摘 要：高壓電網(wǎng)的電暈放電是目前高壓電網(wǎng)電能損耗和運(yùn)行安全的重要影響因素，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。針對(duì)高壓輸電線路的電暈放電，主要檢測(cè)技術(shù)包括人工巡查檢測(cè)、紅外檢測(cè)、超聲電暈檢測(cè)和紫外光譜檢測(cè)等，各種檢測(cè)技術(shù)均有優(yōu)缺之處，應(yīng)繼續(xù)創(chuàng)新研究更為可靠、更為經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電暈現(xiàn)象；超聲電暈檢測(cè)；紫外光譜探測(cè)

0 引言

當(dāng)在電極兩端加上較高但未至擊穿的電壓時(shí)，若電極表面附近為極不均勻電場(chǎng)，則電極附近的氣體介質(zhì)會(huì)被局部擊穿而產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象。在高壓傳輸線和同軸圓筒所包圍導(dǎo)線的表面，或在針形不規(guī)則導(dǎo)體的附近以及在帶有高電壓的導(dǎo)體表面等處，易觀察到電暈現(xiàn)象。

電暈現(xiàn)象的應(yīng)用廣泛，生活中諸如除塵器、高速打印饑、漂白裝置等均應(yīng)用電暈放電原理。但同時(shí)，高壓傳輸線上的電暈會(huì)引起電能的損耗、絕緣子的性能的持續(xù)惡化和對(duì)廣播電視的干擾。長(zhǎng)期會(huì)對(duì)高壓輸變電系統(tǒng)的安全性造成較大影響，需要實(shí)時(shí)檢測(cè)。針對(duì)輸電線路上的電暈放電檢測(cè)主要有：人工巡查檢測(cè)、紅外檢測(cè)、超聲電暈檢測(cè)和紫外光譜檢測(cè)等方法。

本文較全面地介紹和分析了當(dāng)前各種高壓電暈放電現(xiàn)象檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)對(duì)比他們各自的原理、優(yōu)缺點(diǎn)，展望未來(lái)電暈檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。

1 高壓電暈放電

1.1電暈放電

在雨、雪、霧燈壞天氣時(shí)，導(dǎo)線表面會(huì)出現(xiàn)許多水滴，在強(qiáng)電場(chǎng)和中立的共同作用下，將克服本身的表面張力而被拉成錐形，從而使導(dǎo)體表面的電場(chǎng)發(fā)生變化，結(jié)果就是在較低的電壓和表面電場(chǎng)強(qiáng)度下出現(xiàn)電暈放電；在220kV以上的超高壓輸電線路上，特別是在壞天氣條件下，其導(dǎo)線表面會(huì)呈現(xiàn)一種淡紫色的輝光，并伴有嘶嘶作響的噪聲和臭氧的氣味，這種現(xiàn)象就是電暈放電。

1.2電暈放電的危害

電暈放電對(duì)超高壓、特高壓線路影響最大的派生效應(yīng)是電暈損耗、無(wú)線電干擾和可聞噪聲等。一條110kV電力線路和一個(gè)110kV變電所組成的電力系統(tǒng)有50個(gè)地方會(huì)產(chǎn)生電暈現(xiàn)象， 那么這個(gè)電力系統(tǒng)所損耗的功率就有55-11kW，其電 能損耗不亞于一臺(tái)2萬(wàn)kVA的電力變壓器的空載損耗。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年因電暈損耗的電能達(dá)到了20.5億kW？h。高壓電網(wǎng)的電暈放電是目前高壓電網(wǎng)電能損耗和運(yùn)行安全的重要影響因素，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因此研究其檢測(cè)技術(shù)且不斷更新其設(shè)備以便及時(shí)做出相關(guān)保護(hù)措施十分重要。

1.3減少電暈途徑

減少電暈最根本的途徑是設(shè)法限制和降低導(dǎo)線的表面電場(chǎng)強(qiáng)度，具體可分兩種途徑：一為利用降低電力系統(tǒng)電壓，從而使其電壓達(dá)不到發(fā)生電暈所需要的電壓，但對(duì)于超高壓、特高壓輸電來(lái)說(shuō)，這種方法不符合電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求，因此基本不可能實(shí)現(xiàn)；二是利用減少導(dǎo)體的電極曲率半徑小的部位，這是減少和防止電暈的最佳途徑。

2 高壓電暈放電檢測(cè)技術(shù)

由于電暈放電的信號(hào)弱且目標(biāo)小，同時(shí)許多輸電線路架設(shè)在自然條件比較差的野外，利用其基本的電暈信號(hào)難以實(shí)現(xiàn)，比如利用臭氧傳感器檢測(cè)線路周?chē)粞鯘舛?，但由于在非封閉環(huán)境中，氣味、聲音等信號(hào)難以捕捉，其他風(fēng)速、自然噪聲等因素也應(yīng)考慮進(jìn)去，導(dǎo)致其誤差較大，造成檢測(cè)的不精確。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)有遠(yuǎn)紅外望遠(yuǎn)鏡、超聲電暈探測(cè)及人工目視檢查等。

