Ultraviolette beeldvorming voor elektrische apparatuur: Toepassingen, detectie en onderzoeksvoortgang

1. Principe van ultraviolette beeldvormingstechnologie

Ultraviolette (UV) beeldvormingstechnologie maakt gebruik van coronaontlading en andere lokale ontladingsverschijnselen die optreden wanneer de lokale spanning op een onder stroom staande geleider een kritische drempel overschrijdt, waardoor de omringende lucht geïoniseerd wordt en corona ontstaat. Tijdens het bedrijf van elektrische apparatuur komen corona, flashover of bogen vaak voor als gevolg van ontwerpfouten, productieafwijkingen, onjuiste installatie of onvoldoende onderhoud. Bij dergelijke ontladingen geven elektronen in de lucht energie af, wat resulteert in ultraviolette straling. De eigenschappen van corona, flashover of boog variëren sterk afhankelijk van de sterkte van het elektrisch veld tijdens ionisatie.

UV-beeldvormingstechnologie maakt gebruik van gespecialiseerde instrumenten om de UV-signalen die door ontladingen worden gegenereerd, vast te leggen. Deze signalen worden verwerkt en overgebracht op zichtbare lichtbeelden, waardoor de locatie en intensiteit van corona nauwkeurig kunnen worden bepaald, waardoor er een betrouwbare basis is voor het evalueren van de algemene prestaties en werkingstoestand van elektrische apparatuur. Bovendien gebruiken UV-beeldvormingssystemen een UV-stralensplitser om binnenkomend licht in twee paden te splitsen, waarbij een deel naar een beeldversterker wordt gericht.

Aangezien corona-ontladingen voornamelijk ultraviolet licht uitzenden in het golflengtebereik van 230 nm tot 405 nm—en UV-beeldvorming meestal werkt binnen een smalle band van 240 nm tot 280 nm—is het resulterende signaal inherent zwak. De beeldversterker versterkt dit zwakke signaal tot een zichtbaar beeld, waardoor een hoge resolutie visuele weergave mogelijk is onder omstandigheden zonder zonne-UV-straling. Bovendien kan door integratie van een CCD-camera en toepassing van speciale beeldverwerking, UV-beeldvormingssystemen UV- en zichtbaar lichtbeelden overlappen, waardoor uiteindelijk een samengesteld beeld wordt gegenereerd dat zowel de elektrische apparatuur als de bijbehorende corona-activiteit duidelijk weergeeft.

2. Toepassingen van UV-beeldvormingdetectietechnologie in apparatuurinspectie

UV-beeldvormingdetectietechnologie wordt breed toegepast in elektriciteitsnetwerken voor besmettingsbeoordeling, detectie van isolatorontlading, onderhoud van hoogspanningslijnen en identificatie van isolatiedefecten. De volgende secties analyseren de belangrijkste toepassingen.

2.1 Besmettingsinspectie
Besmettingsinspectie vormt de basis van de toepassingen van UV-beeldvorming in elektriciteitsnetwerken. Verontreinigingen op oppervlakken van elektrische apparatuur zijn vaak onevenmatig en kunnen ontladingen veroorzaken onder spanning. Door de graad van leidingbesmetting en de verdeling van vervuiling op isolatoren te beoordelen, kunnen medewerkers effectief de toestand van de apparatuur detecteren en analyseren. Deze informatie biedt een solide basis voor het ontwerpen en implementeren van effectieve onderhouds- en reinigingsstrategieën.

2.2 Detectie van isolatorontlading
Detectie van isolatorontlading is een cruciale toepassing van UV-beeldvorming. Oppervlaktevervuiling op isolatoren kan UV-zichtbare corona produceren, evenals intrinsieke isolatordegradatie. Bij het gebruik van UV-beeldvorming voor detectie, moeten medewerkers inspecties uitvoeren op passende gevoeligheidsniveaus en afstanden om ontladingsactiviteit effectief te identificeren. Dit stelt hen in staat om de precieze locatie en kwantificatie van gedegradueerde isolatoren te bepalen, waardoor een nauwkeurige beoordeling van hun potentiële impact op de betrouwbaarheid van het systeem mogelijk is.

2.3 Onderhoud van hoogspanningslijnen
Onderhoud van hoogspanningslijnen is een cruciaal gebruiksscenario voor UV-beeldvorming. Traditionele methoden, zoals akoestische inspectie of nachtelijke visuele observatie van ontladingen, hebben significante beperkingen. Veel ontladingen beïnvloeden de werking van de apparatuur niet onmiddellijk, waardoor ze moeilijk te detecteren zijn door geluid, terwijl visuele methoden 's nachts sterk beïnvloed worden door afstand en omgevingsomstandigheden. Daarentegen hebben praktische toepassingen aangetoond dat UV-beeldvorming een grondige scan van transformatorstations en hoogspanningslijnen mogelijk maakt. Het onderscheidt effectief tussen normale en abnormale corona-activiteit, waardoor dynamische monitoring, tijdige identificatie van anomalieën en goed gefundeerde beslissingen voor onderhoudsacties mogelijk zijn.

2.4 Detectie van isolatiedefecten
Detectie van isolatiedefecten is een andere belangrijke toepassing. Tijdens hoogspanningsweerstandsproeven stelt UV-beeldvorming medewerkers in staat om ontladingsverschijnselen in real-time te observeren. Het optreden van flashovers of bogen wijst op slechte isolatieprestaties. Als corona wordt waargenomen, moet de betekenis daarvan in context worden beoordeeld—rekening houdend met het materiaal, de constructie, de geometrie en de dienstomstandigheden van de apparatuur—om een grondige beoordeling van de isolatie-integriteit uit te voeren.

3. Onderzoek naar UV-beeldvormingstechnologie voor inspectie van elektrische apparatuur

Lopend onderzoek naar UV-beeldvorming voor inspectie van elektrische apparatuur drijft de verbeteringen in de betrouwbaarheid van elektriciteitsnetwerken. Belangrijke onderzoeksgebieden omvatten kalibratie van UV-detectie voor elektrische apparatuur en evaluatie van de gevolgen van corona-ontlading.

3.1 Kalibratie van UV-detectie voor elektrische apparatuur
Kalibratie is een cruciaal onderzoeksgebied. Gestandaardiseerde kalibratiemethoden verbeteren aanzienlijk de nauwkeurigheid van UV-beeldvorming en helpen de invloed van omgevingsfactoren zoals temperatuur, luchtvochtigheid en hoogte te verminderen. Echter, vanwege de complexiteit van UV-kalibratie is nog uitgebreid onderzoek nodig om betrouwbare en universeel toepasbare standaarden te ontwikkelen.

3.2 Evaluatie van de gevolgen van corona-ontlading
De beoordeling van de gevolgen van corona-ontlading is een belangrijke ondersteunende technologie. Omgevingsomstandigheden kunnen sterk invloed hebben op de intensiteit van corona, waardoor het moeilijk is om UV-activiteit direct te correleren met de aanwezigheid of ernst van defecten. Daarom is verdere onderzoeken nodig om robuuste evaluatiemodellen te ontwikkelen. Desalniettemin kan effectieve gevolgensbeoordeling de foutdetectiecapaciteit van UV-beeldvorming aanzienlijk verbeteren en een belangrijke bijdrage leveren aan de verbetering van de betrouwbaarheid van elektrische apparatuur.