紫外成像检测应用导则(报批稿)-V2[1].0_090825
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紫外成像技术在变电站一次设备检修中的应用紫外成像技术在电力设备检修中发挥着越来越重要的作用,尤其是在变电站一次设备的检修中,其应用已经成为了一种必不可少的手段。
紫外成像技术可以帮助工作人员及时发现设备的隐患,提高设备的可靠性和安全性,同时也大大提高了工作效率,降低了检修成本。
本文将重点介绍紫外成像技术在变电站一次设备检修中的应用,以及其优势和未来发展趋势。
1. 紫外成像技术原理紫外成像技术是一种利用红外相机和紫外灯进行成像的技术。
红外相机能够接收到设备发出的热量辐射信号,将其转换成可见的图像,从而找出设备的热点和异常现象。
而紫外灯则能够照亮设备表面,使得红外相机能够更加清晰地观察到设备表面的情况。
通过这种方式,工作人员可以及时地发现设备的异常情况,从而采取相应的维修措施。
(1)发现设备的热点。
变电站一次设备在运行时会产生一定的热量,如果设备存在过热现象,就会产生热点。
通过紫外成像技术,工作人员可以及时地发现设备的热点,从而判断出设备的运行状态是否正常。
(2)检测设备的绝缘状态。
紫外成像技术可以通过观察设备表面的热情况,判断出设备的绝缘状态是否良好。
如果设备表面存在局部过热的情况,就可能意味着设备的绝缘状况出现了问题。
(3)检测设备的接触状态。
紫外成像技术还可以观察设备的接触状态,发现设备的连接点是否松动或者存在异常情况。
这对于设备的可靠性和安全性都具有重要意义。
3. 紫外成像技术在一次设备检修中的优势(1)高效。
紫外成像技术可以快速地对设备进行成像,并将成像结果显示在屏幕上,工作人员可以迅速判断设备是否存在异常情况,从而快速采取相应的维修措施。
(2)非接触式检测。
紫外成像技术可以在不需要接触设备的情况下进行检测,减少了对设备的干扰和风险,也减少了对设备的磨损。
(3)全方位检测。
通过紫外成像技术,工作人员可以对设备的表面进行全方位的观察,发现设备的热点、绝缘状态和接触状态等问题,提高了检修的全面性和准确性。
工艺与技术♦G o n g y i yu Jishu紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用姜磊(国家电网内蒙古东部电力有限公司检修分公司,内蒙古通辽028001)摘要:为了保证电力系统安全运行,必须加强对变电设备的安全检测。
现对紫外成像检测原理进行详细介绍,并分析其优势和影响 因素,以期促进紫外成像 在变电 带电检测中进一广应用。
关键词:紫外成像;变电 ;带电检测;应用0引言在电力建设中变电设备发挥着重要作用,变电设备的安全 运行是电网、电力系统输供电安全的保障。
在科学 不断发展的 中,紫外成像 ,并在变电 带电检测中得到了应用, 明确地判断出变电 故障发生部位、故障 等。
因此,在变电 中,紫外成像 有 :要的应用意义。
1紫外成像检测原理经济的快速发展,与电力有着密不可分的关系。
近几年 来,我国电网建设规模不断扩大,为经济的发展提供了电力 保障。
随着用电需求的不 ,电力系统的规模还在不扩大,各种电气得到了广泛的应用,且数量在不断。
为了保证电力系统的安全运行,带电检测运行设备成为电 力行业发展 中一种必然趋势。
随着科学 的发展,紫外、红外成像检测 逐渐 ,并在电气 测中得到了广 用。
在 电带电 测中 用 外 像 ,测 电晕放电和局部放电等情况,绝缘[1]。
对电力系统中电气设备的运行现状进行分析可知,高压导 体表面粗糙、锐角区域处理不良及高压套管、导线终端绝缘部 分处理不良等,均影响着变电 的有效运行。
此外,出现高压导线断股、破损等现象的电气 ,在 行过程中,会因为电场集中 放电现象,根据电场 的不同, 电晕、闪电弧。
在电气 放电 中,空气中的电子不断接收和释放能量,当电子释放能量时,就 出紫外线,紫外线的波长为40〜40nm。
在太阳光中也有紫外线,而波长小于280 nm的紫外线会气中的臭 收,于是就形成了 区,因此,气的紫外线波长范围一般在315〜400 nm。
而空气中的氮 气电离 的紫外线波长通常为280〜400 nm,只有一小部分波长低于280 nm。
紫外多光谱成像
紫外多光谱成像是一种利用紫外线波段的光谱信息进行成像的技术。
它可以同时获取目标在不同波长下的图像,从而提供更多的目标特征信息。
在实际应用中,紫外多光谱成像技术可以用于环境监测、地质勘探、军事侦察、天文观测等领域。
例如,在环境监测中,可以利用紫外多光谱成像技术检测大气中的臭氧、二氧化氮等污染物的浓度;在地质勘探中,可以利用紫外多光谱成像技术分析岩石的成分和结构;在军事侦察中,可以利用紫外多光谱成像技术探测敌方的伪装和隐藏目标。
紫外多光谱成像技术是一种非常有前途的成像技术,它可以为我们提供更多的目标特征信息,有助于我们更好地了解和探索自然界。
紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用在电力建设中变电设备发挥着重要作用,变电设备的安全运行是电网、电力系统输供电安全的保障。
在科学技术不断发展的过程中,紫外成像技术应运而生,并在变电设备带电检测中得到了应用,其可以明确地判断出变电设备故障发生部位、故障程度等。
