氣體放電理論及紫外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

1、2021/3/261氣體放電理論及紫氣體放電理論及紫外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用外檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用2021/3/262主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一部分第一部分 氣體放電理論基礎(chǔ)知識(shí)氣體放電理論基礎(chǔ)知識(shí)第二部分第二部分 紫外檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用紫外檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用1.1.紫外紫外6D6D二號(hào)機(jī)位二號(hào)機(jī)位- -干燥加壓試驗(yàn)干燥加壓試驗(yàn)-002_2015_05_22_04_31_53.avi-002_2015_05_22_04_31_53.avi2021/3/263第一部分第一部分 氣體放電理論基礎(chǔ)知識(shí)氣體放電理論基礎(chǔ)知識(shí)1.1 1.1 氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失1.21.2氣體放電過(guò)程的一般描述氣體放

2、電過(guò)程的一般描述1.3 1.3 均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿1.4 1.4 不均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿不均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿1.5 1.5 氣隙的擊穿特性氣隙的擊穿特性1.6 1.6 固體介質(zhì)的沿面放電固體介質(zhì)的沿面放電1.7 1.7 固體介質(zhì)的局部放電固體介質(zhì)的局部放電1.8 1.8 液體介質(zhì)的放電液體介質(zhì)的放電2021/3/2641.1 氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失一、一、 氣體絕緣特征氣體絕緣特征 純凈氣體不導(dǎo)電, 帶電質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)電。 二、氣體帶電質(zhì)點(diǎn)來(lái)源二、氣體帶電質(zhì)點(diǎn)來(lái)源 1）光游離:紫外線、X射線等短波射線的光子能量很大,射到中性原子或分子產(chǎn)生光游離。光游離產(chǎn)生

3、的自由電子稱(chēng)為光電子,帶電質(zhì)點(diǎn)復(fù)合放出光子。2021/3/2651. 1氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失 2）撞擊游離:在外加電場(chǎng)作用下,帶電質(zhì)點(diǎn)（電子）被加速,具有一定的能量,與原子或分子碰撞時(shí)產(chǎn)生撞擊游離。 3）熱游離:氣體溫度升高時(shí),產(chǎn)生光游離或產(chǎn)生撞擊游離。 4）表面游離:氣體中的電子也可能來(lái)源于金屬電極的表面游離。2021/3/2661.1 氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失三、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的消失三、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的消失 帶電質(zhì)點(diǎn)流入電極;帶電質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散;帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合。 異號(hào)質(zhì)點(diǎn)的濃度愈大,復(fù)合就愈強(qiáng)烈。強(qiáng)烈的游離區(qū)通常也總是強(qiáng)烈的復(fù)合區(qū),這

4、個(gè)區(qū)的光亮度也就較高。2021/3/2671.2 氣體放電過(guò)程的一般描述氣體放電過(guò)程的一般描述2021/3/2681.2 氣體放電過(guò)程的一般描述氣體放電過(guò)程的一般描述 外界游離因素消失,電子崩隨之消失,這種放電稱(chēng)為非自持放電。 當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到Ecr值時(shí),電子崩僅由電場(chǎng)的作用自行維持和發(fā)展,這種性質(zhì)的放電稱(chēng)為自持放電。 由非自持放電轉(zhuǎn)入自持放電的場(chǎng)強(qiáng)稱(chēng)為臨界場(chǎng)強(qiáng)Ecr。 在均勻電場(chǎng)中,氣隙的擊穿電壓實(shí)際上就等于形成自持放電的臨界電壓。2021/3/2691.2 氣體放電過(guò)程的一般描述氣體放電過(guò)程的一般描述 在很不均勻電場(chǎng)中,如尖端電極,在電壓較低時(shí),尖端處的場(chǎng)強(qiáng)已可能超過(guò)臨界值,出現(xiàn)自持電暈放電。離

5、尖端稍遠(yuǎn)處,場(chǎng)強(qiáng)大為減小。 當(dāng)電壓再提高時(shí),如電極間距不大,則可能從電暈放電直接轉(zhuǎn)變成整個(gè)間隙的火花擊穿。 如電極間距離大時(shí),則從電暈轉(zhuǎn)到刷形放電階段。 當(dāng)電壓再增高時(shí),刷形放電增長(zhǎng)到達(dá)對(duì)面的電極,就轉(zhuǎn)變?yōu)榛鸹〒舸?當(dāng)電源功率足夠大時(shí),火花擊穿迅速即轉(zhuǎn)變成電弧。2021/3/26101.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿一、電場(chǎng) 均勻電場(chǎng)與非均勻電場(chǎng)。2021/3/26111.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿2021/3/26121.3 均勻電場(chǎng)的氣隙擊穿均勻電場(chǎng)的氣隙擊穿2021/3/26132021/3/26141.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿二、湯森德機(jī)理二、湯森德

