紫外成像理論及在電力帶電檢測(cè)中的應(yīng)用

關(guān)于紫外成像理論及在電力帶電檢測(cè)中的應(yīng)用第1頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五內(nèi)容安排紫外成像的原理紫外技術(shù)的發(fā)展紫外成像儀的主要功能紫外成像儀的應(yīng)用提問(wèn)與交流第2頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第3頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第4頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第5頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第6頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五一、紫外成像的原理日常生活中可發(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)？發(fā)光？發(fā)熱？燃燒？都有一個(gè)其他能量激烈地轉(zhuǎn)換成光能的過(guò)程第7頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五太陽(yáng)發(fā)出各種波長(zhǎng)的紫外線臭氧層吸收波長(zhǎng)為240-280納米的紫外線這個(gè)波段被稱為太陽(yáng)盲區(qū)（SolarBlind）地面上的紫外源發(fā)出各種波長(zhǎng)的紫外線CoroCAMIV+/504只接收240-280納米的紫外線第8頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

在高壓設(shè)備電離放電時(shí)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度（或高壓差）的不同，會(huì)產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)或電弧。電離過(guò)程中，空氣中的電子不斷獲得和釋放能量。當(dāng)電子釋放能量即放電時(shí)，會(huì)輻射出光波和聲波，還有臭氧、紫外線、微量的硝酸等。紫外成像技術(shù)，就是利用特殊的儀器接收放電產(chǎn)生的紫外線信號(hào)，經(jīng)處理后成像并與可見(jiàn)光圖像疊加，達(dá)到確定電暈的位置和強(qiáng)度的目的，從而為進(jìn)一步評(píng)價(jià)設(shè)備的運(yùn)行情況提供依據(jù)。第9頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

最新的紫外成像儀利用紫外線束分離器將輸入的影像分離成兩個(gè)部分。它用盲光濾光器過(guò)濾掉太陽(yáng)光，并將第一部分的影像傳送到一個(gè)影像放大器上，因?yàn)殡姇灧烹姇?huì)發(fā)射出230-405nm范圍內(nèi)的紫外線，而紫外光濾波器的工作范圍為240-280nm，這個(gè)比較窄的波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生的影像信號(hào)也比較微弱（因?yàn)殡姇炐盘?hào)只包括很少的光子），因此影像放大器的工作是將微弱的影像信號(hào)變成可視的影像。因沒(méi)有太陽(yáng)光輻射的影響，可以得到高清晰的圖像。影像放大器將紫外光影像發(fā)送到一個(gè)裝有CCD裝置的照相機(jī)中，而同時(shí)被探測(cè)目標(biāo)的影響被發(fā)送到第二臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的視頻照相機(jī)內(nèi)，特殊的影像處理工藝將兩個(gè)影像疊加起來(lái)，最后生成顯示絕緣子，導(dǎo)線或其它輸電線路元件及其電暈的圖像。第10頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五CoroCAM紫外成像儀觀察放電的成像原理1、高壓放電（電離）過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生紫外線2、紫外通道：紫外線探測(cè)器接收紫外線并成像3、可見(jiàn)光通道與紫外通道疊加，兩個(gè)通道視場(chǎng)角一致紫外線可見(jiàn)光光學(xué)上分成兩路TVCameraUVDetector視頻疊加最后得到紫外圖像第11頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五二.紫外技術(shù)的發(fā)展

世界上的紫外成像儀初步可以分為三代產(chǎn)品：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，可接收較寬波段的紫外線，成像后與可見(jiàn)光疊加。由于工作波段沒(méi)有避開(kāi)太陽(yáng)盲區(qū)波段（SolarBlind），所以儀器不能在陽(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CoroCAMI和俄羅斯的菲林-6為典型代表。第12頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五CoroCAMI紫外成像儀與紫外圖像第13頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

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)了白天戶外檢測(cè)，更加適合于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，用戶也更廣泛。這一代產(chǎn)品主要是CoroCAMIV+和以色列的Daycor2，它具有初步的紫外圖像數(shù)字處理功能，儀器觀測(cè)分為“活動(dòng)”與“集成”兩種模式，在集成模式下，通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)可濾除部分地面紫外源的干擾。第14頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五CoroCAMIV+紫外成像儀與紫外圖像第15頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第三代紫外成像儀主要指CoroCAM504，它在第二代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大改進(jìn)，主要有：針對(duì)紫外圖像通道增加了參數(shù)可調(diào)節(jié)的數(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，顯現(xiàn)設(shè)備放電點(diǎn)；同時(shí)保留了太陽(yáng)盲區(qū)工作波段和全紫外工作波段，具有NightView菜單，可在兩種波段范圍之間進(jìn)行切換，使得儀器具有第一代和第二代紫外成像儀的主要特征。第16頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五CoroCAM504紫外成像儀與紫外圖像第17頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