因此,在变电设备检修中,紫外成像技术有着重要的应用意义。
本文分析了紫外成像技术在变电设备带电检测中的应用。
标签:紫外成像技术;变电设备带电检测;应用紫外成像检测技术在这些年来得到了全面的发展,作为一项新的应用技术,通过对电力设备放电过程产生大量紫外线原理的应用,准确评估电力设备绝缘状态,有助于及时检查设备现有的放电缺陷。
这种技术与其他方法相比,具备简单方便、准确安全的优势,并且应用过程中也不会对其他的设备正常运行产生影响,因此有着巨大的发展前景。
一、紫外成像仪特点紫外成像仪使用紫外光成像技术,可以直观形象地观察到放电的情况。
通过观察电晕产生的位置、形状、强度等,使现场人员能迅速准确地定位放电点的位置,并可通过数码技术来记录动态和静态图像。
对比相邻运行的相关设备的图像和该设备的历史记录图像,可以准确地判断运行设备的健康状况。
也可检测出设备及绝缘的早期故障和性能降低情况,从而提高电力系统运行的可靠性。
老化部件的早期检测可节约维修费用,使非计划的电力中断减少到最少,增加供电可靠性。
紫外成像仪有紫外线和可见光2个通道。
前者用于电晕成像;后者用于拍摄环境(绝缘体、导线等)图片。
当输变电设备周边的电场强度达到一定数值时,就会出现电晕现象。
一旦输变电设备出现电晕现象,则设备周边的空气就会发生电离现象。
电离会使空气中的电子从电场获取能量,并从激励状态变为以往稳态的电子能状态,进而通过电晕、火花放电和闪络等释放能量,辐射出紫外线光波。
紫外线图像和可见光图像可以同时生成,用于同时观察电晕和周围环境情况。
紫外成像检测设备的通道可分为紫外光和可见光两条通道。
其中,紫外光通道常用于电晕成像中,而可见光通道常用于拍摄周围环境。
紫外成像技术在电力设备检测中的应用及研究【摘要】随着我国经济水平的不断提升和电力系统整体水平的不断进步,紫外成像技术在电力设备检测过程中得到了越来越广泛的应用。
本文从阐述紫外成像技术相关原理入手,对紫外成像技术在电力设备检测中的应用及研究进行了分析。
【关键词】紫外成像技术;电力设备检测;应用;研究在电力设备的检测过程中紫外成像技术的应用可以有效对电气设备的电晕进行放电并对其表面进行局部放电,通常来说紫外成像技术的应用对于早期诊断电晕等微弱放电缺陷有着较好的应用效果并且能够及时地发现电力设备中隐藏的严重缺陷,从而将可能出现的风险与故障做到防患于未然同时能够有效提升促进电网运行的可靠性。
众所周知紫外成像技术最早出现于1981年并很快在电力系统中得到应用,目前我国许多电科院和供电局配备了该类仪器并且相关电力设备检测工作也得到了积极开展。
因此工作人员在电力设备检测过程中应当注重对紫外成像技术有着清晰的了解,并在此基础上通过紫外成像驾驶在电力设备的检测中的应用和研究促进电力系统整体水平的不断提升。
一、紫外成像技术相关原理紫外成像技术通过电晕放电现象和其他局部化的放电现象的有效运用可以使带电体的局部电压应力超过临界值并会使空气发生游离而产生电晕放电现象。
在电力设备的运行过程中由于其经常会因为设计、制造、安装及维护等原因出现电晕现象、闪络现象与电弧现象,例如在放电过程中由于空气中的电子不断释放能量所以当电子释放能量时便会放出紫外线。
通常来说在在电力设备的电离放电时根据其电场强度的不同其产生的电晕、闪络或电弧也存在较大不同。
而紫外成像技术就是利用特殊仪器接收放电产生的紫外线信号并且经处理后成像并与可见光图像叠加从而有效达到确定电晕位置和电晕强度的目的,同时为进—步评价电力设备的整体性能和运行情况提供适当的依据。
除此之外,紫外成像技术的应用可以利用紫外线束分离器将输入的影像分离成两部分并将第一部分的影像传送到影像放大器上。
紫外成像检测技术靳贵平1庞其昌2(1中科院西安光学精密机械研究所,西安710068)(2暨南大学物理系,广州510632)摘 要 提出一种新型的紫外成像检测系统.此系统利用紫外增强技术和紫外滤光技术观察和检测紫外光信号.详细介绍了系统的关键技术:紫外镜头、紫外 日盲 滤光技术、紫外增强技术和光谱转换技术,给出了紫外成像检测系统的研制实例,以及用该系统得到的实验结果.此系统在公安、电力、森林火灾等领域有远大的应用前景.关键词 紫外成像;紫外检测;紫外光滤光片;像增强器中图分类号 TN247 文献标识码 ATel:029-******* Email:ji nguiping1012@si 收稿日期:200210300 引言紫外(UV)光谱成像检测技术是欧美国家为军事目的发展起来的新型检测成像技术.它的特点是用于观察和检测 日盲 [1,2](240~280nm)紫外光信号,并将紫外图像信号转换成可见光图像信号,进行观察和测量.利用该技术可以观察到许多用传统光学仪器观察不到的物理、化学、生物现象;又因为其工作在 日盲 波段,所以它的工作不受日光的干扰[1],即采用该技术的仪器可以在日光下工作,图像清晰、工作可靠、使用方便.欧美发达国家和俄罗斯均已有这类仪器投入使用[3].这类仪器可用于电力系统检测、太空科学和环境保护研究等领域.而国内对紫外成像检测系统的研究工作起步较晚,国产化产品几乎是空白,所以急需开展这方面的工作.文中详细地介绍了紫外成像检测系统研制中的几个关键的技术问题,同时给出了相应的解决方案.