王斌，高健，苗興，張昕，李軍，孫小平

(國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，甘肅蘭州730050)

環(huán)境條件對紫外成像檢測結(jié)果的影響性研究

王斌，高健，苗興，張昕，李軍，孫小平

(國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，甘肅蘭州730050)

為了使環(huán)境條件對高壓電氣設(shè)備紫外成像檢測結(jié)果的影響最小化，提出一種將現(xiàn)場環(huán)境因素納入評判標(biāo)準(zhǔn)的方法。該方法通過對模擬電暈放電點(diǎn)的檢測評估，得到對應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境的修正因子，并通過計(jì)算得出修正后評判標(biāo)準(zhǔn)。利用該數(shù)值對檢測結(jié)果進(jìn)行判定，可基本消除環(huán)境條件對檢測結(jié)果的影響，即實(shí)現(xiàn)了同一放電點(diǎn)在不同條件下檢測結(jié)果的一致性。此后通過對同一放電點(diǎn)在不同條件下的三次檢測，驗(yàn)證了該方法的可行性。

紫外成像檢測;評判標(biāo)準(zhǔn);高壓設(shè)備;修正因子

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。高壓設(shè)備作為電網(wǎng)設(shè)備的重要組成部分，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。高壓設(shè)備常用氣體作為絕緣介質(zhì)，當(dāng)提高氣體間隙上的外加電壓而達(dá)一定數(shù)值后，電流突然劇增，從而氣體失去絕緣性能。在上述過程中，氣體部分或全部失去絕緣能力稱為放電［1－3］。電暈放電可產(chǎn)生臭氧、氮氧化物等，引起能量損失、無線電干擾、可聽噪聲等危害。超高壓輸電線路出現(xiàn)電暈現(xiàn)象，不僅產(chǎn)生電暈噪聲，而且加速有機(jī)絕緣介質(zhì)的劣化和老化，損傷設(shè)備，造成環(huán)境污染［4－7］。

1 紫外成像檢測技術(shù)介紹

紫外成像檢測技術(shù)作為一種新型帶電檢測技術(shù)，通過觀察設(shè)備附近的紫外光譜圖像可以對高壓電氣設(shè)備的電暈放電情況實(shí)施檢測，從而間接的實(shí)現(xiàn)對所檢設(shè)備運(yùn)行狀況的安全評價(jià)［8－10］。但是，由于環(huán)境條件(例如溫度、濕度、海拔、氣壓等)千變?nèi)f化，采用同一評判標(biāo)準(zhǔn)就會造成檢測結(jié)果不一致，致使檢測結(jié)論的說服力大打折扣。

2 現(xiàn)有檢測方法的缺點(diǎn)分析

對高壓設(shè)備進(jìn)行紫外檢測時，測量儀器采集到的光子數(shù)是一個與紫外線光子總量成比例的數(shù)值，它是一個在一定范圍內(nèi)不斷變化的動態(tài)數(shù)值，是量化的放電強(qiáng)度的表征［11－13］。對于特定儀器參數(shù)下設(shè)定的光子數(shù)即為判定其是否超標(biāo)的評判標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于高壓設(shè)備電暈放電強(qiáng)度受氣壓、海拔、溫度、濕度及雨雪天氣等環(huán)境因素影響較大，其放電影像和光子數(shù)數(shù)值會隨上述因素的變化而改變，僅僅憑借固定的評判標(biāo)準(zhǔn)比較來判定設(shè)備的安全狀況是不準(zhǔn)確的［14－16］。例如:對某一放電點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場檢測，根據(jù)檢測判定標(biāo)準(zhǔn):增益25%，閾值40%，評判標(biāo)準(zhǔn)(光子數(shù))為50。在晴天干燥天氣情況下測得光子數(shù)為40左右，屬于未超出評判標(biāo)準(zhǔn)的基本正常范圍;但在陰天濕度較大天氣下測得光子數(shù)可達(dá)100，又可以判定為超出標(biāo)準(zhǔn)的異常范圍。于是，在不同環(huán)境條件下對同一放電點(diǎn)的檢測可以得出兩種截然不同的結(jié)果，其檢測結(jié)論的可靠性無法保證。

3 評判標(biāo)準(zhǔn)研究及修正

從以上分析可知，如要保證檢測結(jié)果的可靠性，必須在現(xiàn)場環(huán)境下(同一溫度、濕度、海拔等)，將環(huán)境因素對檢測結(jié)果的影響程度量化，并利用該量化值對現(xiàn)有評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正，最終確定特定檢測環(huán)境及儀器參數(shù)下的評判標(biāo)準(zhǔn)。因此，提出如下修正設(shè)想:

首先，根據(jù)紫外成像檢測具體要求選取評判標(biāo)準(zhǔn)X1(例如某次檢測選取光子數(shù)大于30的放電為異常，則X1=30);其次，對儀器進(jìn)行必要設(shè)定后將其對準(zhǔn)無設(shè)備放電的天空，待顯示光子數(shù)值基本穩(wěn)定(一般不大于±3)，記錄此時的光子數(shù)值即為修正因子ΔX和儀器參數(shù)(增益、閾值等);最后計(jì)算X1與ΔX之和并定義為Xn，然則Xn便是修正后的評判標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際檢測時，保持儀器參數(shù)與前述一致，而儀器顯示的光子數(shù)數(shù)值(或平均值)小于Xn，即可判定為基本正常，反之為異常。

