Immaginazione Ultravioletta per Attrezzature Elettriche: Applicazioni Rilevamento e Progressi nella Ricerca
1. Principi della tecnologia di imaging ultravioletto
La tecnologia di imaging ultravioletto (UV) sfrutta il fenomeno del corona e altri fenomeni di scarica localizzati, che si verificano quando lo stress elettrico locale su un conduttore attivo supera una soglia critica, ionizzando l'aria circostante e generando il corona. Durante l'operazione dell'equipaggiamento elettrico, il corona, il flashover o l'arco possono insorgere a causa di difetti di progettazione, difetti di fabbricazione, installazione inadeguata o manutenzione insufficiente. In tali scariche, gli elettroni nell'aria rilasciano energia, emettendo radiazioni ultraviolette. Le caratteristiche del corona, del flashover o dell'arco variano significativamente in base all'intensità del campo elettrico durante l'ionizzazione.
La tecnologia di imaging UV utilizza strumenti specializzati per catturare i segnali UV generati dalle scariche. Questi segnali vengono elaborati e sovrapposti alle immagini a luce visibile, consentendo una determinazione accurata della posizione e dell'intensità del corona, fornendo così una base affidabile per valutare le prestazioni complessive e lo stato operativo dell'equipaggiamento elettrico. Inoltre, i sistemi di imaging UV utilizzano un divisore di fascio UV per separare la luce in ingresso in due percorsi, indirizzando una parte ad un intensificatore di immagine.
Poiché le scariche di corona emettono luce UV principalmente nella gamma di lunghezze d'onda da 230 nm a 405 nm - e l'imaging UV opera tipicamente in una banda stretta di 240 nm a 280 nm - il segnale risultante è intrinsecamente debole. L'intensificatore di immagine amplifica questo segnale fioco in un'immagine visibile, ottenendo una visualizzazione ad alta risoluzione in condizioni libere dalla radiazione UV solare. Inoltre, integrando una fotocamera CCD e applicando un'elaborazione di immagine speciale, i sistemi di imaging UV possono sovrapporre le immagini UV e a luce visibile, generando infine una vista composita che mostra chiaramente sia l'equipaggiamento elettrico che l'attività associata del corona.
2. Applicazioni della tecnologia di rilevamento con imaging UV nell'ispezione degli equipaggiamenti
La tecnologia di rilevamento con imaging UV viene ampiamente utilizzata nei sistemi di potenza per la valutazione della contaminazione, il rilevamento delle scariche sugli isolatori, la manutenzione delle linee di trasmissione e l'identificazione dei difetti di isolamento. Le sezioni seguenti analizzano le sue principali applicazioni.
2.1 Ispezione della contaminazione
L'ispezione della contaminazione forma la base delle applicazioni dell'imaging UV nei sistemi di potenza. I contaminanti sulle superfici degli equipaggiamenti elettrici sono spesso irregolari e possono scatenare scariche sotto stress elettrico. Valutando il grado di contaminazione del conduttore e la distribuzione dei contaminanti sugli isolatori, il personale può rilevare e analizzare efficacemente le condizioni dell'equipaggiamento. Queste informazioni forniscono una base solida per progettare e implementare strategie di manutenzione e pulizia efficaci.
2.2 Rilevamento delle scariche sugli isolatori
Il rilevamento delle scariche sugli isolatori è un'applicazione critica dell'imaging UV. La contaminazione superficiale degli isolatori può produrre un corona visibile in UV, così come la degradazione intrinseca degli isolatori. Quando si utilizza l'imaging UV per il rilevamento, il personale dovrebbe effettuare ispezioni a livelli di sensibilità e distanze appropriate per identificare efficacemente l'attività di scarica. Ciò consente una localizzazione e quantificazione precise degli isolatori degradati, permettendo una valutazione accurata del loro impatto potenziale sulla affidabilità del sistema.
2.3 Manutenzione delle linee elettriche
La manutenzione delle linee elettriche rappresenta un caso d'uso vitale per l'imaging UV. I metodi tradizionali, come l'ispezione acustica o l'osservazione visiva notturna delle scariche, presentano limiti significativi. Molte scariche non influiscono immediatamente sull'operatività dell'equipaggiamento, rendendole difficili da rilevare tramite il suono, mentre i metodi visivi notturni sono fortemente influenzati dalla distanza e dalle condizioni ambientali. Al contrario, le applicazioni pratiche hanno dimostrato che l'imaging UV consente uno scanning completo delle sottostazioni e delle linee di trasmissione. Essa distingue efficacemente tra attività di corona normale e anomala, permettendo un monitoraggio dinamico, l'identificazione tempestiva di anomalie e la presa di decisioni informate per azioni di manutenzione.
2.4 Rilevamento dei difetti di isolamento
Il rilevamento dei difetti di isolamento è un'altra importante applicazione. Durante i test di resistenza a alta tensione, l'imaging UV consente al personale di osservare in tempo reale i fenomeni di scarica. L'insorgenza di flashover o archi indica una scarsa performance dell'isolamento. Se viene osservato un corona, la sua rilevanza deve essere valutata nel contesto - considerando il materiale, la struttura, la geometria e le condizioni di servizio dell'equipaggiamento - per condurre una valutazione complessiva dell'integrità dell'isolamento.
3. Ricerche sulla tecnologia di imaging UV per l'ispezione degli equipaggiamenti elettrici
Le ricerche in corso sull'imaging UV per l'ispezione degli equipaggiamenti elettrici spingono avanti gli avanzamenti nella affidabilità dei sistemi di potenza. Le aree di ricerca chiave includono la taratura del rilevamento UV per gli equipaggiamenti elettrici e la valutazione delle conseguenze dello scarico del corona.
3.1 Taratura del rilevamento UV per gli equipaggiamenti elettrici
La taratura è un focus di ricerca cruciale. Metodi standardizzati di taratura migliorano significativamente l'accuratezza dell'imaging UV e aiutano a mitigare l'influenza di fattori ambientali come temperatura, umidità e altitudine. Tuttavia, a causa della complessità della taratura UV, sono ancora necessarie ricerche estese per stabilire standard affidabili e universalmente applicabili.
3.2 Valutazione delle conseguenze dello scarico del corona
Valutare le conseguenze dello scarico del corona è una tecnologia di supporto importante. Le condizioni ambientali possono influenzare fortemente l'intensità del corona, rendendo difficile correlare direttamente l'attività UV con la presenza o la gravità dei difetti. Pertanto, sono necessarie ulteriori ricerche per sviluppare modelli di valutazione robusti. Tuttavia, una valutazione efficace delle conseguenze può aumentare notevolmente la capacità di rilevamento dei guasti dell'imaging UV e contribuire significativamente a migliorare l'affidabilità degli equipaggiamenti elettrici.