最后还给出了具体的研制实例.1 检测系统的工作原理紫外成像检测系统主要包括:紫外成像物镜、紫外光滤光镜、紫外像增强系统、CC D 、图像显示等[4].紫外成像检测系统工作原理如图1.紫外信号源被背景光(包括可见光、紫外光和红外光等)照射,从信号源传输到成像镜头的有信号源自身辐射的紫外光,也有信号源反射的背景光.成像光束经过紫外成像镜头后,有一部分背景光被滤除,有一部分背景光仍然存在.其后光束再通过 日盲 滤光片,照到紫外像增强器的光电阴极上,经过紫外增强器后,信号被增强放大并被转化为可见光信号输出,然后,成像光束经CCD 相机,最后,经信号处理后输出到观察记录设备.图1 紫外成像检测系统的工作原理Fig.1 Skeleton drawing of UV imag i ng and detecting system2 检测系统的关键技术问题2.1 紫外镜头根据工作原理知,从信号源传输到成像镜头的除了信号源自身的紫外辐射,还有被信号源反射的背景光(包括可见光、紫外光和红外光等).而实验中需要的是信号源自身辐射的紫外光图像.为此,选用紫外光成像镜头能减少背景噪音.研制紫外光谱波段的透镜主要的问题是寻找合适的材料,在0.2 m~0.4 m 的光谱范围,最重要的材料为尚矽石和氟化钙.虽然开发了几种玻璃来降低0.4 m 以下的吸收,但其使用仍受限.因为在0.3 m 都还有吸收.两种此类的玻璃为UBK -7及UK -5.紫外成像镜头如F 4.5f =105mm 的尼康紫外镜头,可以工作在全光圈.镜头上可装 日盲 紫外光滤光片.其性能指标如表1.表1光学镜头性能指标视场角焦距 mm 最大光圈后像距 m m 尺寸 mm 2重量 g 23 20105f 4.55268.5 1085152.2 紫外光滤光技术为了实现紫外滤光,比较了国产的三种紫外光滤光片.发现若选择宽带滤光片,则背景噪音太大,第32卷第3期2003年3月光 子 学 报ACTA P HOTONICA SINICAVol 32No 3 March 2003不能满足要求.而且,一般的镜头总是对应于一定的单色光设计的.因此,系统选用紫外窄带滤光片.要得到信号源自身辐射的紫外光图像,必须滤除背景光.用宽带紫外光滤光片可滤除背景光中的可见光和红外光.背景光中的紫外光主要来自太阳的辐射,在紫外的240nm~280nm波段,太阳辐射完全被大气层中的臭氧吸收了,即在这个波段,大气层中的背景辐射为零,亦称 日盲 .所以,滤除背景光中的紫外光而又不影响信号源的紫外光图像,应选用 日盲 紫外窄带滤光片.2.3 紫外光像增强技术在紫外成像检测系统中,由于紫外辐射一般比较微弱,若直接用对UV灵敏的CCD探测较弱的紫外信号,由于其强度太小,而探测不到.为解决这个问题,先对紫外信号进行增强放大,然后再探测.为了实现紫外光信号的增强放大,使用紫外像增强器比较合适.在紫外成像检测系统中,由于紫外光的特点,要研制成紫外光像增强器有两条途径.1)研制合适的紫外光电阴极,直接研制紫外像增强器;2)通过光谱转换技术,利用微光像增强器实现.研制紫外像增强器的关键是研制合适的紫外光电阴极.紫外辐射和可见辐射在本质上是没有差别的,但由于紫外辐射的光子能量高,于是在研制紫外光电阴极时,产生了一些特殊的问题.首先,要解决的是光窗的材料问题.由于高能光子会使一般玻璃内的电子发生跃迁,造成大几率的光子吸收,因而一般玻璃不透紫外辐射,要透过长于180nm的紫外线,光窗必须用石英或蓝宝石;要透过短于180nm 的紫外线,光窗一般用氟化锂.其次,是紫外应用的光电阴极材料通常还要满足一个重要的条件,即必须是 日盲 的.所谓 日盲 就是对太阳辐射没有响应,即用于大气层时,对350nm以上不灵敏;用于空间时,对200nm以上不灵敏[5].在400nm以下的紫外光区有光电响应的材料为数很多,但在200nm~400nm的 日盲 阴极中,实际应用最成功的是碲化铯(Cs2Te).Cs2Te的禁带宽度为3.5e V,电子亲合势小于1eV,其峰值量子产额为10%左右[6].对Cs2Te所进行的工作主要围绕两个方面,即如何形成能运用于光电倍增管和图像管的半透明阴极,以及如何使它的长波响应下降到最小.因为Cs2Te薄膜的电阻很大,所以解决第一个问题的先决条件就是透明导电基底的获得.不能采用在可见光区常用的导电的氧化锡基底,因为当波长低于400 nm时,它的吸收系数迅速上升.实验发现,采用对入射光的透过率为85%左右的蒸发钨膜即可.在实际应用中,用Cs2Te作阴极的管子要维持于高真空,为此制造过程中必须进行300~400 烘烤去气.如用碲作为蒸发源,则由于碲的蒸汽压较高,烘烤温度只能用得很低.采用碲化铟作为碲膜蒸发源可以克服这个困难,因为碲化铟在真空中的分解温度超过500 ,而在此温度下,铟的蒸汽压仍然低于10~8 mmHg,因此实际上只有碲才被蒸发出来[6].有了合适的紫外光电阴极,就可以研制紫外光像增强器.利用光谱转换技术加微光像增强器同样可实现增强紫外光的目的.由于光谱转换技术及微光像增强器的制造技术都已较成熟,所以实现起来较容易,过程也简单.两种途径各有优缺,前者的优点是分辨率高,而后者实现起来简单.2.4 光谱转换技术现有的光谱转换技术有两种:通过光电阴极进行光谱转换;用转换屏实现光谱转换.前者要研制合适的光电阴极;而后者须研制适当的转换屏.在紫外成像检测系统中,光谱转换可通过紫外光电阴极或紫外光转换屏来实现.