论文部分内容阅读
摘要：在变电设备带电检测技术中电气设备紫外成像检測技术可以检测电晕放电和表面局部放电特性以及电力设备外绝缘状态和污秽程度，能够较明确的给出故障的属性、部位和严重程度，不需另备辅助信号源和各种检测装置为设备检修提供依据。与其他检测手段相比，具有简单高效、直观形象，且不影响设备运行，安全方便的诸多优点，可以在电气设备多种缺陷和故障的检测中发挥积极作用。因此，本文着重对电气设备紫外成像检测技术进行了分析探讨。
关键词：变电设备；带电检测技术；紫外成像检测技术
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
目前，该紫外成像检测技术已经在美国、英国、俄罗斯、日本、以色列、印度等许多国家得到了广泛的关注和应用。现在国内已有多家电力有关部门和高校引进紫外成像仪，并正在积极开展紫外放电检测工作。
一、紫外成像原理
根据电力设备运行维护经验可以知道，高压导体粗糙的表面、终端锐角区域、绝缘层表面污秽区、高压套管及导体终端绝缘处理不良，以及高压导线断股、压接不良，绝缘体残缺、破损等有绝缘缺陷的电气设备，在高电压运行时，会因为电场集中而发生放电现象。在高压设备电气放电时，根据电场强度的不同，会产生电晕、闪络或电弧。在放电过程中，空气中的电子不断获得和释放能量，而当电子释放能量（即放电），便会放出紫外线。
紫外线的波长范围是10nm-400nm，太阳光中也有紫外线，波长小于280nm的部分几乎全部被大气中的臭氧所吸收，称为“太阳盲区”，可以通过大气传输的是315nm-400nm的。高压设备放电产生的紫外线大部分在280nm-400nm内，也有小部分波长在230nm-280nm内，探测这部分波长的紫外线，可作为判断设备放电的依据。
紫外成像技术就是利用这个原理，接收设备放电时产生的紫外讯号，经处理后与可见光影像重叠，显示在仪器的屏幕上，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评估设备的运行情况提供更可靠的依据。
二、紫外成像仪测试中的影响因素
1、距离因素
当距离增加时，检测视角将减小，对应的灵敏度随之降低。理想条件下，均匀介质中的点光源所发射光波的强度与距离的平方成反比。实际条件与理想条件存在很大差别，但可以确定的是随着距离的增大，放电计数次数减小。
2、增益的影响
紫外光谱在电晕光谱中所占比例较小，经过仪器的光学系统传输，最终到达CCD板的紫外光子数损失很多。为了提高仪器的灵敏性，仪器内部对进入光学系统的紫外光子进行增益处理。增益后，紫外计数的数值随之发生改变，影响对电晕强度的评价。
3、气压和温度的影响
气压和温度的变化可改变空气的密度，影响电离过程，从而影响仪器采集到的紫外光子数量。一般情况下，高气压、低温度条件下紫外计数要比低气压、高温度条件下的紫外计数低，具体。在实际应用中，温度和气压的差异引起的偏差较小，远小于仪器本身的误差和测量过程产生的偏差。因此，一般不对气压和温度的差异进行修正。
4、湿度的影响
在多数情况下，湿度的增加会引起电晕强度的增长。由于污秽成分和湿润情况的不确定性，目前还没有办法对它进行修正。
三、紫外成像仪的检测和诊断方法
1、直接法
此法直接利用紫外检测仪结果对设备的电晕状况进行评价，一般仅用于严重故障的判断。
2、同类比较法
此法是指在同一回路的同类型设备或同一设备在相同运行工况下的同一部件之间对检测结果作比较。具体做法就是利用紫外检测仪获得同类设备的对应部位电晕活动产生的光电子数量进行纵向和横向比较，可以比较容易地判断出电晕放电是否正常。同类比较法适用范围比较广，在电力生产现场中各类型设备均有使用，运用也比较简单。
3、档案分析法