4 測試及驗(yàn)證

對某330kV變電站均壓環(huán)放電點(diǎn)進(jìn)行多次跟蹤檢測，選定評判標(biāo)準(zhǔn)為:增益25%，閾值40%，光子數(shù)50。為使檢測具有針對性，選取A、B、C三種代表性的環(huán)境條件實(shí)施現(xiàn)場檢測，并對各次修正前、后的檢測情況進(jìn)行對比，如表1所示。A為晴，濕度30%，溫度30℃;B為多云，濕度60%，溫度14℃;C為陰，濕度80%，溫度5℃

表1 不同環(huán)境條件下對評判標(biāo)準(zhǔn)的修正及檢測驗(yàn)證

從表1可知，通過修正后所得側(cè)檢測結(jié)果均一致，驗(yàn)證了前述修正方法的可行性。

5 結(jié)語

(1)在某一特定條件下對高壓設(shè)備進(jìn)行紫外檢測時，如果忽略環(huán)境因素的影響，采用固定不變的評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測結(jié)果的評定，可能造成評定結(jié)果的不準(zhǔn)確，甚至?xí)贸鐾耆喾吹臋z測結(jié)論，因此必須考慮不同環(huán)境條件下對評判標(biāo)準(zhǔn)的修正;

(2)運(yùn)用修正前、后的評判標(biāo)準(zhǔn)，在三種環(huán)境條件下對同一放電點(diǎn)進(jìn)行對比檢測，可以得出相同的檢測結(jié)果。說明采用本文所述方法對評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正后，由于檢測條件不同而造成的對數(shù)據(jù)的影響將會大幅減少，其檢測數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，檢測結(jié)果較為可靠，修正達(dá)到了預(yù)期目的。

［1］Behrooz V，Mohmmad Javad A，Hassan A et a1.Coronadetection on surfacesof insulators using ultrasoundsensors and fibre－optic transmission systems［J］.EuropeanTransactions on Electrical Power，2005，15(5):413－424

［2］李慧蕊.新型紫外探測器及其應(yīng)用［J］.光電子技術(shù)，2000，20 (1):45－51

［3］張海峰，龐其昌，陳秀春.高壓電暈放電特征及其檢測［J］.電測與儀表，2006，43(482):6－9

［4］張文海，電暈放電及其危害.大眾科技，2005(6):18，35

［5］姜梅，李小娟，楊潔.等.降低超高壓輸電線路電暈噪聲的對策研究［J］.電力科技與環(huán)保，2013，29(5):22－24.

［6］何鵬.隴南電網(wǎng)輸電線路狀態(tài)檢修現(xiàn)狀及存在問題［J］.電力安全技術(shù)，2010，12(4):25－27

［7］王冠，陳棟梁，郭弘.輸變電工程的環(huán)境保護(hù)［J］.電力科技與環(huán)保，2014，30(3):4－7.

［8］Cheng Yang，Qinyong ZENG，Dayong ZHU et al.Theoretical and experimental study on detection range model of solar blind ultraviolet detection system［J］.Opto－Electronic Engineering，2010，37(9): 133－139

［9］Xingli Zhou，Mohua Yang，Jiangfeng Du.Design and performance of an aigan－based pin ultraviolet photodetector［J］.Electronic Science and Technology，2009，7(3):273－276

［10］Daanen V，Tonetti J，MareBcau C et al.Automatic delineation ofosseous interface in ultrasound images by data fusion［J］.International Congress，2004，1268:123－125

［11］黃翌敏.紫外探測技術(shù)應(yīng)用［J］.紅外，2004，(4):9－15

［12］靳貴平，龐其昌.紫外成像檢測技術(shù)［J］.光子學(xué)報(bào)，2003，32 (3):294－296

［13］肖猛，文曹.一種新型絕緣子帶電檢測方法－紫外成像法［J］.高電壓技術(shù)，2006，32(6):42－44.

［14］張子偉，律方成，王勝輝.紫外成像法帶電檢測絕緣子的影響因素分析［J］.河北電力技術(shù)，2008，27(3):26－28.

［15］馬斌，周文俊，汪濤.等.基于紫外成像技術(shù)的極不均勻電場電暈放電［J］.高電壓技術(shù)，2006，32(7):13－16.

［16］劉云鵬，馬國明，律方成.基于紫外成像技術(shù)的電氣設(shè)備放電故障定位［J］.高電壓技術(shù)，2007，33(5):79－82.

Research on the impact of environment conditions for UV imaging test results

In order to eliminate the effects of testing results that conditions caused in UV imaging test of high voltage equipment，a method which can include certain condition in evaluation criteria is proposed.the corona discharge testing is simulated to detection and evaluation，so we get the correction factor of specific condition and evaluation criteria which be corrected from simple calculations.Judgement test results by using the data，we can achieve the consistency of test results on same discharge point in different conditions.Through two tests of the same discharge points under different conditions，the feasibility of this method is verified.

UV imaging test;evaluation criteria;high voltage equipment;correction factor

X591

B

1674－8069(2016)05－058－02

2016-02-26;

2016-03-10

王斌(1965-)，男，本科，高級工程師，從事電網(wǎng)設(shè)備帶電檢測。E－mail:wb3692@sohu.com