若系统采用光谱转换加微光像增强器结构,则用转换屏比较好.紫外光作用于转换屏的入射面,经转换屏转化后,出来的光为我们所需的可见光.转换屏性能的好坏,直接影响着整个紫外光成像检测系统的性能.而转换屏的主要性能有:分辨率、发光效率即光谱转换率、光谱特性、余辉时间、稳定性和寿命.对于紫外成像检测技术来说,最主要的是它的分辨率和光谱转换效率.其次,光谱特性、余辉时间、稳定性和寿命也很重要[7].分辨率是它分辨图像细节的能力.影响它的因素有:发光粉层的厚度、粉的颗粒度、粉与基地表面的接触状态、屏表面结构的均匀性等[7].粉层较厚时,光谱转换效率固然能提高,但同时,由于粉颗粒对光线的散射作用增强,分辨率反而降低.反之,粉层较薄时,屏的分辨率虽然能提高,可是光谱转换效率则会下降.因此在即要保证足够的光谱转换效率的同时又要保证高的分辨率的情况下,选择最佳的粉层厚度是很重要的.发光粉的颗粒愈细小且均匀,转换屏的分辨率就愈高.但是,粉的颗粒度的减小会使粉的光谱转换效率下降.因此选取粉的颗粒时,必须综合考虑效率和分辨率两个矛盾着的因素.发光粉颗粒与基地表面接触紧密时,屏面就显得细密,而且,粉粒的分布也就均匀,这样,转换屏对于光线的散射作用会小些,分辨率也可提高.这一点与涂屏的工艺有很大的关系.2953期靳贵平等.紫外成像检测技术3 检测系统的研制实例实验中给出一个实例 紫外指纹检测仪来说明这些技术在实际系统中的应用.紫外指纹检测仪的主要技术指标如表2、3.表2 滤光片的性能指标中心波长 m m 半宽度 m m 透过率背景透过率直径 mm 有效直径 mm2543090%5 10-43530表3UVICCD 的性能指标亮度增益/(cd m -2Lx -1)最小照度 L x分辨率 (L p m m -1)阴极灵敏度 ( A lm -1)104<0.230250 紫外指纹检测仪的外形如图2.实验中利用紫外指纹检测仪对一年多前留下的轻微的肉眼看不见得指纹进行了检测,结果较理想.检测结果如图3.这是未作任何处理的指纹的原图,若加上滤波、去噪,效果会更好.图3 检测到的陈旧指纹图样Fig.3 Stale fingerprint pattern examined4 结论分析了紫外成像检测系统的关键技术问题,给出了相应的解决方案.并用实例说明:利用紫外滤光技术、紫外像增强技术和光谱转换技术可以成功探测到微弱的紫外光信号.这对于紫外成像检测系统的发展和广泛应用具有指导意义.参考文献1 Lindner M,Elstein S,Lindner P.Solar blind and b-i spectralimaging with ICCD,BCCD,and EBCCD cameras.SPIE ,1998,3434:22~312 Lindner M,Els tein S,Wallace J.Solar blind band -pass filters for UV imag i ng devices.SPIE ,1997,3434A:176~1833Lindner M,Elstei n S,Lindner P.et al.Daylight corona discharge imager.H igh voltage enginee rin g sym posium ,1999,8:22~274 腾鹤松.紫外成像技术及其应用.光电子技术,2001,21(4):294~297Ten H S.The Technology of Photoelectron .2001,21(4):294~2975 江剑平,翁甲辉,杨泮棠.阴极电子学与气体放电原理.北京:国防工业出版社,1980.197~199Jiang J P,Wen J H,Yang P T.Electronics of Cathode and Principle of Gas Discharge.Beijing:National Defence Indus try Press,1980.197~1996 [美]A.H.萨默.光电发射材料制备、特性与应用.北京:科学出版社,1979.192~198[America ]Somer A H.Preparati on,Characteristic andApplication of Photoelectric Emission Material.Beijing:SciencePress,1979.192~1987 周士源.荧光屏及其制备.上海:华东工程学院,1978.100~103Zhou H S.Screen of fluorescence and its preparation.Shanghai:East China College of Engineering Press,1978.100~103296光 子 学 报32卷The Key Points of UV Imaging and Detecting SystemJin Guiping 1Pang Qichang21Xi an I nstitute o f Optics &Precision Mechanics ,Chinese A cademy o f Science ,Xi an 7100682Physics Department ,Jinan University ,Guang z hou 510632Received