6、機(jī)理 在均勻電場(chǎng)中,當(dāng)S0.26cm,空間電荷量達(dá)到很大,使電場(chǎng)強(qiáng)烈畸變,形成局部強(qiáng)場(chǎng)。 大量空間電荷的復(fù)合,產(chǎn)生光子,造成空間光游離,在局部強(qiáng)場(chǎng)中,發(fā)展成為衍生電子崩。 衍生電子崩與主電子崩匯合發(fā)展,形成流注。 1.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿2021/3/26171 1）主電子崩階段）主電子崩階段: :電子遷移速度快,集中在崩頭,正離子隨后至崩尾,形成錐形電子崩。1.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿2021/3/2618n1.崩頭電荷密度大,電離強(qiáng)烈,強(qiáng)場(chǎng)畸變引起大量光子發(fā)射。n2.崩頭前后,強(qiáng)場(chǎng)效應(yīng)引發(fā)分子和離子激勵(lì)現(xiàn)象（高能至常態(tài)）,發(fā)射光子。n3.正負(fù)電荷區(qū)域間的弱電

7、場(chǎng)區(qū),有助于發(fā)生復(fù)合現(xiàn)象,也引發(fā)光子放射。1.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿2021/3/26192 2）二次電子崩階段）二次電子崩階段: :當(dāng)電子崩走完整個(gè)間隙后,大密度的頭部空間電荷大大加強(qiáng)了后部的電場(chǎng),引發(fā)大量光子,光子引起光電離,形成二次電子崩。1主電子崩 2二次電子崩 3流注1.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿2021/3/26203 3）流注階段）流注階段: :二次電子崩中的電子進(jìn)入主電子崩頭部空間,大多形成負(fù)離子。大量的正、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成了等離子體,這就是正流注。流注通道導(dǎo)電性良好,其頭部又是二次電子崩形成的正電荷,因此流注頭部前方出現(xiàn)了很強(qiáng)的電場(chǎng)。1主電子崩2二次

8、電子崩3流注1.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿2021/3/2621流注前方出現(xiàn)新的二次電子崩,它們被吸引向流注頭部,延長(zhǎng)了流注通道。流注發(fā)展到陰極,間隙被導(dǎo)電良好的等離子通道所貫通,間隙的擊穿完成。1.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿2021/3/2622 負(fù)流注的形成負(fù)流注的形成:當(dāng)外施電壓高于擊穿電壓時(shí),則電子崩發(fā)展無(wú)需到達(dá)陰極,其頭部電離（引發(fā)二次電子崩）就可直接形成流注。1.3均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿2021/3/26231.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿1 擊穿電壓2 電暈起始電壓3 刷狀放電電壓4 過(guò)渡區(qū)域d0 2D;d0 4D2021/3/

9、2624 一、電暈放電一、電暈放電 在極不均勻電場(chǎng)中,電極曲率半徑較小處附近空間的局部場(chǎng)強(qiáng)已很大,并產(chǎn)生強(qiáng)烈的游離,但由于離電極稍遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)已大為減小,此游離區(qū)只能局限在此電極附近的強(qiáng)場(chǎng)范圍內(nèi)。 伴隨著游離而存在的復(fù)合和反激勵(lì),發(fā)出大量的光輻射,使在黑暗中可以看到,在該電極附近空間發(fā)出藍(lán)色的暈光,這就是電暈。1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿2021/3/2625負(fù)尖正板負(fù)尖正板n低壓時(shí),電流極小,波形不規(guī)則。n電壓升高,出現(xiàn)規(guī)律的重復(fù)脈沖放電電流(b)。n電壓再高,電流脈沖幅值不變,頻率增大(c)。n電壓再高,高頻脈沖消失,轉(zhuǎn)持續(xù)電暈,電流增大。n電壓再高,出現(xiàn)刷狀放電,不規(guī)則的強(qiáng)

