茅雷

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提升，電力行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展逐步進(jìn)入了高峰期，投入運(yùn)行的變電站和輸電線路越來越多，但輸變電設(shè)備的電暈放電問題也越來越嚴(yán)重。因此，為了確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，需要通過紫外成像檢測技術(shù)檢測變電站和輸電線路中的輸變電設(shè)備。分析了紫外成像檢測技術(shù)的基本原理，簡述了當(dāng)前紫外成像檢測技術(shù)在變電站和輸電線路設(shè)備發(fā)電檢測中的運(yùn)用，并列舉了一系列采用紫外成像檢測技術(shù)進(jìn)行設(shè)備電暈放電的實(shí)例。

關(guān)鍵詞：紫外成像檢測技術(shù)；變電站；輸電線路；紫外線

中圖分類號：TM855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.144

采用紫外成像檢測技術(shù)能快速、有效地檢測變電站輸變電線路的電暈放電、放電特性、絕緣狀態(tài)和污穢情況等，可彌補(bǔ)普通目視檢測、紅外成像檢測和超聲波檢測的不足，有效降低了設(shè)備安全事故的發(fā)生概率。目前，紫外成像檢測技術(shù)在美國、以色列和俄羅斯等比較發(fā)達(dá)的國家已獲得了大面積運(yùn)用，并在輸變電設(shè)備在線檢測工作中取得了較好的效果。

1 紫外成像檢測技術(shù)的原理分析

當(dāng)輸變電設(shè)備周邊的電場強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會出現(xiàn)電暈現(xiàn)象。一旦輸變電設(shè)備出現(xiàn)電暈現(xiàn)象，則設(shè)備周邊的空氣就會發(fā)生電離現(xiàn)象。電離會使空氣中的電子從電場獲取能量，并從激勵(lì)狀態(tài)變?yōu)橐酝€(wěn)態(tài)的電子能狀態(tài)，進(jìn)而通過電暈、火花放電和閃絡(luò)等釋放能量，輻射出紫外線光波。

一般而言，紫外線波長通常在40～400 nm之間，太陽光中也存在一定的紫外線，但因臭氧層可吸收一定的紫外線，進(jìn)而縮短了紫外線的波長。因此，真正射入地面的紫外線波長均>300 nm。如果射入地面的紫外線波長<300 nm，則該區(qū)域?qū)儆谔柮^(qū)。與紫外成像檢測技術(shù)相關(guān)的科研人員利用上述特點(diǎn)，研發(fā)出了能在白天使用的日光型紫外線檢測設(shè)備。該設(shè)備的工作波段可維持在240～280 nm。

紫外成像檢測設(shè)備的通道可分為紫外光和可見光兩條通道。其中，紫外光通道常用于電暈成像中，而可見光通道常用于拍攝周圍環(huán)境。當(dāng)這兩種圖像疊加成為一幅圖像后，可從圖像中觀察到設(shè)備電暈及其周圍環(huán)境，依據(jù)分析結(jié)果可得到輸變電設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的電暈情況和電暈源頭的位置。

2 紫外成像檢測技術(shù)的運(yùn)用

我國是一個(gè)地域遼闊的國家，各地區(qū)的氣候、環(huán)境具有很大差異，海拔高度也有所不同。比如，西北地區(qū)的風(fēng)沙較大、東北地區(qū)冰雪較多，南方潮濕、多雨，沿海地區(qū)潮濕、海風(fēng)腐蝕較為嚴(yán)重。因此，大部分輸變電設(shè)備在投入運(yùn)行后有快速老化的現(xiàn)象，這不僅會影響輸變電設(shè)備的正常運(yùn)行，還可能引發(fā)安全事故。而運(yùn)用紫外成像檢測技術(shù)后，可及時(shí)檢測設(shè)備中存在的安全隱患，預(yù)先找到設(shè)備中的缺陷，使工作人員可依據(jù)檢測信息采取相應(yīng)的處理措施，降低設(shè)備故障的發(fā)生率。比如，采用紫外成像檢測技術(shù)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路、絕緣子、防震錘、間隔棒、接地刀閘等設(shè)備中存在的安全隱患，從而提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

某電力企業(yè)采用紫外成像檢測技術(shù)對變電站和輸電線路進(jìn)行了反復(fù)檢測，發(fā)現(xiàn)許多輸變電設(shè)備中存在放電現(xiàn)象，且多數(shù)故障較為嚴(yán)重。該電力企業(yè)根據(jù)檢測結(jié)果，及時(shí)排除了相關(guān)輸變電設(shè)備中存在的故障。通過此次檢測工作，該電力企業(yè)對紫外成像檢測技術(shù)的應(yīng)用有了進(jìn)一步的了解，對輸變電設(shè)備的放電部位進(jìn)行了詳細(xì)的定位檢測，并詳細(xì)記錄了檢測資料，從而為擴(kuò)大檢測范圍提供有效依據(jù)。在實(shí)際檢測工作中，輸變電設(shè)備各個(gè)部位因存在放電而導(dǎo)致電暈現(xiàn)象發(fā)生的圖像如圖1到圖3所示。

4 紫外成像檢測工作的影響因素

4.1 濕度

環(huán)境濕度的增加會提升絕緣體的導(dǎo)電能力，導(dǎo)致輸變電設(shè)備放電脈沖數(shù)值不斷上升，進(jìn)而引發(fā)絕緣體放電。濕度越大，空氣中水汽顆粒對紫外線的吸收和阻擋能力就越強(qiáng)，對紫外線的檢測效果就越差。

4.2 距離

采用紫外成像技術(shù)檢測輸變電設(shè)備時(shí)，檢測距離越遠(yuǎn)，視場角度就越小，進(jìn)而影響紫外檢測的靈敏度。

4.3 氣壓和溫度

空氣的密度與環(huán)境溫度、氣壓有著密切的關(guān)系。如果空氣中的氣壓增高或溫度降低，空氣密度就會增大，空氣分子間的距離就會縮短。電場會縮小空氣分子的運(yùn)行空間，降低其獲取能量的能力，進(jìn)而增加空氣電離的難度，導(dǎo)致電場強(qiáng)度不斷增高，最終對檢測效果造成影響。

4.4 污穢

資料表明，正常的絕緣子上覆有污穢時(shí)，絕緣子的放電次數(shù)就會受到其表面濕度的影響。如果表面濕度>95%，則絕緣子的放電次數(shù)會大于正常情況下的放電次數(shù)；如果表面濕度<75%，則絕緣子的放電次數(shù)會小于正常情況下的放電次數(shù)。

4.5 海拔

隨著海拔高度的變化，大氣壓力也會發(fā)生變化。通常情況下，海拔越高，大氣壓力就越低，設(shè)備起始電暈的電壓越低；海拔越低，設(shè)備起始電暈的電壓就越高。

5 結(jié)束語

綜上所述，紫外成像檢測技術(shù)可有效、直觀地檢測變電站和輸配線路的放電情況，是一種全新的輸變電設(shè)備帶電檢測技術(shù)。隨著紫外成像檢測技術(shù)的檢驗(yàn)范圍不斷擴(kuò)大，該技術(shù)的檢測優(yōu)勢必將會得到充分發(fā)揮，為現(xiàn)代變電站和輸電線路的安全運(yùn)行提供有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