（国网河北省电力有限公司衡水市桃城区供电分公司 河北衡水 053000）
摘要：由于开关设备、线路接头等位置故障时的放电打火会产生光和热，可以利用这一特点对电弧、电晕或火焰进行探测。利用太阳光在大气层传播时波长为200 nm -280 nm的UVC段紫外线几乎完全被臭氧阻挡，而故障设备发出的UVC段紫外线无法被阻挡的情况。利用UVC紫外线传感器和红外传感器配合，开发出监测设备。根据检测结果自动决定摄像头是否拍照回传给服务器，并向值班人员发出提示。传回的照片在地理信息系统上显示。方便值班人员直接带着新的设备奔赴事故发生地点更换，省掉派人巡视找故障点的时间。
关键词：紫外线；波长；UVC紫外线传感器；放电；故障
一、引言
目前输配电线路故障发生故障后，线路长，分支多，巡视周期长。如何第一时间快速发现输配电线路故障点是面临的难题。传统的故障定位方式主要采用两种方式：一是采用故障指示器等设备定位，但故障指示器定位必须在线路故障发生并造成停电后才能发现。而输配电线路的发热、电打火等故障[1]，无法即时发现；二是人员周期巡视。但巡视周期过长。很容易错过最佳发现时间。由于输配电线路的故障点绝大部分发生在设备节点处，因此采用定点监测方式即可。由于开关设备、线路接头等位置故障时的放电打火会产生光和热，可以利用这一特点对电弧、电晕或火焰进行探测。再结合线路地理信息系统，快速定位故障点。本文就如何实现该原理进行了研究设计。
二、原理
理论上设备打火放电发出的光的光谱中包含红外线、紫外线、可见光。监测到其中任意一种频段的光就可以了，但是，要考虑到环境干扰，尤其是太阳光的干扰。太阳光的光谱也是包含红外线、紫外线、可见光。
为了能够监测，我们分析了不同波长的光在不同介质中传输时的不同结果[2]。其中，红外线和可见光可以轻易穿透空气，在传播时没有明显不同。紫外线按照波长分为四个波段：UVA紫外线（315 nm -400 nm）、UVB紫外线（280 nm -315 nm）、UVC紫外线（200 nm -280 nm）、UVD紫外线（10 nm -200 nm）。其中，UVA紫外线、UVB紫外线也可以轻易穿透空气，在传播时没有明显不同。但UVC紫外线会被臭氧阻挡、UVD紫外线会被氧气吸收。所以太阳发出的光线中，UVC紫外线受臭氧层影响和UVD紫外线受氧气影响都无法监测到。而设备打火放电发出的光，虽然UVD紫外线受氧气影响无法监测到，但UVC紫外线没有经过臭氧层，所以可以监测到。（见原理图1）
四、效果
我们在一条12.9KM的10kV配电线路上进行了测试，并人工预设了故障点，送电后该故障点开始发热，1分钟后该处预设的故障点出现轻微放电现象，该系统探测到该故障点发出的紫外光后立即报警。17分钟后该故障点才出现严重放电直至烧毁。该系统通过紫外发现故障时间比常规方法提前了16分钟。事实证明该方案完全可行。
五、结论
由于开关设备、线路接头等位置故障时的放电打火会产生光和热，可以利用这一特点对电弧、电晕或火焰进行探测。利用太阳光在大气层传播时波长为200 nm -280 nm的UVC段紫外线几乎完全被臭氧阻挡，而故障设备发出的UVC段紫外线无法被阻挡的情况。利用UVC紫外线传感器和红外传感器配合，进行监测设备。向值班人员发出提示。方便值班人员直接带着新的设备奔赴事故发生地点更换，省掉派人巡视找故障点的时间。
参考文献：
[1]随晓杰，宋守信；高压输电线路电晕放电分析；电力建设2006.27（3）：37-38
[2]傅中，陈仕修等；电晕放电中光谱特性的分析及实验程序设计；高电压技术；2003，37（7）：92-94
[3]黄晓玲，紫外型火焰检测器的研制；仪器仪表学报1999，20（5）：523-525
论文作者:杨定衡,高娣,解晓虹
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/22
标签：紫外线论文; 故障论文; 线路论文; 电晕论文; 设备论文; 波长论文; 太阳光论文; 《电力设备》2019年第13期论文;