10、脈沖電流,直至擊穿。正尖負(fù)板正尖負(fù)板n重復(fù)放電脈沖,但不整齊。n電壓升高,電流增加,脈沖特性不明顯,轉(zhuǎn)持續(xù)電流。n電壓再高,出現(xiàn)幅值極大的不規(guī)則的刷狀放電電流脈沖現(xiàn)象。1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿2021/3/2626n影響電暈的因素及電暈的危害:電暈損耗、噪聲污染。n防止和減輕電暈的方法:降低導(dǎo)線的表面電場(chǎng)強(qiáng)度?？招膶?dǎo)線、分裂導(dǎo)線。n電暈的積極意義:抑制雷電、操作過(guò)電壓的幅值。1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿2021/3/2627二、極不均勻電場(chǎng)的放電二、極不均勻電場(chǎng)的放電過(guò)程（短間隙）過(guò)程（短間隙）1 1）非自持放電階段）非自持放電階段: : （正棒負(fù)板）（

11、正棒負(fù)板）n電子向正棒極運(yùn)動(dòng),電離開(kāi)始。電子崩到達(dá)棒極,電子進(jìn)入棒極,正離子在棒極附近積累,減弱了棒極附近的電場(chǎng),而加強(qiáng)了外部空間的電場(chǎng)。Eex外電場(chǎng) Esp空間電荷的電場(chǎng)1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿2021/3/2628 負(fù)棒正板負(fù)棒正板n陰極電子進(jìn)入強(qiáng)場(chǎng)區(qū),形成電子崩,部分消失于陽(yáng)極,部分形成負(fù)離子。n正離子向負(fù)棒極緩慢運(yùn)動(dòng),棒極附近積累正空間電荷,使棒極附近的電場(chǎng)加強(qiáng),容易滿(mǎn)足自持放電條件,轉(zhuǎn)入流注與電暈。Eex外電場(chǎng) Esp空間電荷的電場(chǎng)1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿2021/3/26292 2）流注發(fā)展階段）流注發(fā)展階段: : （ 正棒負(fù)板）正棒負(fù)板

12、）空間正離子的分布,減弱了后方等離子體中電場(chǎng),而加強(qiáng)了其頭部電場(chǎng),產(chǎn)生新電子崩,其電子吸引入流注頭部正電荷區(qū)內(nèi),頭部的正電荷使強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)更向前移（曲線3）,促進(jìn)流注通道進(jìn)一步向陰極擴(kuò)展。1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿2021/3/2630 負(fù)棒正板負(fù)棒正板多次電子崩產(chǎn)生的電子匯入正電荷區(qū),使前方電場(chǎng)削弱,某種程度上阻礙了放電發(fā)展。外電壓較低時(shí),流注通道深入間隙一段距離后,就停止不前了,形成電暈放電或刷狀放電。外電壓足夠高時(shí),流注通道將一直達(dá)到另一電極,從而導(dǎo)致間隙完全擊穿。1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿2021/3/2631三、極不均勻電場(chǎng)中的放電過(guò)程（長(zhǎng)間隙）三

13、、極不均勻電場(chǎng)中的放電過(guò)程（長(zhǎng)間隙） 較長(zhǎng)間隙放電過(guò)程:電暈放電、先導(dǎo)放電、主放電。 1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿 (a) 先導(dǎo)和其頭部的流注km;(b) 流注頭部電子崩的形成;(c) km由流注轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘?dǎo)和形成流注mn;(d) 流注頭部電子崩的形成;(e) 沿著先導(dǎo)和空氣間隙電場(chǎng)強(qiáng)度的分布 。2021/3/2632 1主放電通道; 2主放電和先導(dǎo)通道的交界區(qū); 3先導(dǎo)通道 主放電發(fā)展和通道中軸向電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖1.4不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿不均勻電場(chǎng)的氣體擊穿2021/3/2633一、氣隙的擊穿時(shí)間一、氣隙的擊穿時(shí)間 氣隙的最低靜態(tài)擊穿電壓:長(zhǎng)時(shí)間作用在間隙上能使間隙擊穿的最低（

