Ultravijolično zaznavanje za elektroenergetske naprave: Uporabe detekcija in napredek v raziskovanju

1. Načela tehnologije ultravijoličnega zaznavanja

Tehnologija ultravijoličnega (UV) zaznavanja izkorišča koronni razboj in druge lokalne razboje, ki se pojavijo, ko lokalni napetostni stres na žive električne vodi preseže kritično mejo, s čimer okoliški zrak postane ioniziran in nastane korona. Med delovanjem električnega opreme lahko zaradi konstruksijskih pomanjkljivosti, proizvodnih napak, napačne namestitve ali nedostatka vzdrževanja pride do korone, preskokov ali iskanja. V takšnih razbojih elektroni v zraku oddajo energijo, s čimer emitirajo ultravijolično zračenje. Značilnosti korone, preskokov ali iskanja veliko odvisne so od moči električnega polja med ionizacijo.

Tehnologija UV zaznavanja uporablja posebna orodja za zajem UV signalov, generiranih z razboji. Ti signali so obdelani in superpostavljeni na vidne svetlobne slike, kar omogoča točno določitev lokacije in intenzitete korone, s tem pa tudi zanesljivo oceno skupnega delovanja in stanja električne opreme. Dodatno uporabljajo sistemi UV zaznavanja ločevalo UV zračenja, ki deli vhodno svetlobo na dva poti, en del usmeri v posiljevalnik slike.

Ker koronni razboji emitirajo UV svetlobo predvsem v valovni dolžini 230 nm do 405 nm, in UV zaznavanje tipično deluje v omejenem pasu 240 nm do 280 nm, je rezultirajoči signal samoumevno šibek. Posiljevalnik slike ta šibek signal posili v vidno sliko, kar omogoča visoko ločljivo vizualizacijo brez vpliva sončnega UV zračenja. Poleg tega lahko s sistemom UV zaznavanja, ki integrira CCD kamero in uporablja posebno obdelavo slike, nadstropijo UV in vidne svetlobne slike, kar končno ustvari kombinirano pogled, ki jasno prikazuje tako električno opremo kot tudi njene povezane koronne dejavnosti.

2. Uporaba tehnologije UV zaznavanja pri pregledu opreme

Tehnologija UV zaznavanja je široko uporabljana v elektroenergetskih sistemih za ocenjevanje onesnaženosti, zaznavanje razbojev na izolatorjih, vzdrževanje prenosnih vodov in identifikacijo defektov izolacije. Naslednji odseki analizirajo ključne uporabe.

2.1 Pregled onesnaženosti
Pregled onesnaženosti je osnova uporabe tehnologije UV zaznavanja v elektroenergetskih sistemih. Onesnaženosti na površinah električne opreme so pogosto nepravilno porazdeljene in lahko pod napetostnim stresom sprožijo razboje. Z oceno stopnje onesnaženosti vodov in porazdelitve onesnaženosti na izolatorjih osebje učinkovito zazna in analizira stanje opreme. Ta informacija prinaša trdno podlago za oblikovanje in izvajanje učinkovitih strategij vzdrževanja in čiščenja.

2.2 Zaznavanje razbojev na izolatorjih
Zaznavanje razbojev na izolatorjih je ključna uporaba tehnologije UV zaznavanja. Onesnaženost površine izolatorjev lahko povzroči UV-vidno korono, tako kot tudi intrinzika degradacija izolatorja. Pri uporabi UV zaznavanja za zaznavanje mora osebje izvajati pregled na primernih ravneh občutljivosti in razdaljah, da učinkovito zazna aktivnost razbojev. To omogoča točno lokacijo in kvantifikacijo degradiranih izolatorjev, kar omogoča točno oceno njihovega potencialnega vpliva na zanesljivost sistema.

2.3 Vzdrževanje prenosnih vodov
Vzdrževanje prenosnih vodov predstavlja ključno uporabo tehnologije UV zaznavanja. Tradicionalne metode, kot je akustični pregled ali nočno vizualno opazovanje razbojev, imajo značilne omejitve. Mnogi razboji ne neposredno vplivajo na delovanje opreme, zato jih je težko zaznati z zvokom, medtem ko so vizualne metode v noči močno odvisne od razdalje in okoljskih pogojev. Na drugi strani so praktične uporabe dokazale, da omogoča UV zaznavanje celovit pregled podstaničnih in prenosnih vodov. Učinkovito razlikuje med normalno in nenormalno koronno aktivnostjo, omogoča dinamično spremljanje, pravočasno zaznavanje anomalij in informirano odločanje glede vzdrževalnih ukrepov.

2.4 Zaznavanje defektov izolacije
Zaznavanje defektov izolacije je še ena ključna uporaba. Med testi visoke napetosti omogoča UV zaznavanje osebju, da v realnem času opazujejo razbojne pojave. Pojav preskokov ali iskanja kaže na slabo delovanje izolacije. Če je zaznana korona, mora biti njena pomembnost ocenjena v kontekstu - upoštevajoč material, strukturo, geometrijo in delovne pogoje opreme - za celovito oceno integritete izolacije.

3. Raziskave tehnologije UV zaznavanja za pregled električne opreme

Neprekinjena raziskava tehnologije UV zaznavanja za pregled električne opreme spodbuja napredek zanesljivosti elektroenergetskih sistemov. Ključne raziskovalne področja vključujejo kalibracijo UV zaznavanja za električno opremo in oceno posledic koronnih razbojev.

3.1 Kalibracija UV zaznavanja za električno opremo
Kalibracija je ključno raziskovalno področje. Standardizirane metode kalibracije bistveno izboljšajo natančnost UV zaznavanja in pomagajo zmanjšati vpliv okoljskih faktorjev, kot so temperatura, vlaga in višina. Vendar zaradi kompleksnosti UV kalibracije je potrebno še veliko raziskav, da bi se uvedli zanesljivi in splošno uporabni standardi.

3.2 Ocena posledic koronnih razbojev
Ocena posledic koronnih razbojev je pomembna podporni tehnologija. Okoljski pogoji lahko močno vplivajo na intenziteto korone, kar težko omogoča neposredno povezavo med UV aktivnostjo in prisotnostjo ali težavnostjo defektov. Zato je potrebno dodatno raziskovanje za razvoj trdne ocenitvene modelov. Vendar lahko učinkovita ocena posledic bistveno izboljša zmogljivost zaznavanja napak s pomočjo UV zaznavanja in zelo prispeva k izboljšanju zanesljivosti električne opreme.