Imatge ultraviolets per a equips elèctrics: aplicacions, detecció i avenços en la recerca
1. Principis de la tecnologia d'imaging ultraviolat
La tecnologia d'imaging ultraviolat (UV) utilitza la descàrrega de corona i altres fenòmens de descàrrega localitzats, que es produeixen quan l'estressi elèctric local en un conductor sota tensió supera un llindar crític, ionitzant l'aire circumdant i generant corona. Durant l'operació dels equips elèctrics, la corona, el flashover o l'arc sovint apareixen degut a deficiències de disseny, defectes de fabricació, instal·lació inadequada o manteniment insuficient. En aquestes descàrregues, els electrons a l'aire liberen energia, emetent radiació ultraviolata. Les característiques de la corona, el flashover o l'arc varien significativament depenent de la força del camp elèctric durant l'ionització.
La tecnologia d'imaging UV utilitza instruments especialitzats per captar els senyals UV generats per les descàrregues. Aquests senyals són processats i superposats a les imatges de llum visible, permetent una determinació precisa de la ubicació i intensitat de la corona, proporcionant així una base fiable per avaluar el rendiment general i l'estat operatiu dels equips elèctrics. Addicionalment, els sistemes d'imaging UV utilitzen un divisor de raigs UV per separar la llum entrant en dos camins, dirigeixen una part cap a un intensificador d'imatge.
Com que les descàrregues de corona emeten llum UV principalment en el rang de longitud d'ona de 230 nm a 405 nm—i l'imaging UV normalment opera dins d'una banda estreta de 240 nm a 280 nm—el senyal resultant és inherentment feble. L'intensificador d'imatge amplifica aquest senyal tenu en una imatge visible, assolint una visualització d'alta resolució en condicions lliures de radiació UV solar. Més endavant, integrant una càmera CCD i aplicant un processament d'imatge especial, els sistemes d'imaging UV poden superposar les imatges UV i de llum visible, generant finalment una vista composta que mostra clarament tant l'equip elèctric com la seva activitat associada de corona.
2. Aplicacions de la tecnologia de detecció d'imaging UV en l'inspecció d'equips
La tecnologia de detecció d'imaging UV s'utilitza ampliament en sistemes elèctrics per a l'avaluació de contaminació, la detecció de descàrregues en aïllants, el manteniment de línies de transmissió i la identificació de defects d'aïllament. Les seccions següents analitzen les seves aplicacions clau.
2.1 Inspecció de contaminació
L'inspecció de contaminació forma la base de les aplicacions d'imaging UV en sistemes elèctrics. Els contaminants en les superfícies dels equips elèctrics sovint són irregulars i poden desencadenar descàrregues sota estressi de tensió. Avaluant el grau de contaminació dels conductors i la distribució de contaminants en els aïllants, el personal pot detectar i analitzar eficientment les condicions dels equips. Aquesta informació proporciona una base sólida per al disseny i implementació de estratègies de manteniment i neteja efectives.
2.2 Detecció de descàrregues en aïllants
La detecció de descàrregues en aïllants és una aplicació crítica de l'imaging UV. La contaminació superficial en els aïllants pot produir corona visible a l'UV, així com la degradació intrínseca dels aïllants. Quan s'utilitza l'imaging UV per a la detecció, el personal hauria de realitzar inspeccions a nivells de sensibilitat i distàncies adequats per identificar eficientment l'activitat de descàrregues. Això permet la localització i quantificació precisa d'aïllants degradats, permetent una avaluació exacta del seu possible impacte en la fiabilitat del sistema.
2.3 Manteniment de línies de transmissió
El manteniment de línies de transmissió representa un cas d'ús vital per a l'imaging UV. Els mètodes tradicionals, com la inspecció auditiva o la observació visual nocturna de descàrregues, tenen limitacions significatives. Moltes descàrregues no afecten immediatament l'operació dels equips, fent-les difícils de detectar per so, mentre que els mètodes visuals nocturns estan fortement influenciats per la distància i les condicions ambientals. En contrast, les aplicacions pràctiques han demostrat que l'imaging UV permet un escaneig exhaustiu de subestacions i línies de transmissió. Distingeix efectivament entre l'activitat de corona normal i anormal, permetent la monitorització dinàmica, la identificació oportuna d'anomalies i la presa de decisions informades per a accions de manteniment.
2.4 Detecció de defects d'aïllament
La detecció de defects d'aïllament és una altra aplicació principal. Durant els tests de resistència a alta tensió, l'imaging UV permet al personal observar fenòmens de descàrregues en temps real. L'aparició de flashovers o arcs indica un mal rendiment de l'aïllament. Si es detecta corona, la seva importància ha de ser avaluada en context—considerant el material, la estructura, la geometria i les condicions de servei de l'equip—per a realitzar una avaluació integral de la integritat de l'aïllament.
3. Recerca en la tecnologia d'imaging UV per a la inspecció d'equips elèctrics
La recerca en curs en l'imaging UV per a la inspecció d'equips elèctrics impulsa avanços en la fiabilitat dels sistemes elèctrics. Les àrees clau de recerca inclouen la calibració de la detecció UV per a equips elèctrics i l'avaluació de les conseqüències de la descàrrega de corona.
3.1 Calibració de la detecció UV per a equips elèctrics
La calibració és un focus de recerca crucial. Els mètodes de calibració estandarditzats milloren significativament la precisió de l'imaging UV i ajuden a mitigar l'influència de factors ambientals com la temperatura, l'humitat i l'altitud. No obstant això, degut a la complexitat de la calibració UV, encara són necessaris extensos estudis per establir estàndards fiables i universalment aplicables.
3.2 Avaluació de les conseqüències de la descàrrega de corona
Avaluar les conseqüències de la descàrrega de corona és una tecnologia de suport important. Les condicions ambientals poden influir fortement en la intensitat de la corona, fent difícil correlacionar directament l'activitat UV amb la presència o severitat de defects. Per tant, encara són necessaris més estudis per desenvolupar models d'avaluació robusts. No obstant això, una avaluació efectiva de les conseqüències pot augmentar considerablement la capacitat de detecció de fallades de l'imaging UV i contribuir significativament a millorar la fiabilitat dels equips elèctrics.