由于電暈一般在正弦波的波峰或波谷產(chǎn)生，且高壓設(shè)備的電暈在放電初期總是不連續(xù)、瞬間即逝的，紫外成像儀根據(jù)電暈的這個(gè)特性，在觀測(cè)電暈時(shí)，有兩種模式供選擇。三、紫外成像儀的功能第18頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

一種是活動(dòng)模式，實(shí)時(shí)觀察設(shè)備的放電情況，并實(shí)時(shí)顯示一個(gè)與一定區(qū)域內(nèi)紫外線光子總量成比例關(guān)系的數(shù)值，便于定量分析和比較分析。另一種是集成模式，將一定時(shí)間區(qū)域內(nèi)（該區(qū)域長(zhǎng)短可調(diào)）的紫外線光子顯示并保留在屏幕上，按照先進(jìn)先出（FIFO）和動(dòng)態(tài)平均的算法實(shí)時(shí)更新。該模式下若正確調(diào)節(jié)儀器，可清楚地看到設(shè)備放電區(qū)域的形狀和大小。第19頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五CoroCAMIV+儀器有兩種模式對(duì)紫外線進(jìn)行成像:活動(dòng)模式（live+count）：實(shí)時(shí)顯示目標(biāo)放電的情況，可進(jìn)行增益調(diào)節(jié)。第20頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五集成模式（intergrate）：采用“先進(jìn)先出”（FIFO）的算法，對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的紫外圖像進(jìn)行處理。該算法可對(duì)紫外線干擾進(jìn)行衰減。使用者可進(jìn)行增益和集成時(shí)間長(zhǎng)短的調(diào)節(jié)。集成模式需要用到三角架。若干幀圖像的紫外信號(hào)新的圖像老的圖像第21頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五儀器的其他主要功能紫外通道的焦距可調(diào)紫外圖像的顏色可調(diào)可將遠(yuǎn)處目標(biāo)用可見(jiàn)光拉近

第22頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五四、紫外成像儀的應(yīng)用

紫外成像儀雖然原理和功能都很簡(jiǎn)單，但應(yīng)用卻相當(dāng)廣泛，也比較復(fù)雜，有以下特點(diǎn)。1、任何高壓設(shè)備，只要有一定強(qiáng)度的放電，就能用紫外成像儀看得到。2、高壓設(shè)備產(chǎn)生放電，有的是正常的，有的雖然不正常，但是幾乎不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3、根據(jù)放電異常來(lái)判斷設(shè)備故障，缺乏明確的經(jīng)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)和理論依據(jù)，目前很多客戶正在這方面努力。第23頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五根據(jù)儀器的應(yīng)用情況來(lái)看，客戶已經(jīng)普遍接受紅外熱像儀，很容易用紅外的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量紫外儀器的功能和用途。實(shí)際上，這兩種儀器檢測(cè)的角度完全不同，方法也需要有所不同。紅外：電流通過(guò)電阻引起設(shè)備本身發(fā)熱，不一定有放電紫外：設(shè)備耐受電壓時(shí)局部電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大，空氣電離放電，不一定有發(fā)熱。第24頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五所以，紫外應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該發(fā)揮儀器的長(zhǎng)處，重點(diǎn)放在以下幾個(gè)方面：1、放電的位置2、各種同類設(shè)備放電情況的對(duì)比3、同一設(shè)備不同條件（時(shí)間、天氣、電壓等）的對(duì)比4、關(guān)注整個(gè)放電的過(guò)程第25頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五幾類典型的應(yīng)用介紹1、導(dǎo)線散股、斷股、損傷、污染、毛刺均壓環(huán)損傷、污染、毛刺第26頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第27頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第28頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