date:2002-10-30Abstract New type of UV imaging and detecting system is introduced.The technology of UV intensifier and UV filter are used to observe and detect UV signal.The key technologies of this system are introduced in detail,such as UV lens 、UV filter of solar blind 、UV intensified technology and spectrum conversion.Developed e xample of UV imaging anddetecting syste m is offered,and experimental result with this system is also offered.This syste m will be used widely in public security,elec tric power,fire of forest and so on.Keyword UV ima ging;UV detect;UV filter;Image intensified deviceJin Guiping was born in 1977.She got her Bac helor from Northwest University in 1999.She is aPh.D.candidate on physics electronics in Xi an Institute of Optics &Precision Mechanics,Chinese Acade my of Science.Her current research interest is devices of photoelectron imaging and photoelectron detecting.2973期靳贵平等.紫外成像检测技术。
《高海拔地区电气设备紫外线成像检测导则第1部分:变电站》编制说明(征求意见稿)1. 工作简况,包括任务来源、主要工作过程(接到计划后组织起草等工作)、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等;1.1、任务来源本标准来源于2015年第三批国家标准计划项目,计划编号为20153589-T-604,主管部门为中国电器工业协会,归口单位为全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会。
1.2、主要工作过程本标准由重庆大学负责起草。
2016年3月,重庆大学征集组成了本标准制定工作组。
本标准工作组讨论稿完成于2018年10月,在此之前,通过对重庆大学及相关单位在实际变电站和实验室进行的紫外检测研究成果进行总结以及对国内外相关科研机构的研究进行了调研。
2019年6月,在昆明召开第一次工作组会议,对讨论稿进行了讨论、修改,并在工作组内征求意见。
1.3、主要参加单位和工作组成员本标准主要参加单位为:重庆大学,昆明电器科学研究所,南方电网超高压检修中心工作组成员为:2. 标准编制原则和主要内容2.1、标准编制原则随着我国大电网互联的发展,变电站不可避免选址于西部高海拔地区。
高海拔地区由于空气稀薄,变电站设备更易发生电晕和电弧放电。
运行经验表明采用紫外成像技术可以检测变电站设备电晕和电弧放电,但目前国内外尚未相关标准指导高海拔地区变电站设备电晕和电弧的检测。
国家能源局于2011年发布了电力行业标准DL/ 345-2010 《带电设备紫外诊断技术应用导则》,首次提出了紫外成像仪检测的基本技术要求,规定了应用紫外成像仪检测设备电晕放电的现场检测要求、试验方法、检测内容及周期、检测技术、诊断方法、缺陷类型的确定及处理方法和技术管理等要求,但该标准并不涉及高海拔地区的紫外成像检测,且未规定如何根据紫外光子数定量评判放电类型与设备缺陷类型,且该标准仅针对电晕放电,未涉及影响设备运行安全的电弧放电,其提出的光子数与检测距离的校正公式亦未考虑不同放电源的区别。
紫外成像技术在变电站一次设备检修中的应用随着科技的不断进步,新型的检测技术也在不断涌现。
紫外成像技术是近年来广受关注的一种新型检测技术,它在变电站一次设备检修中的应用也备受关注。
紫外成像技术通过捕捉物体散发的紫外辐射,可以实现无接触、无损伤的检测,广泛应用于电器设备的缺陷检测、热态监测、局部放电检测等领域。
在变电站一次设备检修中,紫外成像技术可以快速、准确地检测设备的缺陷,提高了设备的安全性和稳定性,为变电站的正常运行提供了保障。
1. 高效快捷:传统的设备检修往往需要停机维护,影响变电站的正常运行。
而使用紫外成像技术,可以在设备运行状态下进行检测,大大缩短了检修时间,提高了检修效率。
2. 高精度:紫外成像技术可以实现高精度的热态监测,可以发现设备的热点、异常热量等问题,提前预警设备的故障,确保变电站设备的安全运行。
3. 无接触、无损伤:传统的检测方法往往需要对设备进行接触式检测,容易造成设备的损坏。
