紫外成像技术对发现电力设备绝缘缺陷的应用

潘晓冬

摘 要：电力设备在运行的过程中，需要承担功能量和高负荷的工作。因此，出现绝缘的缺陷也是较为常见的一种现象。从目前的检测技术上看来，其方法体现出一定的多样性。但是从其工作原理上来进行分析，电力设备或者是其母线的周围会产生较强的电场，空气会发生电离的作用，出现紫外光。这是，采用紫外成像技术就可以对紫外线进行收集和检测，进而确定电力设备的故障位置，为判定电力设备的绝缘状况提供相应的依据。因此，本文主要对紫外成像技术进行深入探讨和分析，希望能够给电力工作人员提供帮助。

关键词：紫外成像；电力设备；绝缘缺陷；应用实例

中图分类号：TM71 文献标识码：A

电气设备在高速运行中具有一定的高压性，其周围存在着较强的电场，当电场的强度达到某种程度的时候，就会进入一个临界点。在此情况下，电离现象就会产生，空气中的电子也会不间断地向电场吸收能量，形成一定的电晕或者是火花放电的现象。由于其波长的范围较小，所以肉眼无法看到。紫外成像技术可以对电力设备的绝缘情况进行检测，保证电力设备运行的稳定性。

1紫外成像的技术

紫外线的光源是太阳光，但是人们无法用肉眼去观察到紫外线，主要是由于这种紫外光的波长在一种特殊的范围内，根据波长的不同可以分成长波紫外线、中波紫外线和短波紫外线等等。现如今，对于紫外线的探测技术进行研究的人员较多，成为一种热潮。从其本质上来看，紫外线探测技术是一种被动的探测技术。这也是一种新型的探测技术，打破了传统红外探测技术和激光探测技术的弊端，实现了紫外线探测技术的飞跃。在具体的紫外成像技术的运用中主要采用的是紫外探测器和摄像器。随着经济和科技的不断发展，这种探测技术所用的探测工具也在不断更新，其中以紫外MOS图像传感器为代表，增强了探测的准确性和范围。

2在电力中的应用

紫外成像技术在电力设备的故障检测中得到了广泛的应用，主要是由于对紫外线进行检测，所以，属于光学方法的范畴。这种技术方法在运用的过程中，不需要对故障点进行接触，就可以实现对电力设备外绝缘状态等进行有效地检测，给电力设备的检修和维护工作提供一定的支持。

紫外成像仪的主要功能：

（1）可以对电力设备表面的污秽程度进行检测和评估。

（2）可以对设备支柱部分的绝缘程度以及微观的裂缝进行检测。

（3）可以有效地进行测“零”工作。

（4）可以有效地贯彻电离现场的电晕放电或者是设备表面的放电源。

（5）对于电力设备的外绝缘的痕迹进行检测。

（6）可以对电力设备运行的结构以及安装的相关工艺等运行的合理性进行检测。

（7）如果一些因素对通讯线路产生了严重的干扰，就可以通过紫外成像仪来进行检测。

（8）可以检测到并且清楚变电设备表面一些附着的物体。

另外，紫外成像仪可以按照用途的不同分成夜晚型和日盲型两种。

3印象紫外检测的因素

进行紫外检测工作需要对检测仪每分钟内检测到的紫外光子数量进行计算，因为光子数能够表示电晕的活动量。另外，影响紫外检测工作的因素有很多，其中包括检测仪、温度、企业以及大气的湿度等等。因此，需要对这些内容进行详细地了解，才能做好紫外成像技术的检测工作。

3.1距离的影响

通过对电晕源进行模拟，对不同距离的紫外计数进行检测。可以看出，即使电晕的发生具有一定的分散性，但是通过多次的计数可以看出，其分散性明显降低，单次计数的数值和平均值之间几乎没有区别，相差不大。可见，在进行紫外检测技术的过程中，可以对技术稳定的数值进行检测，直接作为电晕的强度也是科学的。

3.2增益的影响

虽然紫外成像技术可以对电力设备电场中的电子进行有效地检测，但是最终到达成像仪的光谱还是较少的。因此，为了提高检测仪检测的精准度和灵敏性，仪器需要进行增益处理。也就是通过改变紫外技术的数值来对电晕的强度进行改变。这种方式具有一定的科学性，因此，从具体的检测过程中可以看出，增益值较大时存在的电晕量也相对较小。为了准确地找到电晕源，需要尽量减少紫外图像的叠加率。

3.3气压和温度的影响

众所周知，影响紫外线检测仪的最重要因素就是大气的压强和相对温度，在大气状态不同的时候，空气压力可以直接影响到检测仪的检测良民度以及光的传输效率。不同的计数方式之间也存在着明显的误差。因此，需要对这种检测的方式改进，尽量避免出现气压和温度的影响，及时纠正紫外成像技术的不足之处。

3.4温度的影响

和其他的因素相比，温度对于紫外线的影响程度相对复杂，湿度和电晕的强度存在着密切的关系，二者之间存在着正比的关系。具体来说，如果绝缘设备湿度增加之后，其表面的电导参数也会增加，电压的分布变得更加均匀，电晕的强度就会有所降低。这只是从理论上来讲，但是在实际的情况下，湿度的增加往往引起电晕强度的增长，如：绝缘子表面的污秽物中的可溶物质会更多的溶于水中，泄漏电流更大，更容易在绝缘子表面形成局部干区和发生沿面的爬电。值得注意的是，由于污秽物成份和湿润情况的不确定性，目前还没有办法对它进行修正，给紫外检测的工作带来了一定的困难。因此，现阶段应着重紫外监测的建档工作，一定数量实例的积累有助于充分认识湿度对紫外计数的影响。

结语

本方法仍有一些缺点需要进一步改进：1）标定较困难。因准确度受环境条件（如气象条件等）的影响较大，如：根据电晕发生的机理，温度、湿度、海拔高度等环境因素对电晕的起晕电压、电晕能量有较大的影响，如其他相同条件下，潮湿环境下电晕产生的光电子数是干燥环境下的2～4倍。所以，当需要对设备状态做绝对测量时，必须认真解决正确标定问题。2）判断的准确性仍需进一步提高。电晕放电并不是都会产生严重的后果。在检测过程中，环境因素的作用对检铡仪看到的电晕放电变化很大。因此如何评价电晕放电，成为检测仪在系统中应用急需解决的问题。3）只能检测到可以产生异常电晕的部分故障。

参考文献

[1]杨晓琳，李燕青，刘云鹏，律方成.基于数学形态学的电力设备紫外图像放电区域提取[J].电网技术，2008（07）.