14、U0）。 欲使間隙擊穿,外加電壓必須不小于這靜態(tài)擊穿電壓。 1.5 氣隙分擊穿特性氣隙分擊穿特性2021/3/2634 二、氣隙的伏秒特性二、氣隙的伏秒特性 不論是在直流電壓、交流電壓、雷電沖擊或操作沖擊電壓的作用下,氣隙的擊穿電壓都有一定的分散性。 氣隙擊穿的幾率分布接近正態(tài)分布。例如=0.7的曲線表示有70的擊穿次數(shù)。1.5 氣隙分擊穿特性氣隙分擊穿特性2021/3/2635三、提高氣隙擊穿電壓的方法三、提高氣隙擊穿電壓的方法 改進(jìn)電極形狀以改善電場(chǎng)分布; 覆蓋固體絕緣層; 利用空間電荷以改善電場(chǎng)分布; 增高氣壓; 高真空的采用; 高電強(qiáng)度氣體的采用。1.5 氣隙分擊穿特性氣隙分擊穿特性2

15、021/3/26361.6 固體介質(zhì)固體介質(zhì)沿面放電沿面放電 均勻電場(chǎng)中,固體介質(zhì)的引入并不影響電極間的電場(chǎng)分布,但放電總是發(fā)生在界面,且閃絡(luò)電壓比空氣間隙的擊穿電壓要低得多。 閃絡(luò)電壓低于純氣隙擊穿電壓的原因閃絡(luò)電壓低于純氣隙擊穿電壓的原因: :固體介質(zhì)表面不光滑,導(dǎo)致介質(zhì)場(chǎng)強(qiáng)不均勻,其中凸起處場(chǎng)強(qiáng)高,易發(fā)生放電。介質(zhì)吸收水分形成水膜,導(dǎo)致沿面電壓不均勻,因而使閃絡(luò)電壓低于純氣隙擊穿電壓。介質(zhì)與介質(zhì)間易有小氣隙,氣隙中的場(chǎng)強(qiáng)高,氣隙放電致界面電場(chǎng)畸變。2021/3/26371.6 固體介質(zhì)固體介質(zhì)沿面放電沿面放電2021/3/26381.6 固體介質(zhì)固體介質(zhì)沿面放電沿面放電2021/3/26

16、391.6 固體介質(zhì)固體介質(zhì)沿面放電沿面放電2021/3/26401.6 固體介質(zhì)固體介質(zhì)沿面放電沿面放電污閃的發(fā)展過(guò)程污閃的發(fā)展過(guò)程: :（1）污層剛受潮時(shí),介質(zhì)表面有明顯的泄漏電流流過(guò),電壓分布是較均勻;（2）污層不均,電阻不均,高電阻的發(fā)熱多,形成的“干燥帶” ,使泄漏電流減小,并在干燥帶形成很大的電壓降; （3）當(dāng)干燥帶的電位梯度超過(guò)沿面閃絡(luò)場(chǎng)強(qiáng)時(shí),干燥帶發(fā)生放電,出現(xiàn)局部電弧的階段。 3紫外6D二號(hào)機(jī)位-.污穢加壓試驗(yàn)002_2015_05_22_05_15_02.avi2021/3/26411.7 固體介質(zhì)固體介質(zhì)局部放電局部放電以三個(gè)電容來(lái)表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時(shí)的局部放電的機(jī)理C

17、g:氣泡的電容;Cb:和Cg相串聯(lián)部分的介質(zhì)電容;Cm:其余大部分絕緣的電容介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a) (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b) (b)等值電路等值電路氣泡氣泡介質(zhì)介質(zhì)12122021/3/2642n當(dāng)u上升到Us瞬時(shí)值時(shí),ug到達(dá)Cg的放電電壓Ub,Cg氣隙放電。于是Cg上的電壓一下子從Ub下降到Ur（殘余電壓）。n放電后,氣泡中的電荷重新分布,產(chǎn)生反向電場(chǎng),使得氣泡中總的電場(chǎng)強(qiáng)度小于原先的電場(chǎng)強(qiáng)度,放電停止。1.7 固體介質(zhì)固體介質(zhì)局部放電局部放電2021/3/2643baEEE000qaEEE0E0EqEaE:氣泡總電場(chǎng)氣泡

18、總電場(chǎng)0E:外加電場(chǎng)外加電場(chǎng)bE:氣泡擊穿電場(chǎng)氣泡擊穿電場(chǎng)UU1.7 固體介質(zhì)固體介質(zhì)局部放電局部放電2021/3/2644U00qaEEE0EqEbqaEEEE00EqEU1.7 固體介質(zhì)固體介質(zhì)局部放電局部放電2021/3/2645 液體中的雜質(zhì)和水分在電場(chǎng)力的作用下,沿電場(chǎng)方向排列成“小橋”,水分及纖維雜質(zhì)的電導(dǎo)大,泄漏電流增大、發(fā)熱增多,促使水分汽化,形成氣泡。 串聯(lián)介質(zhì)中,場(chǎng)強(qiáng)的分布與介質(zhì)的介電常數(shù)成反比,氣泡承擔(dān)比液體更高的場(chǎng)強(qiáng)（氣泡r=1,液體r 1）,且氣體耐電強(qiáng)度低,氣泡先行電離。當(dāng)電離的氣泡在電場(chǎng)中堆積成氣體通道,擊穿在此通道內(nèi)發(fā)生。1.8 液體介質(zhì)擊穿液體介質(zhì)擊穿放電放電

