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摘要:本文首先阐述了紫外成像检测技术的基本原理,并分析了影响紫外成像检测技术应用效果的主要因素,同时举出了紫外成像检测在输配电设备状态评价中的具体应用实例,为提高紫外成像检测技术的应用水平、准确评价输配电设备的运行状态提供参考,促使电力系统的稳定安全运行。
关键词:紫外成像;输配电设备;状态评价
前言:随着经济的快速发展,我国电网建设规模持续扩大,并且电力负荷也逐渐增加,为了确保电力系统的稳定运行,必须对输配电设备的运行状态进行实时的监控与评价。而应用紫外成像检测技术可以准确的评价出输配电设备的运行状态,及时找出设备存在的故障或安全隐患。因此要对该技术的应用方法进行深入探究。
一、紫外成像检测技术的应用原理
在输配电设备运行的过程中其周围会形成一个电场强度,此电场强度在达到一定的标准后会出现电晕现象[1]。在电晕状态下,输配电设备周围的空气会产生电离反应,在此过程中电厂可以为空气中的电子提供能量,当电子回到最初稳定的轨道状态时会发生火花放电的现象,此时可以形成紫外线光波。紫外成像检测技术的具体工作原理是:紫外线本身的波长在40-400nm,实际辐射在地面的波长>300nm,而<300nm的紫外线波长为日光盲区,紫外成像技术主要依托于日光盲区的波长,一般在280nm左右,并且可以同时满足全天的检测需求。紫外光通道以及可见光通道是组成紫外成像检测设备的主要组成部分。在检测输配电设备电晕成像时主要应用紫外光通道,在检测设备周围环境时主要应用可见光通道。以上两种检测结果均会产生图像,将以上两种图片进行叠加后可以用于评价输配电设备的运行状态以及定位电晕源。
二、紫外成像检测在输配电设备状态评价中的具体应用途径
(一)影响紫外成像检测技术应用效果的主要因素
1.自然环境及电磁环境
在极端天气或恶劣天气下会直接影响紫外成像的检测效果,因此应用此项检测技术应尽量避开雷雨沙尘、大雾多云等天气。除了受天气条件的影响外还受电磁环境的影响,例如在应用该技术时周围尽量不能有电焊机、激光切割器等设备,因为此类设备具有较强的紫外干扰能力。
2.风速
在检测室外运行的输配电设备时,其室外风速也会影响紫外成像的检测效果。主要是因为输配电设备在运行过程中会产生带电粒子,而带电粒子会受风力的影响出现较快散发的现象。在此环境下会扩大紫外光电区域而影响评价结果的准确性。因此在应用此检测技术时应该先检测室外风速值,需要确保室外风速值≤5m/s。在检测输配电设备中的疑似放电部位时,为了提高其评价结果的精准度需要确保室外风速值<1.5m/s。
3.气压及温湿度
当气压值与温湿度出现明显变化时会直接影响大气密度,大气密度发生变化时导致输配电设备周围空气的电离过程发生变化,进而影响紫外成像的检测结果。此外当输配电设备长期在湿度过高的环境下工作时会加速表面绝缘体的老化,或在其表面出现过多的污秽,在污秽没有及时被清理的状态下,会增加输配电设备的漏电几率,并且产生的热效应会导致绝缘体表面出现干燥区域。此区域容易出现电晕放电现象,影响输配电设备的安全运行。
4.检测仪器的参数
为了提高紫外成像检测技术的灵敏度,可以调高检测仪器的相关参数,但此状态下会出现较大噪声,噪声也可能对设备状态评价的结果造成一定的影响,尤其在检测输配电设备的电晕放电强度时,无法确保其评价结果的准确性。因此在应用此技术时需要先判定紫外线的强度,当强度较弱时可以采取设定较高增益的方法,而紫外线强度较高时要设定较低的增益。此种设置仪器参数的方法可以有效避免当紫外线过强时无法呈现可见光图像的问题,确保了评价结果的精准度,有效对输配电设备的电晕源进行准确的定位。
值得注意的是在设置检测仪器的参数时不能过高也不能过低。当过滤阈值设置的过高时输配电设备的电晕源的相关检测结果无法正常的显示出来,当过滤阈值设置的过低时则检测仪器会发出较大的噪声,其电晕源的检测结果会受其他图像的干扰,也无法正常显示检测结果,因此必须将过滤阈值控制在合理的参数范围内,以确保评价结果的有效性。
5.检测仪器的位置
单一检测的方法其局部性电晕较小,无法准确评价输配电设备的运行状态,因此为了提高评价结果的准确定,需要针对输配电设备进行多个角度的紫外成像检测,确保检测结果的全面性。因此要在输配电设备周围设置多个观测点,并确保观测点与设备之间没有障碍物或遮挡物。为了保障检测过程的安全性,相关技术人员要将检测仪器放置在与输配电设备之间的安全距离范围内。在检测设备电源放电的相关结果时,需要应用检测距离与电晕放电量之间的指数衰减公式来换算检测结果。
(二)应用实例分析
1.检测变压器
应用紫外成像检测技术可以检测变压器的套管放电,主要的操作方法为利用该检测技术针对变压器周围进行检测,发现高压侧套管处出现了电晕放电现象,并且发生的频率为间歇性,其形状为火花状,在此状态下无法确保变压器局部放电测试结果的准确性。为了改善这一现象,需要选择合适的检测时间,以及检测窗口,严格按照紫外成像检测技术的操作流程进行检测,进而顺利检测出变压器的套管放电现象。
2.检测架空输电线路
在检测架空输电线路时易出现检测结果与实际设备运行状态不符的问题,影响检测结果准确性的主要原因是架空输电线的支撑架的焊接点不光滑,均压环本身的质量不过关以及安装操作不规范造成的[2]。为了提高紫外成像评价结果的准确性需要将每次检测的结果进行详细的记录与收集,并应用大数据技术对检测结果进行分析。在得出输电线路运行状态的结果后需要打磨处理均压环的表面,同时及时更换已经发生故障的均压环,确保架空线路均压环放电的稳定性,提高输配电设备的安全运行。
总结:综上所述,为了提高电网系统中输配电设备运行的安全性以及稳定性需要科学应用紫外成像检测技术对设备的运行状态进行准确的评价。为了确保紫外成像检测技术的应用效果,需要在良好的自然环境以及电磁环境下应用该技术,并控制好风速、气压以及温湿度值,同时确定好检测仪器的位置与参数,有效提高评价结果的准确性。
参考文献:
[1]张迪,董理科,王英民.紫外成像检测在输变电设备状态评价中的应用[J].山西电力,2018(01):17-19.
[2]张旭,杨占君.紫外成像检测技术在变电站及输电线路中的应用实例[J].甘肃科技,2014,30(17):74-76.
姓名:廖捷李秋红,性别:男,籍贯:福建建宁,学历:本科,毕业于上海电力学院;现有职称:中级工程师;研究方向:带电检测