2.1基于人工目視檢測(cè)和基于紅外線望遠(yuǎn)鏡檢測(cè)

國(guó)家電網(wǎng)多引進(jìn)國(guó)外手持式紫外檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行定期人工巡檢，由于電暈放電的目標(biāo)小、強(qiáng) 度弱，但由于費(fèi)時(shí)費(fèi)人力，而且效率低、精確度不高，所以很難滿足實(shí)際需求；用紅外線望遠(yuǎn)鏡檢測(cè)時(shí)，由于太陽(yáng)光中含有很強(qiáng)的紅外線，所以用紅外線望遠(yuǎn)鏡觀察誤檢率也是不容忽視的。

2.2基于無(wú)線電探測(cè)器檢測(cè)

用沿線設(shè)置無(wú)線電探測(cè)器的方法進(jìn)行電暈的測(cè)量，優(yōu)點(diǎn)是可連續(xù)檢測(cè)，但投資高，極不經(jīng)濟(jì)，準(zhǔn)確度低，安全性差，也難以廣泛投入實(shí)際使用。

2.3基于紅外熱成像技術(shù)的電暈檢測(cè)

紅外熱成像技術(shù)是一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)，其原理是把紅外輻射圖像轉(zhuǎn)換為可視圖像，利用目標(biāo)內(nèi)有較大的溫度梯度或背景與目標(biāo)有較大熱對(duì)比度的特點(diǎn)，使得低可視目標(biāo)很容易在紅外圖像中看到。其中也存在著制約紅外熱成像技術(shù)的因素：不同的目標(biāo)有不同的光譜特性，目標(biāo)和探測(cè)器之間的環(huán)境和距離會(huì)影響探測(cè)系統(tǒng)的性能；在對(duì)流層以下，大氣對(duì)目標(biāo)紅外輻射能量的傳輸有極大的影響；大氣中水汽、二氧化碳等各種氣體分子導(dǎo)致各個(gè)大氣窗口中傳輸?shù)募t外輻射也有相當(dāng)大的衰減；電氣設(shè)備電暈放電不明顯時(shí)，紅外輻射圖像為不可視，若可以看到紅外圖像說(shuō)明電氣設(shè)備放電已經(jīng)很?chē)?yán)重，紅外熱成像效果往往不理想。

2.4基于超聲電暈探測(cè)器的電暈檢測(cè)

超聲波探測(cè)器可用來(lái)幫助查找暴露在大氣中的電暈放電點(diǎn)，這是帶有拋物面反射鏡的超聲波探測(cè)器，經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換到耳機(jī)監(jiān)聽(tīng)和表記指示。在發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的接收指示時(shí)，其正前方就是超聲波源。接受器也可安裝在絕緣棒上，直接擱到變壓器，電容器箱殼上檢測(cè)以確定放電部位。

2.5基于紫外光譜探測(cè)系統(tǒng)的電暈檢測(cè)

由于在高壓供電系統(tǒng)中，電暈放電光譜主要是分布在紫外區(qū)域，因此可以應(yīng)用紫外成像技術(shù)來(lái)檢測(cè)電暈放電現(xiàn)象。電暈放電的紫外光譜主要在200-400nm左右的波段。在空氣中，電暈放電的峰值波長(zhǎng)在300—360nm 左右。但在300-360nm波段，在地表太陽(yáng)輻射比電暈強(qiáng)得多。在紫外波段（240-280nm）電暈放電的強(qiáng)度要弱得多，但此時(shí)太陽(yáng)在地表的背景輻射為零。 因此，選擇在波段進(jìn)行電暈放電的檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)紫外線強(qiáng)度，判斷電暈放電的強(qiáng)弱，繼而判斷相應(yīng)絕緣子的性能。該系統(tǒng)可同時(shí)監(jiān)測(cè)某一地區(qū)所有輸變電節(jié)點(diǎn)的電暈放電情況，為國(guó)家電網(wǎng)提供高壓輸變電系統(tǒng)實(shí)時(shí)的運(yùn)行情況。

3結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的電暈檢測(cè)技術(shù)各有缺陷，不能有效地探測(cè)到電暈放電，紫外線光譜探測(cè)在晚上太陽(yáng)輻射微弱的情況下能夠探測(cè)到電暈放電，可得到較為理想的檢測(cè)結(jié)果，但基于光譜技術(shù)的電暈放電探測(cè)也有著其自身的缺陷，如不能提供放電量大小、作用距離有限等?；谝陨蠋c(diǎn)，可進(jìn)一步探索將光聲技術(shù)、無(wú)線通信等技術(shù)和光譜技術(shù)相結(jié)合系統(tǒng)進(jìn)行電暈放電檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙智大.高電壓技術(shù).中國(guó)電力出版社，2013.5.

[2]馮允平.高電壓技術(shù)中的氣體放電及其應(yīng)用[M]水利電力出版社，1990.

[3]邱昌容，王乃慶.電工設(shè)備局部放電及其測(cè)試技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

作者簡(jiǎn)介：

陳萍（1996.06.13-）女，漢族，河南省商丘市，身份證號(hào)：411423199606130067，本科生，研究方向：電氣工程