Zdjęcia w ultrafiolecie dla urządzeń elektrycznych: Zastosowania wykrywanie i postępy badań
1. Zasady technologii obrazowania w ultrafiolecie
Technologia obrazowania w ultrafiolecie (UV) wykorzystuje zjawiska takie jak korona elektryczna i inne lokalne zjawiska rozładowania, które występują, gdy lokalny naprężenie elektryczne na żywej przewodniku przekracza krytyczny próg, jonizując otaczające powietrze i generując koronę. W trakcie pracy sprzętu elektrycznego, korona, błyskawicowy przebój lub łuk często pojawiają się z powodu błędów projektowych, wad produkcji, nieprawidłowej instalacji lub niewystarczającej konserwacji. W takich rozładowaniach elektrony w powietrzu uwalniają energię, emitując promieniowanie ultrafioletowe. Charakterystyka kory, błyskawicowego przebijania lub łuku znacząco różni się w zależności od natężenia pola elektrycznego podczas jonizacji.
Technologia obrazowania UV wykorzystuje specjalistyczne instrumenty do przechwytywania sygnałów UV generowanych przez rozładowania. Te sygnały są przetwarzane i nanoszone na obrazy w świetle widzialnym, co umożliwia dokładne określenie lokalizacji i intensywności kory, dostarczając solidnej podstawy do oceny ogólnego działania i stanu operacyjnego sprzętu elektrycznego. Ponadto systemy obrazowania UV wykorzystują rozdzielacz promieniowania UV do rozdzielenia przychodzącego światła na dwie ścieżki, skierowując jedną część do wzmacniacza obrazu.
Ponieważ rozładowania koronowe emitują światło UV głównie w zakresie długości fali 230 nm do 405 nm — a obrazowanie UV działa zwykle w wąskim paśmie 240 nm do 280 nm — sygnał wynikający jest z natury słaby. Wzmacniacz obrazu wzmacnia ten słaby sygnał, tworząc obraz widoczny, osiągając wysokorozdzielcze wizualizacje w warunkach wolnych od promieniowania UV Słońca. Ponadto poprzez integrację kamery CCD i zastosowanie specjalnej obróbki obrazu, systemy obrazowania UV mogą nakładać obrazy UV i w świetle widzialnym, ostatecznie tworząc złożony widok, który jasno wyświetla zarówno sprzęt elektryczny, jak i związane z nim aktywności koronowe.
2. Zastosowania technologii detekcji UV w inspekcji sprzętu
Technologia detekcji UV jest szeroko stosowana w systemach energetycznych do oceny zanieczyszczeń, wykrywania rozładowań izolatorów, konserwacji linii przesyłowych i identyfikacji defektów izolacji. Poniższe sekcje analizują jej kluczowe zastosowania.
2.1 Inspekcja zanieczyszczeń
Inspekcja zanieczyszczeń stanowi podstawę zastosowań obrazowania UV w systemach energetycznych. Zanieczyszczenia na powierzchni sprzętu elektrycznego są często nierównomierne i mogą prowadzić do rozładowań pod wpływem naprężenia elektrycznego. Oceniając stopień zanieczyszczenia przewodników i rozkład zanieczyszczeń na izolatorach, personel może efektywnie wykrywać i analizować stan sprzętu. Ta informacja dostarcza solidnej podstawy do projektowania i wdrażania skutecznych strategii konserwacji i czyszczenia.
2.2 Wykrywanie rozładowań izolatorów
Wykrywanie rozładowań izolatorów to kluczowe zastosowanie obrazowania UV. Zanieczyszczenia powierzchni izolatorów mogą powodować widoczne w ultrafiolecie kory, podobnie jak degradacja samego izolatora. Przy wykorzystaniu obrazowania UV do detekcji, personel powinien przeprowadzać kontrole w odpowiednich poziomach czułości i odległości, aby skutecznie identyfikować aktywność rozładowania. Umożliwia to precyzyjne lokalizowanie i kwantyfikowanie zdegradowanych izolatorów, pozwalając na dokładne ocenienie ich potencjalnego wpływu na niezawodność systemu.
2.3 Konserwacja linii przesyłowych
Konserwacja linii przesyłowych to ważny przypadek użycia obrazowania UV. Tradycyjne metody, takie jak inspekcja słuchowa lub nocna obserwacja wizualna rozładowań, mają istotne ograniczenia. Wiele rozładowań nie ma natychmiastowego wpływu na działanie sprzętu, co utrudnia ich wykrycie przez dźwięk, podczas gdy metody wizualne w nocy są silnie wpływane przez odległość i warunki środowiskowe. W przeciwieństwie do tego, praktyczne zastosowania udowodniły, że obrazowanie UV umożliwia kompleksowe skanowanie stacji transformatorowych i linii przesyłowych. Efektywnie odróżnia ono normalną od anomalnej aktywności koronowej, umożliwiając dynamiczną monitorowanie, szybkie wykrywanie anomalii i podejmowanie świadomych decyzji dotyczących działań konserwacyjnych.
2.4 Wykrywanie defektów izolacji
Wykrywanie defektów izolacji to kolejne ważne zastosowanie. Podczas testów wytrzymałości na wysokie napięcia, obrazowanie UV pozwala personelowi na obserwację zjawisk rozładowania w czasie rzeczywistym. Wystąpienie błyskawicowego przebijania lub łuku wskazuje na słabe właściwości izolacji. Jeśli zaobserwowano koronę, jej znaczenie musi być ocenione w kontekście — biorąc pod uwagę materiał, strukturę, geometrię i warunki eksploatacji sprzętu — aby przeprowadzić kompleksową ocenę integralności izolacji.
3. Badania nad technologią obrazowania UV w kontroli sprzętu elektrycznego
Trwające badania nad obrazowaniem UV w kontroli sprzętu elektrycznego napędzają postęp w niezawodności systemów energetycznych. Kluczowe obszary badań obejmują kalibrację detekcji UV dla sprzętu elektrycznego i ocenę konsekwencji rozładowań koronowych.
3.1 Kalibracja detekcji UV dla sprzętu elektrycznego
Kalibracja jest kluczowym obszarem badań. Standardowe metody kalibracji znacząco poprawiają dokładność obrazowania UV i pomagają zmniejszyć wpływ czynników środowiskowych, takich jak temperatura, wilgotność i wysokość. Jednak ze względu na złożoność kalibracji UV, wymagane jest jeszcze wiele badań, aby ustalić niezawodne i powszechnie stosowane standardy.
3.2 Ocena konsekwencji rozładowań koronowych
Ocena konsekwencji rozładowań koronowych to ważna technologia wspomagająca. Warunki środowiskowe mogą silnie wpływać na intensywność korony, co utrudnia bezpośrednie skorelowanie aktywności UV z obecnością lub nasileniem defektów. Dlatego potrzebne są dalsze badania, aby opracować solidne modele oceny. Mimo to, skuteczna ocena konsekwencji może znacznie zwiększyć zdolność wykrywania uszkodzeń obrazowania UV i znacząco przyczynić się do poprawy niezawodności sprzętu elektrycznego.
