Ультрафіолетове зображення для електрообладнання: застосування, виявлення та наукові досягнення

1. Принципи ультрафіолетової технології зображення

Ультрафіолетова (УФ) технологія зображення використовує коронний розряд та інші локальні явища розряду, які відбуваються, коли локальне напруження на живому провіднику перевищує критичний поріг, іонізуючи оточуюче повітря та генеруючи корону. Під час експлуатації електрообладнання корона, пробив або дуга часто виникають через недоліки проектування, дефекти виробництва, неправильну встановлення або недостатню обслуговування. При таких розрядах електрони в повітрі віддають енергію, виділяючи ультрафіолетове випромінювання. Характеристики корони, пробою або дуги значно змінюються в залежності від сили електричного поля під час іонізації.

Технологія УФ-зображення використовує спеціальні прилади для захоплення УФ-сигналів, що генеруються розрядами. Ці сигнали обробляються та наслаються на зображення видимого світла, що дозволяє точно визначити місце та інтенсивність корони, надаючи надійну основу для оцінки загальної продуктивності та стану експлуатації електрообладнання. Крім того, системи УФ-зображення використовують УФ-розподільник, щоб розділити входяче світло на дві шляхи, направляючи одну частину до інтегратора зображення.

Оскільки коронні розряди видають УФ-світло переважно в діапазоні довжин хвиль 230 нм до 405 нм, а технологія УФ-зображення зазвичай працює вузькому діапазоні 240 нм до 280 нм, отриманий сигнал є врожайним. Інтегратор зображення підсилює цей слабкий сигнал до видимого зображення, досягаючи високої роздільної здатності в умовах, вільних від сонячного УФ-випромінювання. Більше того, за допомогою інтеграції CCD-камери та застосування спеціальної обробки зображень, системи УФ-зображення можуть наслаювати УФ-та видимі зображення, в результаті створюючи комплексний перегляд, який чітко показує як електрообладнання, так і пов'язану з ним коронну активність.

2. Застосування технології детекції УФ-зображення для перевірки обладнання

Технологія детекції УФ-зображення широко використовується в електроенергетичних системах для оцінки забруднення, виявлення розрядів на ізоляторах, обслуговування ліній передачі та ідентифікації дефектів ізоляції. Нижче аналізуються її ключові застосування.

2.1 Перевірка забруднення
Перевірка забруднення становить основу застосування УФ-зображення в електроенергетичних системах. Забруднювачі на поверхні електрообладнання часто нерівномірні та можуть спричиняти розряди під напруженням. Оцінюючи ступінь забруднення провідників та розподіл забруднювачів на ізоляторах, персонал може ефективно виявляти та аналізувати стан обладнання. Ця інформація надає міцну основу для розробки та реалізації ефективних стратегій обслуговування та очищення.

2.2 Виявлення розрядів на ізоляторах
Виявлення розрядів на ізоляторах є важливим застосуванням УФ-зображення. Забруднення поверхні ізоляторів може викликати УФ-видиму корону, як і внутрішнє пошкодження ізолятора. При використанні УФ-зображення для виявлення, персонал повинен проводити перевірки на відповідному рівні чутливості та відстані, щоб ефективно виявити активність розряду. Це дозволяє точно визначити та кількісно оцінити пошкоджені ізолятори, що дозволяє точну оцінку їх потенційного впливу на надійність системи.

2.3 Обслуговування ліній передачі
Обслуговування ліній передачі є важливим випадком використання УФ-зображення. Традиційні методи, такі як акустична перевірка або ночне візуальне спостереження розрядів, мають значні обмеження. Багато розрядів не впливають негайно на роботу обладнання, що робить їх складними для виявлення за допомогою звуку, тоді як візуальні методи вночі сильно залежать від відстані та умов середовища. Навпаки, практичне застосування довело, що УФ-зображення дозволяє повну сканування підстанцій та ліній передачі. Воно ефективно розрізняє нормальну та аномальну коронну активність, дозволяючи динамічний моніторинг, своєчасне виявлення аномалій та прийняття відповідних рішень щодо дій з обслуговування.

2.4 Виявлення дефектів ізоляції
Виявлення дефектів ізоляції є ще одним важливим застосуванням. Під час випробувань на високе напругу, УФ-зображення дозволяє персоналу спостерігати явища розряду в реальному часі. Виникнення пробою або дуги вказує на погану продуктивність ізоляції. Якщо спостерігається корона, її значення повинно бути оцінено в контексті — враховуючи матеріал, конструкцію, геометрію та умови експлуатації обладнання — для проведення всебічної оцінки цілісності ізоляції.

3. Дослідження технології УФ-зображення для перевірки електрообладнання

Постійні дослідження в області УФ-зображення для перевірки електрообладнання сприяють підвищенню надійності електроенергетичних систем. Ключові напрями досліджень включають калібрування УФ-детекції для електрообладнання та оцінку наслідків коронного розряду.

3.1 Калібрування УФ-детекції для електрообладнання
Калібрування є важливим напрямом досліджень. Стандартизовані методи калібрування значно покращують точність УФ-зображення та допомагають знизити вплив факторів середовища, таких як температура, вологість та висота. Однак, через складність УФ-калібрування, потрібні широкі дослідження для створення надійних та універсальних стандартів.

3.2 Оцінка наслідків коронного розряду
Оцінка наслідків коронного розряду є важливою підтримуючою технологією. Умови середовища можуть сильно впливати на інтенсивність корони, що робить складним прямо зв'язати УФ-активність з наявністю або ступенем дефектів. Тому, потрібні подальші дослідження для розробки стійких моделей оцінки. Незважаючи на це, ефективна оцінка наслідків може значно підвищити здатність виявлення дефектів УФ-зображення та значно внести в покращення надійності електрообладнання.