此法将测量结果与设备电晕活动档案记录的数据相比较后进行分析。其基础工作就是要建立设备电晕放电技术档案。在诊断设备电晕有无异常时，可分析该设备在不同时期的电晕检测结果，包括温度、湿度等分布变化，以掌握设备电晕活动的变化趋势，然后进行判断。
四、变电设备带电检测技术及其应用存在的问题
1、较高端的带电检测仪器性价比、普及率较低
带电测试更因其明显的便捷性应用越来越多，但较高端的带电技术往往仪器成本较高，在电网中的普及率较低，如紫外成像检测仪，SF6激光检漏仪，变压器、互感器局放等，部分核心部件来源于进口，整体价位偏高。另外，部分设备在应用时存在一些实用性不足的特点，如某型号 SF6激光检漏仪在检测GIS设备时，存在观测死角，在罐体上使用时，三脚架支撑困难。
2、部分测试标准、导则不完善
如开关柜局放测试、暂态地电位测试等测试项目，目前仍以厂家提供的经验性数值为测试标准，没有具体的针对性导则，测试灵活性较大。
3、带电检测仪器的维护管理工作有待完善
大部分带电检测仪器都相对较精密，价格也较高，很多是使用电池的，有些仪器极容易出现因操作不当或是维护不周造成的仪器性能明显下降。对于使用电池的仪器，在没有工作又长时间未充电时，电池性能往往会下降较快，仪器的正常使用、待机时间缩短。
4、测试数据整合型、系统性较差
目前，带电测试却仍然分散为各个测试项目的登记、汇总，由班组或工区对开展的带电测试情况进行阶段性的分析和总结，数据的整合性、系统性不够，当设备带电检测出现问题时，只能采用从往期测试数据中一一查找比对的方式，分析过程繁琐、低效。数据的整合功能的欠缺还一定程度上影响到了人员的综合判断能力。
五、变电设备带电检测技术应用的对策及建议
1、进一步提高较高端的带电技术研发和普及应用能力
带电测试发展迅速，参与研发的厂家众多，生产厂家应在提高产品的设计制造水平发展自身的自主研发能力，降低产品的使用成本，推广产品的使用，扩大其使用范围，研发机构、生产厂家需加强与使用单位的沟通，为提高产品的质量、性价比和使用便捷性提供有效的建议和帮助，加速产品的成型和推广。
2、重视相互借鉴及信息沟通共享
部分带电检测项目，在尚无国家标准和行业标准可参照以前，使用单位可以借鉴国外的标准，在实践过程中总结完善，形成初步的可借鉴的依据，同时，需要以生产、经销厂家为桥梁强化同行业之间的交流和沟通，实现信息共享。
3、实行带电检测仪器独立的专业化管理
将带电测试仪器的维护管理工作纳入日常管理工作，并重点实行带电检测仪器独立的专业化管理，规范其使用、存储、维护等方面的管理制度，对带电测试仪器的维护管理实行责任制，强化维护人员的责任意识。对较精密的仪器进行定期维护，对使用电池需要充电的设备指定专人负责，定时充电，保障仪器的最佳使用状态。同时，加强对使用维护人员的培训工作，针对快速发展的测试技术，不断提升使用维护人员的专业技能。
4、建立统一的决策分析系统
对带电检测基础数据源信息进行整合，在软件功能上加强数据集成、数据展示、数据统计分析的功能.在设备出现问题时，能够通过数据仓库进行数据的挖掘和分析，为检修试验人员及各级管理人员提供辅助决策、分析的依据。
结束语
综上所述，作为一种新型的无损检测手段，紫外检测目前基本处于定位分析阶段，国内外尚无相关标准对紫外放电作出定量规定。对于电晕对设备正常运行的影响程度，是否需要立即停电处理等问题无法做出有效的判断。如何对电晕放电强度进行量化，并找出其与电晕放电各阶段的对应关系，将是紫外成像技术今后的重要研究方向。
参考文献
[1]王音音,孙成平,曹永,等.一起基于油色谱分析的变压器潜伏性故障诊断[J].安徽电力,2012,(01):16-17.
[2]郗晓光,张弛,满玉言,等.如何利用带电检测新技术查找组合电器缺陷[J].检测与仪表,2011,(01):44-45.