19、2021/3/2646變壓器油的工頻擊穿電壓和含水量的關(guān)系變壓器油的工頻擊穿電壓和含水量的關(guān)系 1.8 液體介質(zhì)擊穿液體介質(zhì)擊穿放電放電2021/3/2647第二部分第二部分 紫外檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用紫外檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用2.12.1 紫外檢測(cè)技術(shù)基本原理紫外檢測(cè)技術(shù)基本原理2.22.2 電氣設(shè)備紫外檢測(cè)對(duì)象及周期電氣設(shè)備紫外檢測(cè)對(duì)象及周期2.32.3電氣設(shè)備紫外檢測(cè)內(nèi)容及方法電氣設(shè)備紫外檢測(cè)內(nèi)容及方法2.42.4電氣設(shè)備紫外檢測(cè)診斷方法電氣設(shè)備紫外檢測(cè)診斷方法2.52.5紫外檢測(cè)典型案例分析紫外檢測(cè)典型案例分析2.62.6紫外成像儀的操作培訓(xùn)紫外成像儀的操作培訓(xùn)2.72.7紫外檢測(cè)報(bào)告的制作紫外檢

20、測(cè)報(bào)告的制作 2021/3/26482.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)一、紫外線一、紫外線 紫外線是電磁波譜中波長(zhǎng)從10nm到400nm輻射的總稱(chēng),是位于日光高能區(qū)的不可見(jiàn)光線。 2021/3/2649日常生活中可發(fā)出紫外線的物體或現(xiàn)象:太陽(yáng)、火焰、電焊、閃電、放電。這些現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)這些現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)?都有一個(gè)其他能量都有一個(gè)其他能量激烈地激烈地轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成光能光能的過(guò)程。的過(guò)程。發(fā)光？發(fā)光？發(fā)熱？發(fā)熱？燃燒？燃燒？2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2650二、局部放電及紫外檢測(cè)機(jī)理二、局部放電及紫外檢測(cè)機(jī)理 在導(dǎo)體曲率半徑小的地方,特別是尖端,其電荷密度大,電場(chǎng)強(qiáng)度也

21、大,形成電暈放電。 當(dāng)絕緣體表面污穢或內(nèi)部存在洞隙、裂痕缺陷時(shí),受導(dǎo)致局部場(chǎng)強(qiáng)的改變,形成局部放電。 2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2651 在發(fā)生電暈或局部放電的過(guò)程中,氣體被擊穿而電離,空氣中的主要成分是氮?dú)猓∟2）,電離的氮原子在復(fù)合時(shí)發(fā)射的光譜（波長(zhǎng)=280400nm）,主要落在紫外光波段。 氣體放射光波的頻率與氣體的種類(lèi)有關(guān)。2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2652三、 紫外成像儀的基本原理2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí) 日冕和太陽(yáng)的能量的光譜輻射2021/3/2653太陽(yáng)發(fā)出各種波長(zhǎng)的紫外線臭氧層太陽(yáng)光透過(guò)大氣層時(shí)波長(zhǎng)短于 290nm 的

22、紫外線為大氣層中的臭氧吸收掉。240-280納米納米這個(gè)波段被稱(chēng)為太陽(yáng)盲區(qū)（Solar Blind）地面上的紫外源地面上的紫外源發(fā)出各種波長(zhǎng)的紫外線CoroCAM 504/6D只接收只接收240-280納米的紫外線納米的紫外線2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2654背景環(huán)境及設(shè)備放電產(chǎn)生的紫外線及可見(jiàn)光光學(xué)上分成兩路TV CameraUV Detector視頻疊加最后得到紫外圖像UV濾片濾片2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2655四、四、 紫外成像儀發(fā)展歷程紫外成像儀發(fā)展歷程 第一代紫外成像儀結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,儀器內(nèi)部有寬帶通濾波器,成像后與可見(jiàn)光疊加。由于工作