而使用紫外成像技术,可以实现无接触、无损伤的检测,对设备没有任何伤害。
4. 全方位监测:紫外成像技术可以全天候、全方位监测设备的状态,可以实现对设备的全面检测,发现设备的各种问题,提高了设备的可靠性和稳定性。
1. 设备缺陷检测:紫外成像技术可以快速、准确地检测设备表面的缺陷,如裂纹、破损、漏电等问题,及时发现设备的隐患,做出相应的维修和保养,确保设备的安全运行。
2. 热态监测:紫外成像技术可以实时监测设备的热态,通过捕捉设备散发的紫外辐射,分析设备的热量分布,发现设备的异常热量,预警设备的故障,及时采取措施,避免设备的损坏。
某变电站采用紫外成像技术对变压器进行了一次设备检修。
通过紫外成像技术,发现了变压器表面存在局部放电现象,热量分布不均匀的问题。
及时对变压器进行了维修处理,避免了变压器的损坏,确保了设备的正常运行。
通过紫外成像技术,还发现了变压器的温度过高的情况,预警了设备的故障,及时采取了措施,保障了变压器的安全运行。
紫外成像技术分析应用摘要:本文阐述了紫外成像检测技术的工作原理及技术特点,并与传统的预防性试验、红外检测技术作了详细比较。
结合具体实例,对紫外成像检测技术在输变电设备上的实际应用作了详细分析,并分析了影响紫外成像检测结果准确度的因素。
在此基础上,指出了紫外成像检测技术在实际应用中尚需解决的问题,并明确了该技术今后的发展方向。
关键词:紫外成像;电力设备;放电检测随着电力系统的电网规模的不断扩大、电力负荷要求的不断提高,电力系统中使用的各种类型的高压设备的损坏、故障也不断增加,相应对预防性维护的要求也不断提高。
输供电线路和变电站配电等设备在大气环境下工作,在某些情况下随着绝缘性能的降低、出现结构缺陷,或表面局部放电现象,电晕和表面局部放电过程中,电晕和放电部位将大量辐射紫外线,这样便可以利用电晕和表面局部放电的产生和增强间接评估运行设备的绝缘状况和及时发现绝缘设备的缺陷。
目前,可用于诊断目的的放电过程的各种方法中,光学方法的灵敏度、分辨率和抗干扰能力最好。
即采用高灵敏度的紫外线辐射接受器,记录电晕和表面放电过程中辐射的紫外线,再加以处理、分析达到评价设备状况的目的。
预防,减少设备发生故障造成的重大损失,具有很大的经济效益。
一、原理在高压设备电离放电时,根据电场强度(或高压差)的不同,会产生电晕、闪络或电弧。
电离过程中,空气中的电子不断获得和释放能量。
当电子释放能量即放电时,会辐射出光波和声波,还有臭氧、紫外线、微量的硝酸等。
紫外成像技术,就是利用特殊的仪器接收放电产生的紫外线信号,经处理后成像并与可见光图像叠加,达到确定电晕的位置和强度的目的,从而为进一步评价设备的运行情况提供依据。
紫外线的波长范围是40~400nm,太阳光中也含紫外线,但由于地球的臭氧层吸收了部分波长的紫外线,实际上辐射到地面上的太阳紫外线波长大都在300nm 以上,低于300nm 的波长区间被称为太阳盲区。
图1 电磁光谱波长最新的紫外成像仪利用紫外线束分离器将输入的影像分离成两个部分。
架空电力线路紫外检测技术导则如下:一、概述架空电力线路紫外检测技术是一种新型的线路检测技术,利用紫外线探测器监测线路中的紫外线强度,从而判断线路的老化程度和故障位置。
该技术具有检测速度快、精度高、无损检测等特点,适用于架空电力线路的定期检测和故障诊断。
二、检测原理紫外线探测器通过监测架空电力线路中的紫外线强度,来反映线路的老化程度和故障位置。
当线路中电晕放电、绝缘不良等故障时,会释放出紫外线,紫外线探测器可以捕捉到这些信号,并将信号传输到检测设备中进行分析和处理。
通过比较实际检测到的紫外线强度与标准值,可以判断线路的健康状况和故障位置。
三、检测周期架空电力线路紫外检测技术的检测周期应根据线路的实际情况和运行环境来确定。
一般情况下,对于重要线路和易受环境影响的部分线路,应定期进行检测,如每月一次或每季度一次。
对于一般线路,可根据实际情况适当延长检测周期。
在特殊情况下,如线路故障、恶劣天气等,应及时进行检测。
四、操作流程1. 准备工作:检查紫外线探测器、传输电缆等设备是否正常,确保检测设备能够正常连接和运行。
2. 确定检测点:根据线路实际情况和故障历史,确定需要检测的线路段和检测点。
3. 实际测量:按照规定的方法和要求,使用紫外线探测器对每个检测点进行实际测量,记录实际测量数据。
4. 数据处理:将实际测量数据传输到计算机软件中进行处理和分析,生成检测报告。
5. 报告评估:根据检测报告,评估线路的健康状况和故障位置,提出相应的维修和养护建议。
五、安全注意事项1. 紫外线探测器应放置在安全的位置,确保不会对人体造成伤害。
2. 在进行检测时,应注意周围环境的变化,如天气、温度等,这些因素可能会影响检测结果。
3. 操作过程中应注意安全防护,避免紫外线辐射对人体的伤害。
总之,架空电力线路紫外检测技术是一种高效、无损的线路检测技术,可以快速准确地诊断线路故障位置和健康状况,为维修和养护工作提供重要的依据。
在实际操作过程中,应严格按照操作流程进行,确保检测结果的准确性和可靠性。
