，检测效率高，速度快，在实际应用中和红外成像技术相互配合，能够显著增强设备故障点的检测能力，提高变电运行稳定性。
关键词：紫外成像技术；变电站；带电检测
一、变压器带电检测原理
变压器结构复杂，附件种类多，运行过程中，其内部和外部电磁场分布情况比较复杂，存在特定的电、磁、声、光、热、气现象。当变压器运行异常时，上述各物理或化学现象会出现对应的变化。带电检测则利用专业的检测仪器检测、分辨上述物理或化学变化，并转化成量化的数字或可视的图谱等，用以直接或间接表征设备状态。检测人员根据检测原理和检测经验，形成一系列的分析、判断方法。通过检测结果，能够在设备带电运行状态下，得到设备状态量，准确评估设备运行状况。当设备存在缺陷时，能够分析缺陷严重程度，定位缺陷位置，及早采取措施，防止缺陷发展为故障。根据检测原理的不同，可将变压器带电检测方法分为局部放电检测和非局部放电检测两大类。
二、紫外成像技术
高压设备电离放电，不同的电场强度下，产生的电晕、闪络以及电弧有所差别，电离过程中，空气中电气获得能量并将其释放，电子释放能量就会产生声波和光波，同时生成臭氧、紫外线以及硝酸。紫外成像技术就应用了这一特点，使用紫外仪器接受放电过程产生的紫外信号，处理后将其和可见光叠加，就能够准确判断其电晕强度和位置，用作判断设备状态的依据。紫外线波长在40－400nm左右，太阳光中也有紫外线，但是大部分为地球臭氧层吸收，能够辐射到地面的紫外线波长大部分都在300nm以上，300nm以下称作太阳盲区。空气中氮气电离发出的紫外线波长在280－400nm左右，有一小部分不足280nm，处于太阳盲区，如果能够探测到该波段紫外线，来源只能是地球上的辐射。最新一代紫外线成像仪就充分利用了太阳盲区，使用特殊的滤镜，调整仪器工作区间在240－280nm，白天也能够观察到电晕，干扰很小。
三、紫外成像技术在变电站带电检测中的应用
当设备产生电晕放电时，会使得电器设备周围的空气发生电离，电子从电场中持续获得能量，当电子从激励态轨道返回原来的稳态电子能轨道时就会以电晕、闪络或火花放电等形式释放能量，此时，就会辐射出含有紫外线成分的光波。短期的电晕放电一般不会对电气设备造成一定程度的损坏，但长期的强电晕放电现象对设备还会造成一定程度的损坏，严重时会造成击穿。因此，及时发现并处理电晕放电的位置对延长电器设备的寿命以及保障电力设备正常运行方面都有一定的积极作用。
1、隔离开关放电监测
隔离开关在长期使用过程中，受到环境影响，可能出现生锈、污染、毛刺等问题，影响电场分布，可能出现局放。隔离开关放电是一种非关键部位放电，轻度放电不会影响工作，但是如果放电严重或者积累到一定程度，就会导致隔离开关失效，因此有必要对隔离开关进行定期检查。使用紫外检测技术进行隔离开关检测，可见不稳定性间歇放电，问题一般出现在隔离开关支柱绝缘子高压侧，可能是严重锈蚀导致，电场畸变并形成间隙性电晕，不会影响设备运行，但是长期如此可能会加剧金属附件腐蚀，而隔离开关导体连接部位温度上升和电晕并无直接关系，是一般缺陷，需停电消陷。
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2、线路整体维护
常规电站放电异常的检测方法有听声音和夜间观察等，很多设备放电不会对其运行造成严重影响，使用声音侦听方法，设备振动、噪声、干扰以及主观因素都会影响检查结果，而且侦测距离有限，线路整体维护检测劳动量很大。而使用夜间观察法，如果夜间能够观察到绝缘设备发光，表示漏电问题已经很严重，很多设备在能够观察到发光之前就已经出现了故障，这种方法的时效性不强。相比之下，使用紫外线成像技术，在地面或者直升机上就能够对变电站和线路设备进行全面扫描，结合经验能够快速判断有哪些异常电晕，通过动态监督，提高了线路整体的维护水平，有效预防线路故障，及时发现设备缺陷。