23、波段沒(méi)有避開(kāi)太陽(yáng)盲區(qū)波段（Solar Blind）,所以?xún)x器不能在陽(yáng)光下進(jìn)行操作,主要用于在夜間、陰天或者室內(nèi)檢測(cè)高壓設(shè)備的電氣放電。這代產(chǎn)品以南非CoroCAM I和俄羅斯的菲林-6為典型代表。CoroCAM I紫外圖像2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2656 第二代紫外成像儀采用了窄帶通紫外濾波技術(shù),通過(guò)紫外濾波,使儀器只工作在240-280nm 的太陽(yáng)盲區(qū)波段。由于該波段避開(kāi)了陽(yáng)光的干擾,儀器可以直接在強(qiáng)太陽(yáng)光下正常操作,實(shí)現(xiàn)了白天戶(hù)外檢測(cè),更加適合于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。這一代產(chǎn)品主要是南非CoroCAM IV+和以色列的Daycor 2,它具有初步的紫外圖像數(shù)字處理功能。Cor

24、oCAM IV+紫外圖像2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2657 第三代紫外成像儀CoroCAM 504,它在第二代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大改進(jìn),主要有:（1）增加了數(shù)字積分濾波器,操作者通過(guò)調(diào)節(jié)積分參數(shù),可有效避開(kāi)來(lái)自地面的紫外線干擾;（2）同時(shí)保留了太陽(yáng)盲區(qū)工作波段和全紫外工作波段,可在兩種波段范圍之間進(jìn)行切換。CoroCAM 504紫外圖像2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2658 第四代紫外成像儀CoroCAM 6D,特點(diǎn):（1）體積小,操作簡(jiǎn)便;（2）可存儲(chǔ)AVI視頻和JPEQ圖像（無(wú)需外接存儲(chǔ)設(shè)備）。CoroCAM 6D紫外圖像2.1 紫外線基礎(chǔ)知識(shí)紫外

25、線基礎(chǔ)知識(shí)2021/3/2659一一 、電氣設(shè)備紫外檢測(cè)的對(duì)象、電氣設(shè)備紫外檢測(cè)的對(duì)象1）導(dǎo)電體表面電暈放電,有下列情況:由于設(shè)計(jì)、制造、安裝或檢修等原因,形成的銳角或尖端;運(yùn)行中導(dǎo)線斷股（或散股）;均壓、屏蔽措施不當(dāng);導(dǎo)電體截面偏小;懸浮金屬物體產(chǎn)生的放電;導(dǎo)電體對(duì)地或?qū)щ婓w間間隙偏小;設(shè)備接地不良。2.2 紫外檢測(cè)對(duì)象紫外檢測(cè)對(duì)象2021/3/2660導(dǎo)線斷股放電導(dǎo)線放電.mpg均壓環(huán)局部放電2.2 紫外檢測(cè)對(duì)象紫外檢測(cè)對(duì)象2021/3/26612）絕緣體表面電暈放電,有下列情況:絕緣子表面破損或裂紋;在潮濕情況下,絕緣子表面污穢;絕緣子表面不均勻覆冰;絕緣子表面金屬異物短接。2.2 紫外

26、檢測(cè)對(duì)象紫外檢測(cè)對(duì)象2021/3/2662玻璃絕緣子表面放電玻璃絕緣子.mpg瓷質(zhì)絕緣子表面放電阻波器懸式絕緣子.avi復(fù)合絕緣子表面電暈2.2 紫外檢測(cè)對(duì)象紫外檢測(cè)對(duì)象2021/3/2663表面局部放電發(fā)光侵蝕和碳化道2.2 紫外檢測(cè)對(duì)象紫外檢測(cè)對(duì)象2021/3/2664一、電氣設(shè)備紫外檢測(cè)周期建議一、電氣設(shè)備紫外檢測(cè)周期建議 運(yùn)行電氣設(shè)備的紫外檢測(cè)周期應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的重要性,電壓等級(jí)及環(huán)境條件等因素確定: 220kV及以上變電設(shè)備檢測(cè)每年不少于1次。 220kV及以上輸電線路,宜13年1次。 重要的新建、改擴(kuò)建和大修的設(shè)備,宜在投運(yùn)后1月內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。 特殊情況下,如電氣設(shè)備出現(xiàn)電暈放電聲異