導(dǎo)線架線時(shí)拖傷、運(yùn)行過(guò)程中外部損傷（例如人為用石頭砸傷）、斷股、散股檢測(cè)。導(dǎo)線表面或內(nèi)部變形都可能導(dǎo)致其附近電場(chǎng)強(qiáng)度變強(qiáng)，在滿足條件時(shí)會(huì)產(chǎn)生電暈。這種電暈用人工方式難以判斷，但用紫外成像技術(shù)可輕松檢測(cè)到。這對(duì)于日常巡查和檢驗(yàn)工程質(zhì)量很有意義。第29頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五2、絕緣子裂紋、劣化、污染第30頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第31頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第32頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第33頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

劣化絕緣子產(chǎn)生電暈有多種原因，劣化積污導(dǎo)致鹽密過(guò)大，在一定條件下會(huì)產(chǎn)生放電，本身劣化也會(huì)放電，劣化、鹽密與放電之間的具體關(guān)系有待于進(jìn)一步研究。還有絕緣子在什么情況下會(huì)觀察到放電，觀察到放電究竟意味著什么，也有待國(guó)內(nèi)有關(guān)專家深入探討。但有一點(diǎn)可以肯定，利用紫外成像技術(shù)在一定靈敏度、一定距離內(nèi)可觀察到放電，使得對(duì)劣化的絕緣子進(jìn)行定位、定量的測(cè)量并評(píng)估其危害性成為可能，這在以前是非常困難的。

第34頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五3、帶電水沖洗（1）第35頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五3、帶電水沖洗（2）第36頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五4、特高壓應(yīng)用第37頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第38頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第39頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五5、高原應(yīng)用第40頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第41頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第42頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第43頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五6、高壓產(chǎn)品的絕緣缺陷檢測(cè)第44頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第45頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第46頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第47頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

在對(duì)試驗(yàn)品進(jìn)行電氣耐壓試驗(yàn)時(shí)用紫外成像儀進(jìn)行觀察，若在試驗(yàn)時(shí)發(fā)生閃絡(luò)，則試品肯定不合格。若觀察到電暈，則應(yīng)根據(jù)電力產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)形狀、使用情況以及其它同類產(chǎn)品的測(cè)試結(jié)果來(lái)綜合評(píng)估是不是絕緣缺陷、缺陷的嚴(yán)重程度等。另外，紫外成像的檢測(cè)結(jié)果可為電力產(chǎn)品的絕緣診斷與壽命預(yù)測(cè)提供大量信息，可建立綜合檔案資料，以便更好地診斷、分析、評(píng)估，甚至形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。第48頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五7、高壓變電站及線路的整體維護(hù)第49頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第50頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第51頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第52頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五第53頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五五、紫外成像儀的使用技巧利用紫外成像儀進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)包括：導(dǎo)線外傷探測(cè)高壓設(shè)備污穢檢查劣化絕緣子檢查定位高壓設(shè)備外絕緣缺陷檢查變電站和線路的整體維護(hù)第54頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五

在設(shè)備檢測(cè)時(shí)，我們利用紫外成像儀進(jìn)行觀測(cè)和記錄。要針對(duì)不同的情況作不同的調(diào)整，才能達(dá)到更好的效果。○觀測(cè)—觀察設(shè)備的實(shí)時(shí)情況，建議采用活動(dòng)模式，適當(dāng)調(diào)節(jié)增益及闕值，使現(xiàn)象更明顯、易于觀察。通過(guò)觀測(cè)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)生放電一般會(huì)產(chǎn)生兩種現(xiàn)象，即持續(xù)放電和間歇性放電?！鸨４鎴D片—由于放電現(xiàn)象存在不連續(xù)性，記錄圖片時(shí)存在延時(shí)。為了獲得更好的圖片效果，建議采用集成模式，適當(dāng)調(diào)整增益，闕值和濾波器?！鹩涗涗浵瘛浵窨梢杂涗浺欢螘r(shí)間內(nèi)的放電情況，建議采用活動(dòng)模式，精確調(diào)整增益，闕值與紫外通道焦距，記錄下設(shè)備放電的具體情況。第55頁(yè)，共59頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)29分，星期五▽檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)交流設(shè)備可能出現(xiàn)放電的原因：1.導(dǎo)線—導(dǎo)線散股、斷股、損傷、污染、毛刺引起；導(dǎo)線連接處不緊密、線夾不緊。2.絕緣子—絕緣子臟污、劣化、受潮、損傷、工藝粗糙引起。3.其