3、绝缘子放电/绝缘缺陷
使用紫外成像技术，能够在一定距离内有效察觉放电，准确定位放电位置，对其危害性进行定量测定和综合评估。使用紫外成像仪还可以观察试验品的电气耐压性能，在进行高压设备和绝缘设备的电气耐压试验时，使用紫外成像仪，能够直观的观察设备是否在试验过程中发生了闪络，如果能够观察到电晕，表示设备绝缘性能不合格，需要结合电力产品的材料、结构、使用情况对绝缘缺陷的严重程度进行评估。与此同时，紫外成像检测结果还能够用于电力产品的寿命预测，建立紫外成像检测结果数据库，方便诊断、分析、评估，甚至有希望发展为行业标准。
4、导线外伤/高压设备污染
导线架线操作过程中以及使用过程中都有可能出现绝缘损伤，外部损伤、断股、散股等都可以使用紫外成像技术进行检测。导线表面以及内部结构异常都会导致周围电场分布变化，连续性改变，满足条件就会产生电晕。导线外伤导致的放电电晕难以使用人工方式进行检测，但是利用紫外成像技术，则能够快速定位故障点，在日常巡查、工程验收和故障检测方面有能够广泛应用。变电站内高压设备表面污染会影响设备的绝缘性能，可能导致闪络放电，并产生电晕。高压设备污染表面往往比较粗糙，一定电压下就会放电，应用紫外成像技术，能够准确的反映出导线的污染程度，清晰查看污染物分布情况，配合高倍显微镜，能够更加直观的了解污染情况，给制定科学的检修计划、预防闪络、爬电提供科学的依据。
5、红外热像检测
红外热像检测实质是对设备(目标)发射的红外辐射进行探测及显示处理的过程，最终以数字或二维热像图的形式显示设备表面的温度值或温度场分布。红外热像检测在变压器带电检测中应用成熟，能够发现多个部位、多种类型的发热缺陷〔4〕:1)变压器本体:①变压器强油循环未打开;②漏磁引起的本体局部发热;③漏磁引起的螺栓发热;④接地线发热。2)变压器套管:①套管接线板或内部连接接触不良;②套管因渗漏油导致的温度分布异常;③套管局部放电或表面污秽引起的局部发热;④套管末屏接地不良;⑤套管介损增大引起整体发热;⑥套管进水受潮。3)冷却器:①散热器或本体的联接阀门未打开或堵塞;②散热器风扇故障;③潜油泵故障;④散热器管路堵塞。4)储油柜:①储油柜低油位;②储油柜隔膜脱落;③储油柜阀门关闭。对于变压器红外缺陷，其严重程度的判断标准和处置。
结束语
现阶段，高压设备放电检测应用最为广泛的仪器主要有声波检测仪和红外热像仪，其中超声波检测使用超声波并将其转变为人耳可听范围声音，根据信号强迫判断信号强度和距离，热成像检测技术能够探测设备的发热地点从而判断故障点，而紫外成像技术则能够直接观察放电情况，方便现场工作人员快速判断故障点位置，有着广阔的应用前景。
参考文献
[1]苏永祥.基于紫外成像法的绝缘子放电检测研究[D].重庆大学,2014.
[2]范厚阳.紫外成像管理系统在营口供电公司的应用[D].华北电力大学,2014.
[3]杨玥.红外成像技术在SF_6设备带电检漏中的应用研究[D].华北电力大学,2014.
[4]张旭,杨占君.紫外成像检测技术在变电站及输电线路中的应用实例[J].甘肃科技,2014,17:74-76+67.
论文作者:陈嘉立,陈淼,苏适
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/16
标签：电晕论文; 设备论文; 紫外线论文; 技术论文; 变压器论文; 套管论文; 缺陷论文; 《电力设备》2016年第24期论文;