Ultraviolettavbildning för elkraftutrustning: Tillämpningar detektion och forskningsframsteg
1. Principer för ultraljudsbildningsteknik
Ultraljuds (UV) bildningsteknik utnyttjar koronadischarge och andra lokala dischargesom fenomen, som uppstår när den lokala spänningsbelastningen på en liveledare överskrider ett kritiskt tröskelvärde, vilket joniserar det omgivande luft och genererar korona. Under drift av elektrisk utrustning uppstår ofta korona, fläkt eller båge på grund av konstruktionsfel, tillverkningsdefekter, felaktig installation eller otillräcklig underhåll. I dessa discharger frigör elektronerna i luften energi, vilket ger upphov till ultraljudsstrålning. Karakteristiken för korona, fläkt eller båge varierar betydligt beroende på elektriska fältets styrka vid jonering.
UV-bildningsteknik använder specialiserade instrument för att fånga de UV-signalerna som genereras av discharger. Dessa signaler bearbetas och överlagras på synliga ljusbilder, vilket möjliggör exakt bestämning av koronas plats och intensitet, och därmed ger en tillförlitlig grund för att utvärdera den elektriska utrustningens totala prestanda och driftstatus. Dessutom använder UV-bildningssystem en UV-strålningsdelare för att dela inkommande ljus i två vägar, där en del riktas till en bildförstärkare.
Eftersom koronadischarger frigör ultraljudsstrålning huvudsakligen i våglängdsintervallet 230 nm till 405 nm – och UV-bildning vanligtvis fungerar inom ett smalt band på 240 nm till 280 nm – är det resulterande signalen i sig svag. Bildförstärkaren förstärker denna svaga signal till en synlig bild, vilket möjliggör högupplöst visualisering under förhållanden utan solens ultraljudsstrålning. Vidare kan genom integration av en CCD-kamera och användning av specialiserad bildbehandling UV-bildningssystem överlagra UV- och synliga ljusbilder, vilket till slut genererar en sammansatt vy som tydligt visar både den elektriska utrustningen och dess associerade koronaaktivitet.
2. Användning av UV-bildningsteknik för utrustningsinspektion
UV-bildningsteknik används i stor utsträckning i elkraftsystem för föroreningsevaluering, isolatorns dischargdetektion, underhåll av överföringslinjer och identifiering av isolationsdefekter. Följande avsnitt analyserar dess viktigaste tillämpningar.
2.1 Föroreningstestning
Föroreningstestning utgör grunden för användningen av UV-bildning i elkraftsystem. Föroreningar på ytan av elektrisk utrustning är ofta ojämna och kan utlösa discharger under spänningsbelastning. Genom att bedöma graden av ledarförorening och föroreningsfördelningen på isolatorer kan personal effektivt upptäcka och analysera utrustningsförhållanden. Denna information ger en solid grund för att designa och implementera effektiva underhålls- och rengöringsstrategier.
2.2 Isolatorns dischargdetektion
Isolatorns dischargdetektion är en viktig tillämpning av UV-bildning. Ytföroreningar på isolatorer kan producera UV-synliga koroner, liksom inre nedbrytning av isolatorer. När man använder UV-bildning för detektion bör personal utföra inspektioner vid lämpliga känslighetsnivåer och avstånd för att effektivt identifiera dischargaktivitet. Detta möjliggör exakt placering och kvantifiering av nedsatta isolatorer, vilket gör det möjligt att noggrant bedöma deras potentiella inverkan på systemets tillförlitlighet.
2.3 Underhåll av elledningar
Underhåll av elledningar representerar en viktig användningsfall för UV-bildning. Traditionella metoder, som ljudinspektion eller nattliga visuella observationer av discharger, har betydande begränsningar. Många discharger påverkar inte genast utrustningens drift, vilket gör dem svåra att upptäcka med ljud, medan visuella metoder natten påverkas starkt av avstånd och miljöförhållanden. I jämförelse har praktiska tillämpningar visat att UV-bildning möjliggör en omfattande skanning av understations- och överföringslinjer. Den skiljer effektivt mellan normal och anormal koronaaktivitet, vilket möjliggör dynamisk övervakning, tidig identifiering av avvikelse och informerade beslut om underhållsåtgärder.
2.4 Detektion av isolationsdefekter
Detektion av isolationsdefekter är en annan viktig tillämpning. Under högspänningsprov kan UV-bildning möjliggöra för personal att observera dischargfenomen i realtid. Om fläktar eller bågar inträffar indikerar detta dålig isolationsprestanda. Om korona observeras måste dess betydelse utvärderas i kontext – med hänsyn till utrustningens material, struktur, geometri och driftförhållanden – för att göra en omfattande bedömning av isolationsintegritet.
3. Forskning om UV-bildningsteknik för inspektion av elektrisk utrustning
Pågående forskning om UV-bildning för inspektion av elektrisk utrustning driver framsteg i elkraftsystemets tillförlitlighet. Viktiga forskningsområden inkluderar kalibrering av UV-detektion för elektrisk utrustning och utvärdering av konsekvenserna av koronadischarger.
3.1 Kalibrering av UV-detektion för elektrisk utrustning
Kalibrering är en viktig forskningsfokus. Standardiserade kalibreringsmetoder förbättrar signifikant precisionen i UV-bildning och hjälper till att mildra inflytandet av miljöfaktorer som temperatur, fuktighet och höjd. På grund av komplexiteten i UV-kalibrering krävs dock omfattande forskning för att etablera tillförlitliga och universellt tillämpbara standarder.
3.2 Utvärdering av konsekvenser av koronadischarger
Att bedöma konsekvenserna av koronadischarger är en viktig stödjande teknik. Miljöförhållanden kan starkt påverka koronaintensiteten, vilket gör det svårt att direkt koppla samman UV-aktivitet med existensen eller allvarligheten av defekter. Därför behövs ytterligare forskning för att utveckla robusta utvärderingsmodeller. Trots detta kan effektiv konsekvensutvärdering enormt förbättra felavläsningsförmågan hos UV-bildning och bidra betydande till att förbättra tillförlitligheten hos elkraftutrustning.
