Imaxe Ultravioleta para Equipamentos Eléctricos: Aplicacións Detección e Avances na Investigación

1. Principios da tecnoloxía de imaxe ultravioleta

A tecnoloxía de imaxe ultravioleta (UV) aproveita a descarga de corona e outros fenómenos de descarga localizados, que ocorren cando o estrés eléctrico local nun conductor activo excede un limiar crítico, ionizando o aire circundante e xerando corona. Durante a operación do equipo eléctrico, a corona, a flashover ou o arco eléctrico adoitan aparecer debido a defectos de deseño, defectos de fabricación, instalación incorrecta ou manutención inadequada. Nestas descargas, os electróns no aire liberan enerxía, emitindo radiación ultravioleta. As características da corona, flashover ou arco varían significativamente dependendo da forza do campo eléctrico durante a ionización.

A tecnoloxía de imaxe UV emprega instrumentos especializados para captar as señais UV xeradas polas descargas. Estas señais son procesadas e superpostas sobre imaxes de luz visible, permitindo unha determinación precisa da localización e intensidade da corona, proporcionando así unha base fiable para avaliar o desempeño global e o estado operativo do equipo eléctrico. Ademais, os sistemas de imaxe UV utilizan un divisor de feixe UV para separar a luz entrante en dous camiños, dirixindo unha parte a un intensificador de imaxe.

xa que as descargas de corona emiten luz UV principalmente no rango de lonxitude de onda de 230 nm a 405 nm —e a imaxe UV xeralmente opera nunha banda estreita de 240 nm a 280 nm— a sinal resultante é inherentemente débil. O intensificador de imaxe amplifica esta sinal débil nunha imaxe visible, logrando unha visualización de alta resolución en condicións libres de radiación UV solar. Ademais, ao integrar unha cámara CCD e aplicar un procesamento de imaxe especial, os sistemas de imaxe UV poden superpor imaxes UV e de luz visible, xerando finalmente unha vista composta que mostra claramente tanto o equipo eléctrico como a súa actividade asociada de corona.

2. Aplicacións da tecnoloxía de detección de imaxe UV na inspección de equipos

A tecnoloxía de detección de imaxe UV é amplamente utilizada en sistemas eléctricos para a avaliación de contaminación, detección de descargas en aisladores, manutención de liñas de transmisión e identificación de defectos de aislamento. As seguintes seccións analizan as súas aplicacións clave.

2.1 Inspección de contaminación
A inspección de contaminación forma a base das aplicacións de imaxe UV en sistemas eléctricos. Os contaminantes nas superficies dos equipos eléctricos adoitan ser irregulares e poden provocar descargas baixo estrés de voltaxe. Ao avaliar o grao de contaminación do conductor e a distribución de contaminantes nos aisladores, o persoal pode detectar e analizar eficazmente as condicións do equipo. Esta información proporciona unha base sólida para deseñar e implementar estratexias de manutención e limpeza efectivas.

2.2 Detección de descargas en aisladores
A detección de descargas en aisladores é unha aplicación crítica da imaxe UV. A contaminación superficial nos aisladores pode producir corona visible en UV, así como a degradación intrínseca do aislador. Ao utilizar a imaxe UV para a detección, o persoal debe realizar inspeccións a niveis de sensibilidade e distancias apropiados para identificar eficazmente a actividade de descarga. Isto permite a localización e cuantificación precisas de aisladores degradados, permitindo unha avaliación exacta do seu potencial impacto na fiabilidade do sistema.

2.3 Manutención de liñas de enerxía
A manutención de liñas de enerxía representa un caso de uso vital para a imaxe UV. Os métodos tradicionais, como a inspección auditiva ou a observación visual nocturna de descargas, teñen limitacións significativas. Muitas descargas non afectan inmediatamente a operación do equipo, facéndoo difícil de detectar polo sonido, mentres que os métodos visuais nocturnos están fortemente influenciados pola distancia e as condicións ambientais. En contraste, as aplicacións prácticas demostraron que a imaxe UV permite un escaneado comprehensivo de subestacións e liñas de transmisión. Permite distinguir eficazmente entre a actividade de corona normal e anormal, permitindo unha monitorización dinámica, a identificación oportuna de anomalias e a toma de decisións informadas para accións de manutención.

2.4 Detección de defectos de aislamento
A detección de defectos de aislamento é outra aplicación importante. Durante as probas de resistencia a alto voltaxe, a imaxe UV permite ao persoal observar os fenómenos de descarga en tempo real. A ocorrência de flashovers ou arcos indica un mal desempeño do aislamento. Se se observa corona, a súa significancia debe ser avaliada no contexto —considerando o material, a estrutura, a xeometría e as condicións de servizo do equipo— para realizar unha avaliación comprehensiva da integridade do aislamento.

3. Investigación na tecnoloxía de imaxe UV para a inspección de equipos eléctricos

A investigación en curso na imaxe UV para a inspección de equipos eléctricos impulsa avances na fiabilidade dos sistemas eléctricos. As áreas de investigación clave inclúen a calibración de detección UV para equipos eléctricos e a avaliación das consecuencias da descarga de corona.

3.1 Calibración de detección UV para equipos eléctricos
A calibración é un foco de investigación crucial. Os métodos de calibración estandarizados melloran significativamente a precisión da imaxe UV e axudan a mitigar a influencia de factores ambientais como a temperatura, a humidade e a altitude. No entanto, debido á complexidade da calibración UV, aínda é necesario unha extensa investigación para establecer estándares fiables e universalmente aplicables.

3.2 Avaliación das consecuencias da descarga de corona
Avaliar as consecuencias da descarga de corona é unha tecnoloxía de apoio importante. As condicións ambientais poden influenciar fortemente a intensidade da corona, facendo difícil correlacionar directamente a actividade UV coa presenza ou severidade de defectos. Polo tanto, é necesaria unha investigación adicional para desenvolver modelos de avaliación robustos. Non obstante, unha avaliación efectiva das consecuencias pode mellorar significativamente a capacidade de detección de fallos da imaxe UV e contribuír de maneira significativa para mellorar a fiabilidade do equipo eléctrico.