[3]黄煌,余鹏程.变压器油色谱在线检测系统不同技术特点探讨[J].贵州电力技术,2012,(07):16-17.
[4]唐铁英,许杰,陈悦.紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用[J].数字技术与应用,2011,(03):164-166.
关键词：变电设备；带电检测技术；紫外成像检测技术
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
目前，该紫外成像检测技术已经在美国、英国、俄罗斯、日本、以色列、印度等许多国家得到了广泛的关注和应用。现在国内已有多家电力有关部门和高校引进紫外成像仪，并正在积极开展紫外放电检测工作。
一、紫外成像原理
根据电力设备运行维护经验可以知道，高压导体粗糙的表面、终端锐角区域、绝缘层表面污秽区、高压套管及导体终端绝缘处理不良，以及高压导线断股、压接不良，绝缘体残缺、破损等有绝缘缺陷的电气设备，在高电压运行时，会因为电场集中而发生放电现象。在高压设备电气放电时，根据电场强度的不同，会产生电晕、闪络或电弧。在放电过程中，空气中的电子不断获得和释放能量，而当电子释放能量（即放电），便会放出紫外线。
紫外线的波长范围是10nm-400nm，太阳光中也有紫外线，波长小于280nm的部分几乎全部被大气中的臭氧所吸收，称为“太阳盲区”，可以通过大气传输的是315nm-400nm的。高压设备放电产生的紫外线大部分在280nm-400nm内，也有小部分波长在230nm-280nm内，探测这部分波长的紫外线，可作为判断设备放电的依据。
紫外成像技术就是利用这个原理，接收设备放电时产生的紫外讯号，经处理后与可见光影像重叠，显示在仪器的屏幕上，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评估设备的运行情况提供更可靠的依据。
二、紫外成像仪测试中的影响因素
1、距离因素
当距离增加时，检测视角将减小，对应的灵敏度随之降低。理想条件下，均匀介质中的点光源所发射光波的强度与距离的平方成反比。实际条件与理想条件存在很大差别，但可以确定的是随着距离的增大，放电计数次数减小。
2、增益的影响
紫外光谱在电晕光谱中所占比例较小，经过仪器的光学系统传输，最终到达CCD板的紫外光子数损失很多。为了提高仪器的灵敏性，仪器内部对进入光学系统的紫外光子进行增益处理。增益后，紫外计数的数值随之发生改变，影响对电晕强度的评价。
3、气压和温度的影响
气压和温度的变化可改变空气的密度，影响电离过程，从而影响仪器采集到的紫外光子数量。一般情况下，高气压、低温度条件下紫外计数要比低气压、高温度条件下的紫外计数低，具体。在实际应用中，温度和气压的差异引起的偏差较小，远小于仪器本身的误差和测量过程产生的偏差。因此，一般不对气压和温度的差异进行修正。
4、湿度的影响
在多数情况下，湿度的增加会引起电晕强度的增长。由于污秽成分和湿润情况的不确定性，目前还没有办法对它进行修正。
三、紫外成像仪的检测和诊断方法
1、直接法
此法直接利用紫外检测仪结果对设备的电晕状况进行评价，一般仅用于严重故障的判断。
2、同类比较法
此法是指在同一回路的同类型设备或同一设备在相同运行工况下的同一部件之间对检测结果作比较。具体做法就是利用紫外检测仪获得同类设备的对应部位电晕活动产生的光电子数量进行纵向和横向比较，可以比较容易地判断出电晕放电是否正常。同类比较法适用范围比较广，在电力生产现场中各类型设备均有使用，运用也比较简单。
3、档案分析法
此法将测量结果与设备电晕活动档案记录的数据相比较后进行分析。其基础工作就是要建立设备电晕放电技术档案。在诊断设备电晕有无异常时，可分析该设备在不同时期的电晕检测结果，包括温度、湿度等分布变化，以掌握设备电晕活动的变化趋势，然后进行判断。
