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紫外成像技术在变电站设备维护中的应用

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/6/30 11:30:25   

 关键词:  变电站 状态检修

  摘要:运用紫外成像仪对变电站电气设备进行紫外放电强度检测,可以及时发现设备缺陷和隐患,提高设备运行可靠性,有效提高供电可靠性;电气设备紫外放电检测技术可以检测电晕放电和表面局部放电特性以及电气设备外绝缘状态和污秽程度,可以为设备状态检修提供依据,为电气设备状态检修工作的开展奠定基础。

  关键词:紫外成像;变电站;状态检修 信息来自:输配电设备网

  变电站配电装置设备在大气环境下工作,在运行时间较久后,随着绝缘性能的降低,出现结构缺陷或表面污秽和湿度的增加,会产生电晕和表面局部放电现象,引发设备事故,影响电力系统安全稳定运行。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。

 
  1、紫外成像技术介绍 信息来源:http://www.tede.cn

  电气设备在设计、制造、安装、运行、维护中,任何一个环节出现问题都可能形成电晕放电现象。高压导体粗糙的表面、绝缘层表面污秽区、高压套管及导体终端绝缘处理不良处、高压导线断股、导线压接不良、破损的瓷瓶及绝缘子等有绝缘缺陷的电气设备在高电压下运行时,就会产生高电场强度而发生电晕放电(电晕放电发生在电场强度高的区域)。电晕放电时气体分子会持续获得并释放能量,释放能量同时产生光波及声波。气体电离后放射光波的频率与气体种类有关,空气中的主要成分是氮气,而氮气电离的放射频谱主要落在紫外光波段,紫外检测就是利用电气设备放电时产生紫外光,用检测紫外光的光子数的方法检测电气设备外绝缘状况,再通过分析,判断电气设备外绝缘的真实状态。 

  紫外成像仪的工作原理为:首先利用分光镜将输入的光线分离为两部分,其中一部分形成可见光影像,另一部分经过紫外光过滤后,只保留其中紫外部分,经放大器处理后在CCD板上可以得到高清晰度的紫外图像。最后通过特殊的影像处理工艺将紫外光影像和可见光影像叠加起来,形成复合影像。通过分析判断设备的紫外光谱,可以判断设备的异常状况。过去我们只能在夜间看到尖端放电,无法检测到其它放电,现在通过紫外成像仪检测,不仅能看到导体表面粗糙及尖端锐角区域的放电,而且可以看到由于脏污破损的绝缘体、处理不良的终端绝缘体等引起的微小放电。紫外成像仪已成为运行人员电气设备预防性检测和维护的较好工具。 信息来自:输配电设备网

  2、紫外成像技术在变电站设备维护中的应用分析

 
  由于电晕光谱中,紫外光含量的百分数比较低,加上光学系统传输的损耗,最终到达CCD板上的紫外光子数大为减少,为提高紫外成像仪的灵敏度,仪器对进入光学系统的紫外光子数进行增益处理。为有效发挥紫外成像仪的作用,大理供电局高度重视紫外成像技术在变电站设备维护中的应用,500kV大理变电站编写了紫外成像仪使用作业指导书,要求在使用紫外成像仪时,将紫外成像仪的增益调至150~200左右,当发现明显的持续性的电晕放电后,调低增益观察电晕放电现象的变化,以便既可以灵敏地发现电晕,又可以把背景干扰的影响降到最低。
 

  500kV大理变电站和220kV祥云变电站检测数据的应用分析:紫外成像所采用的标定方法为测量规定区域内的紫外放电光子数,用其表征电晕活动强度。通过对紫外成像检测的数据和图像进行分析:(1)电晕放电多发生在高压导体粗糙的表面、终端锐角区域。在500kV大理变使用的过程中,发现在线路阻波器下部尖端处、均压环表面粗糙区域、导线表面毛刺、导体表面尖端锐角区域电晕放电是持续的,测试区域内紫外放电光子数在2000~7000范围内,且现场检测时伴有强烈的电晕噪声。这样的电晕放电,就是因制作、安装工艺不良引起,需要工程施工技术人员加以关注,并不断提高制作、安装工艺水平,但不会影响到设备的正常运行。(2)经过在500kV大理变和220kV祥云变检测,发现电气设备外绝缘紫外放电光子数多在40~80范围内,电气设备外绝缘未发现残缺、污秽现象,运行状况良好,这与500kV大理变和220kV祥云变所处区域污秽程度低,设备运行环境良好有很大关系。(3)220kV祥云变大祥I回线第一基塔进行换相改造后有较大的电晕放电噪声,在进行检测时发现塔上A相导线接近绝缘子串处紫外放电光子数达23000,对于这种情况,运行人员需对该处加强检测维护频次,同时应增加红外成像测温,以便及时发现设备异常,遇有停电机会时应进行详细的检查。

  3、紫外成像技术的应

  随着云南电网规模的不断扩大,电力负荷要求的不断提高,电网系统中使用的各种类型高压设备的损坏、故障也会不断增加,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装置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以及有结构缺陷会引起表面局部放电现象,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。即采用紫外成像仪,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,从而为设备状态检修工作的开展提供一定的依据。通过对电气设备电晕放电强度的检测,及时发现设备运行中的隐患,及时处理,可以预防、减少设备发生故障而带来的重大损失,具有良好的经济效益。紫外成像仪可以在设备不停电的情况下进行远距离检测,无需登高操作检测设备,在保证检测人员安全的同时,减少了设备停电时间,提高了供电可靠性。 信息来源:http://www.tede.cn

  由于光辐射的复杂性,加之气象条件如气压、温度、湿度等对气体电离具有直接的影响,所以紫外成像仪只能对分析判断提供辅助依据。电气设备紫外放电检测作为一种新兴的检测技术,缺乏规范的参考标准,需要在变电站、输电线路进行大量的实际检测,以积累丰富的实用化技术和应用经验,更好地为变电站安全稳定运行提供技术保障。

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