ICS备案号: 中华人民共和国电力行业标准电气设备电晕放电紫外成像检测应用导则UV inspection guide for corona discharge of electrical equipment中华人民共和国国家经济贸易委员会 发 布DL/T —20目 次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 现场检测要求 (1)5 现场检测 (2)6 电气设备紫外检测内容及周期 (2)7 电晕放电检测技术 (3)8 电气设备电晕放电检测及诊断方法 (3)9 缺陷类型的确定及处理方法 (3)10 紫外成像仪管理 (4)11 紫外数据的管理 (4)附录A (资料性附录) 电气设备紫外检测报告 (5)附录B (资料性附录) 风级风速鉴别表 (6)附录C (资料性附录) 电晕放电量与紫外光检测距离校正公式 (7)附录D (资料性附录) 输变电设备和发电机电晕放电典型图谱 (8)IDL/T —20II前 言本导则根据发改办工业[2006] 172 号文“关于下达2006年行业标准项目计划的通知”的要求制定。
本导则是根据电气设备电晕放电释放出紫外光的特点,结合应用紫外成像仪检测的基本技术要求首次提出。
本导则的附录A,附录B,附录C,附录D为资料性附录。
本导则由中国电力企业联合会提出。
本导则由全国高压试验技术分标准化技术委员会归口。
本导则由全国高压试验技术分标准化技术委员会负责解释。
本导则负责起草单位:湖北省电力试验研究院、国网武汉高压研究院 本导则参加起草单位:DL/T —20 电气设备电晕放电紫外成像检测应用导则1范围本导则规定了应用紫外成像仪检测电气设备电晕放电的范围、方法和异常放电的判断依据以及技术管理要求等。
本导则适用于高压电气设备外部电晕放电状态检测和故障诊断,主要包括输变电设备导电体和绝缘体表面以及发电机线棒因各种原因引起的电晕放电检测。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本导则的引用而成为本导则的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本导则,然而,鼓励根据本导则达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本导则。
DL408 电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)DL409 电业安全工作规程(电力线路部分)3 术语和定义下列术语和定义适用于本导则。
2.1增益 amplification紫外成像仪对检测光子数信号衰减或放大的比例。
2.2光子数 photon number表征电晕放电强度的主要指标之一,它是紫外成像仪在一定增益下单位时间内观测到的光子数量。
2.3电晕放电形态 form of corona discharge电气设备表面的电晕表现出连续稳定和间歇性放电两种形态。
2.4绝缘子表面电晕放电长度 the length of insulator surface corona discharge 绝缘子表面电晕放电,沿面的空气电离,紫外成像仪观测到的短接绝缘子干弧距离的电晕放电长度。
4 现场检测要求4.1人员要求应用紫外成像仪对电气设备电晕放电检测是一项带电检测技术,从事检测人员应具备如下条件:a)了解紫外成像仪的基本工作原理,技术参数和性能,掌握仪器的操作程序和测试方法。
b)通过紫外成像检测技术的培训,熟悉应用紫外成像仪对电气设备电晕检测的基本技术要求。
c)了解被检测设备的结构特点、外部接线、运行状况和导致设备缺陷的基本因素。
d)具有一定现场工作经验,熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的有关安全规程及规定。
4.2安全要求a)对电力设备进行紫外成像检测应严格遵守DL408和DL409。
b)对电力设备进行紫外成像检测应严格遵守发电厂、变电站及线路巡视要求。
c)对电力设备进行紫外成像检测应设专人监护,监护人必须在工作期间始终行使监护职责,不得擅离岗位或兼任其他工作。
4.3检测环境条件要求4.3.1一般检测要求a)被检设备是带电设备,应尽量避开影响检测的遮挡物。
1DL/T —202 b)不应在有雷电和中(大)雨的情况下进行检测。
c)风速宜不大于5m/s,参见附录B。
4.3.2准确检测要求除了满足一般检测要求之外,还应满足以下要求:a)风速宜不大于0.5m/s,参见附录B。
b)尽量减少或避开电磁干扰或其他干扰源对仪器测量的影响。
4.4仪器要求紫外成像仪应操作简单,携带方便,图像清晰、稳定,具有较高的分辨率和动、静态图像存储功能,在移动巡检时,不出现拖尾现象,对设备进行准确检测且不受环境中电磁场的干扰。
4.4.1数字式紫外成像仪采用紫外光图像与可见光图像叠加,实时显示设备电晕放电状态和在一定区域内紫外线光子的数值,具有光子数计数功能,避免太阳光中紫外线的干扰,在日光下也能观测电晕。
4.4.2紫外电子光学成像仪具有实时显示电晕放电位置和放电形态,抗干扰能力较强,操作简便,宜在夜晚或阴天检测。
5 现场检测5.1一般检测紫外成像仪开机,增益设置为最大,在图像稳定后即可开始检测。
一般先对所有被测设备进行全面扫描,发现电晕放电部位,然后对异常放电部位进行准确检测。
5.2准确检测紫外成像仪观测电晕放电部位应在同一方向或同一视场内,并选择检测的最佳位置,以避免其他设备放电的干扰。