27、常時(shí)、冰雪天氣（特別是凍雨）、在污穢嚴(yán)重且大氣濕度大于90,宜及時(shí)檢測(cè)。2.3 紫外檢測(cè)周期及方法紫外檢測(cè)周期及方法2021/3/2665二、紫外成像檢測(cè)方法電暈放電強(qiáng)度。紫外成像儀檢測(cè)的單位時(shí)間內(nèi)光子數(shù)與電氣設(shè)備電暈放電量具有一致的變化趨勢(shì)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律。電暈放電形態(tài)和頻度。電氣設(shè)備電暈放電從連續(xù)穩(wěn)定形態(tài)向刷狀放電過(guò)渡,刷狀放電呈間歇性爆發(fā)形態(tài)。電暈放電長(zhǎng)度范圍。紫外成像儀在最大增益下觀測(cè)到短接絕緣子干弧距離的電暈放電長(zhǎng)度。2.3 紫外檢測(cè)周期及方法紫外檢測(cè)周期及方法2021/3/2666一、診斷方法一、診斷方法 主要根據(jù)電氣設(shè)備電暈狀態(tài)、發(fā)生部位和嚴(yán)重程度進(jìn)行綜合判斷和缺陷定級(jí)。常見(jiàn)放電缺陷紫

28、外圖譜如下:（1）外絕緣表面污穢引起的放電 此類(lèi)缺陷較為常見(jiàn),通常因?yàn)榻^緣表面積污比較嚴(yán)重,遇到大霧、小雨或積雪等潮濕天氣條件,容易形成表面放電。 若表面爬電超過(guò)絕緣長(zhǎng)度1/3,通常需要停電處理。2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2667支柱絕緣子表面放電阻波器支柱絕緣子.mp42.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2668220kV隔離刀閘中間發(fā)蘭部位放電及清掃后紫外檢測(cè)圖譜2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2669500kV絕緣子第2、3、4片形成貫通放電（母線懸式絕緣子.mp4）2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/

29、2670（2）外瓷絕緣局部缺陷引起的表面放電 此類(lèi)缺陷通常由于瓷絕緣存在裂紋、破損或斷裂等情況,導(dǎo)致局部電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化,產(chǎn)生局部放電。 缺陷部位通常發(fā)生在瓷套與法蘭結(jié)合處,此處應(yīng)力比較集中。 這類(lèi)放電就需要非常關(guān)注,有條件的情況下盡快進(jìn)行處理或更換。2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2671瓷套底部放電2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2672SF斷路器可見(jiàn)光、紅外和紫外檢測(cè)2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2673（3）復(fù)合絕緣局部缺陷引起的表面放電 這類(lèi)絕緣子出現(xiàn)電暈的情況比較少見(jiàn),并且放電強(qiáng)度比較弱,不容易檢測(cè)到。 常見(jiàn)的原因

30、是復(fù)合絕緣出線破損,或內(nèi)部導(dǎo)電回路存在缺陷,內(nèi)部放電部位擊穿外復(fù)合絕緣。 此類(lèi)缺陷易導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部受潮或形成貫穿性設(shè)備故障,應(yīng)及時(shí)停電處理。2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2674管母外護(hù)套局部放電2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/267535kV電纜叉口絕緣劣化缺陷2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2676復(fù)合絕緣子芯棒護(hù)套開(kāi)裂及在工頻運(yùn)行電壓下電暈放電（合成絕緣子擊穿2.MPG） 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2677（4）均壓、屏蔽措施不當(dāng)導(dǎo)致的局部放電。 均壓環(huán)異常放電對(duì)日常設(shè)備的運(yùn)行不會(huì)造成太大的影響

31、。 通常是均壓環(huán)由于結(jié)構(gòu)、安裝工藝、表面缺陷等原因。 可結(jié)合停電進(jìn)行處理或更換。2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2678500kV母線接地刀閘均壓環(huán)對(duì)外瓷放電隔離刀閘支柱絕緣子.mp42.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2679支柱絕緣子端部均壓環(huán)偏小2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2680輸電線路均壓環(huán)表面電暈2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2681隔離刀閘端部均壓環(huán)電暈放電2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2682復(fù)合絕緣子未裝均壓環(huán)端部放電2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法202