四、变电设备带电检测技术及其应用存在的问题
1、较高端的带电检测仪器性价比、普及率较低
带电测试更因其明显的便捷性应用越来越多，但较高端的带电技术往往仪器成本较高，在电网中的普及率较低，如紫外成像检测仪，SF6激光检漏仪，变压器、互感器局放等，部分核心部件来源于进口，整体价位偏高。另外，部分设备在应用时存在一些实用性不足的特点，如某型号 SF6激光检漏仪在检测GIS设备时，存在观测死角，在罐体上使用时，三脚架支撑困难。
2、部分测试标准、导则不完善
如开关柜局放测试、暂态地电位测试等测试项目，目前仍以厂家提供的经验性数值为测试标准，没有具体的针对性导则，测试灵活性较大。
3、带电检测仪器的维护管理工作有待完善
大部分带电检测仪器都相对较精密，价格也较高，很多是使用电池的，有些仪器极容易出现因操作不当或是维护不周造成的仪器性能明显下降。对于使用电池的仪器，在没有工作又长时间未充电时，电池性能往往会下降较快，仪器的正常使用、待机时间缩短。
4、测试数据整合型、系统性较差
目前，带电测试却仍然分散为各个测试项目的登记、汇总，由班组或工区对开展的带电测试情况进行阶段性的分析和总结，数据的整合性、系统性不够，当设备带电检测出现问题时，只能采用从往期测试数据中一一查找比对的方式，分析过程繁琐、低效。数据的整合功能的欠缺还一定程度上影响到了人员的综合判断能力。
五、变电设备带电检测技术应用的对策及建议
1、进一步提高较高端的带电技术研发和普及应用能力
带电测试发展迅速，参与研发的厂家众多，生产厂家应在提高产品的设计制造水平发展自身的自主研发能力，降低产品的使用成本，推广产品的使用，扩大其使用范围，研发机构、生产厂家需加强与使用单位的沟通，为提高产品的质量、性价比和使用便捷性提供有效的建议和帮助，加速产品的成型和推广。
2、重视相互借鉴及信息沟通共享
部分带电检测项目，在尚无国家标准和行业标准可参照以前，使用单位可以借鉴国外的标准，在实践过程中总结完善，形成初步的可借鉴的依据，同时，需要以生产、经销厂家为桥梁强化同行业之间的交流和沟通，实现信息共享。
3、实行带电检测仪器独立的专业化管理
将带电测试仪器的维护管理工作纳入日常管理工作，并重点实行带电检测仪器独立的专业化管理，规范其使用、存储、维护等方面的管理制度，对带电测试仪器的维护管理实行责任制，强化维护人员的责任意识。对较精密的仪器进行定期维护，对使用电池需要充电的设备指定专人负责，定时充电，保障仪器的最佳使用状态。同时，加强对使用维护人员的培训工作，针对快速发展的测试技术，不断提升使用维护人员的专业技能。
4、建立统一的决策分析系统
对带电检测基础数据源信息进行整合，在软件功能上加强数据集成、数据展示、数据统计分析的功能.在设备出现问题时，能够通过数据仓库进行数据的挖掘和分析，为检修试验人员及各级管理人员提供辅助决策、分析的依据。
结束语
综上所述，作为一种新型的无损检测手段，紫外检测目前基本处于定位分析阶段，国内外尚无相关标准对紫外放电作出定量规定。对于电晕对设备正常运行的影响程度，是否需要立即停电处理等问题无法做出有效的判断。如何对电晕放电强度进行量化，并找出其与电晕放电各阶段的对应关系，将是紫外成像技术今后的重要研究方向。
参考文献
[1]王音音,孙成平,曹永,等.一起基于油色谱分析的变压器潜伏性故障诊断[J].安徽电力,2012,(01):16-17.
[2]郗晓光,张弛,满玉言,等.如何利用带电检测新技术查找组合电器缺陷[J].检测与仪表,2011,(01):44-45.
[3]黄煌,余鹏程.变压器油色谱在线检测系统不同技术特点探讨[J].贵州电力技术,2012,(07):16-17.
[4]唐铁英,许杰,陈悦.紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用[J].数字技术与应用,2011,(03):164-166.