在安全距离允许的范围内,在图像内容完整的情况下,紫外成像仪宜尽量靠近被检设备,使被检设备电晕放电部位在视场范围内最大化,记录紫外成像仪与电晕放电部位距离。
在一定的时间内,紫外成像仪检测电晕放电强度以多个相差不大的极大值的平均值为准,并同时记录电晕放电形态和具有代表性的动态视频过程以及绝缘体表面电晕放电长度范围。
5.3仪器设置增益设置为最大,根据光子数的饱和情况,逐渐调整增益。
调节焦距,直至图像清晰度最佳。
6电气设备紫外检测内容及周期6.1电气设备紫外检测的内容导电体表面电晕放电有下列情况:a)由于设计、制造、安装或检修等原因,形成的锐角或尖端;b)由于制造、安装或检修等原因,造成表面粗糙;c)运行中导线断股(或散股);d)均压、屏蔽措施不当;e)在高电压下,导电体截面偏小;f)悬浮金属物体产生的放电;g)导电体对地或导电体间间隙偏小;h)设备接地不良。
绝缘体表面电晕放电有下列情况:a)在潮湿情况下,绝缘子表面破损或裂纹;b)在潮湿情况下,绝缘子表面污秽;c)绝缘子表面不均匀覆冰;d)绝缘子表面金属异物短接;e)发电机线棒表面防晕措施不良、绝缘老化、绝缘机械损伤等。
输变电设备和发电机电晕放电典型图谱参见附录D。
6.2电气设备紫外检测周期DL/T —20运行电气设备的紫外检测周期应根据电气设备的重要性,电压等级及环境条件等因素确定;一般情况下,宜对500kV(330kV)及以上变电设备检测每年不少于1次,重要的500kV(330kV)及以上运行环境恶劣或设备老化严重的变电站可适当缩短检测周期。
500kV(330kV)及以上输电线路,视重要程度,在有条件的情况下,宜1~3年1次。
重要的新建、改扩建和大修的电气设备,宜在投运后1月内进行检测。
特殊情况下,如电气设备出现电晕放电声异常时、冰雪天气(特别是冻雨)、在污秽严重且大气湿度大于90%,宜及时检测。
7 电晕放电检测技术7.1电晕放电强度7.1.1光子数(适用数字式紫外成像仪)紫外成像仪检测的单位时间内光子数与电气设备电晕放电量具有一致的变化趋势和统计规律,随着电晕放电强烈,单位时间内的光子数增加并出现饱和现象,若出现饱和则要在降低其增益后再检测。
7.1.2电晕放电形态和频度电气设备电晕放电从连续稳定形态向刷状放电过渡,刷状放电呈间歇性爆发形态。
7.1.3电晕放电长度范围紫外成像仪在最大增益下观测到短接绝缘子干弧距离的电晕放电长度。
7.2影响电晕检测结果的主要因素7.2.1大气湿度和大气气压大气湿度和大气气压对电气设备的电晕放电有影响,现场只需记录大气环境条件,但不做校正。
7.2.2检测距离紫外光检测电晕放电量的结果与检测距离呈指数衰减关系,在实际测量中根据现场需要进行校正,参见附录C。
7.3现场检测要求应充分利用紫外光检测仪器的有关功能达到最佳检测效果,如增益调整,焦距调整,检测方式等功能。
紫外检测应记录仪器增益、环境湿度、测量距离等参数。
7.3.1导电体表面电晕异常放电检测a)检测单位时间内多个相差不大的光子数极大值的平均值。
b)观测电晕放电形态和频度。
7.3.2绝缘体表面电晕异常放电检测a)检测单位时间内多个相差不大的光子数极大值的平均值。
b)观测电晕放电形态和频度。
c)观测电晕放电长度范围。
当电气设备外绝缘出现高频度、间歇性爆发的电晕放电并短接部分干弧距离后,应重新校核和评估电气设备外绝缘耐受水平。
8电气设备电晕放电检测及诊断方法8.1图像观察法主要根据电气设备电晕状态,对异常电晕的属性、发生部位和严重程度进行判断和缺陷定级。
8.2同类比较法通过同类型电气设备对应部位电晕放电的紫外图像或紫外计数进行横向比较,对电气设备电晕放电状态进行评估。
9缺陷类型的确定及处理方法紫外检测发现的设备电晕放电缺陷同其他设备缺陷一样,纳入设备缺陷管理制度的范围,按照设备缺陷管理流程进行处理。
根据电晕放电缺陷对电气设备或运行的影响程度,一般分成三类:第一类:指设备存在的电晕放电异常,对设备产生老化影响,但还不会引起事故,一般要求记录在案,注意观察其缺陷的发展。
3DL/T —204 第二类:指设备存在的电晕放电异常突出,或导致设备加速老化,但还不会马上引起事故。
应应缩短检测周期并利用停电检修机会,有计划安排检修,消除缺陷。
第三类:指设备存在的电晕放电严重,可能导致设备迅速老化或影响设备正常运行,在短期内可能造成设备事故,应尽快安排停电处理。
10紫外成像仪管理紫外成像仪应有专人负责,妥善保管,定期进行通电等检查。
每年不少于一次,仪器及附件应处于完好状态。
仪器档案资料完整,具有出厂合格证、使用说明、质保书、分析软件和操作手册等。
紫外成像仪的保管和使用环境条件、以及运输中的冲击、振动应符合仪器使用说明书的要求,仪器存放应防湿、干燥。
仪器故障不得擅自拆卸,应到仪器厂家或厂家指定的维修点进行维修。
紫外成像仪使用要求:仪器应在-10℃~+ 50℃范围内使用,避免仪器淋雨和长时间日晒。
a)紫外成像仪是一种精密仪器,应轻拿轻放,小心操作。
b)用完后盖上镜头盖,不用时关机。
c)有条件情况下,宜进行仪器比对。
11紫外数据的管理紫外成像检测的记录和诊断报告应详细、全面并妥善保管。
紫外成像检测报告应包含使用仪器的型号、检测日期、检测环境条件、检测地点、检测人员、设备名称、缺陷部位、缺陷性质、电压、图像资料、诊断结果及处理意见等内容。
现场应详细记录缺陷的相关资料,并及时提出检测诊断报告。