32、1/3/2683（5）變電設(shè)備導(dǎo)電部局部放電 存在尖端、毛刺、松動(dòng)等原因?qū)е碌木植糠烹姟?此類(lèi)缺陷通常不影響設(shè)備運(yùn)行,可結(jié)合停電進(jìn)行處理,采取均壓措施或?qū)Ρ砻孢M(jìn)行處理。 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2684管母端部電暈放電 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2685支柱絕緣子金具尖端放電避雷器.mp4 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/268635kV母線支柱絕緣子端部放電 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2687（6）輸電設(shè)備導(dǎo)線、金具等局部放電 導(dǎo)線的放電會(huì)有四種原因,污染、毛刺、斷股或散股。 在日常檢

33、測(cè)中如果檢測(cè)到導(dǎo)線的放電就需要首先判斷是否是由于污染,這個(gè)可以通過(guò)高倍望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行外表面觀察或者在雨后進(jìn)行復(fù)測(cè),這樣就基本可以排除污染導(dǎo)致的放電。 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2688導(dǎo)線線夾電暈放電 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2689導(dǎo)線斷股電暈放電 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2690導(dǎo)線表面尖端放電 2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/26912.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法線路避雷器局部放電2021/3/2692二、二、 缺陷類(lèi)型分類(lèi)缺陷類(lèi)型分類(lèi) 一般缺陷:指設(shè)備存在的電暈放電異常,

34、對(duì)設(shè)備產(chǎn)生老化影響,但還不會(huì)引起事故,一般要求記錄在案,注意觀察其缺陷的發(fā)展。 嚴(yán)重缺陷:指設(shè)備存在的電暈放電異常突出,或?qū)е略O(shè)備加速老化,但還不會(huì)馬上引起事故。應(yīng)縮短檢測(cè)周期并利用停電檢修機(jī)會(huì),有計(jì)劃安排檢修,消除缺陷。 危急缺陷 :指設(shè)備存在的電暈放電嚴(yán)重,可能導(dǎo)致設(shè)備迅速老化或影響設(shè)備正常運(yùn)行,在短期內(nèi)可能造成設(shè)備事故,應(yīng)盡快安排停電處理。2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2693紫外線檢測(cè)診斷標(biāo)準(zhǔn)（推薦）紫外線檢測(cè)診斷標(biāo)準(zhǔn)（推薦）放電部位放電部位放電形態(tài)、放電量放電形態(tài)、放電量缺陷性質(zhì)缺陷性質(zhì)外絕緣表面外絕緣表面局部放電量不超過(guò)局部放電量不超過(guò)50005000光子光

35、子/ /分分, ,放電距放電距離不超過(guò)外絕緣離不超過(guò)外絕緣1/31/3部位。部位。一般缺陷一般缺陷局部放電量超過(guò)局部放電量超過(guò)50005000光子光子/ /分分, ,或放電距或放電距離超過(guò)外絕緣離超過(guò)外絕緣1/31/3長(zhǎng)度。長(zhǎng)度。嚴(yán)重缺陷嚴(yán)重缺陷局部放電量超過(guò)局部放電量超過(guò)50005000光子光子/ /分分, ,且放電距且放電距離超過(guò)外絕緣離超過(guò)外絕緣1/31/3長(zhǎng)度。長(zhǎng)度。危急缺陷危急缺陷金屬帶電部位金屬帶電部位放電量不超過(guò)放電量不超過(guò)50005000光子光子/ /分。分。一般缺陷一般缺陷放電量在放電量在5000-100005000-10000光子光子/ /分范圍。分范圍。嚴(yán)重缺陷嚴(yán)重缺陷放電量超過(guò)放電量超過(guò)1000010000光子光子/ /分。分。危急缺陷危急缺陷2.4 紫外檢測(cè)診斷方法紫外檢測(cè)診斷方法2021/3/2694 一一. .紫外成像檢測(cè)發(fā)現(xiàn)紫外成像檢測(cè)發(fā)現(xiàn)35kV35kV避雷器線夾接觸不良缺陷避雷器線夾接觸不良缺陷1.發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò) 紫外成像檢測(cè)發(fā)現(xiàn),某變電站2號(hào)主變35kV側(cè)避雷器B相與母線橋連接線夾處有放電信號(hào),如圖所示:2.5 案例分析案例分析2021/3/2695 2.檢測(cè)分析 現(xiàn)場(chǎng)用望遠(yuǎn)鏡觀察發(fā)現(xiàn),2號(hào)主變35kV側(cè)避雷器A、B、C三相線夾固定至母線絕緣層外,接觸不可靠,因此在線夾上產(chǎn)生懸浮電位放電。3.處理情況 停電后,將避雷器線夾處母線絕緣層