Chụp ảnh tia cực tím cho thiết bị điện: Ứng dụng Phát hiện và Tiến bộ Nghiên cứu

1. Nguyên tắc của Công nghệ Hình ảnh Tia cực tím

Công nghệ hình ảnh tia cực tím (UV) tận dụng hiện tượng phóng điện corona và các hiện tượng phóng điện cục bộ khác, xảy ra khi áp suất điện cục bộ trên dây dẫn hoạt động vượt quá ngưỡng tới hạn, ion hóa không khí xung quanh và tạo ra corona. Trong quá trình hoạt động của thiết bị điện, corona, chập điện hoặc hồ quang thường xuất hiện do lỗi thiết kế, khuyết tật sản xuất, lắp đặt không đúng cách hoặc bảo trì không đầy đủ. Trong những trường hợp phóng điện này, electron trong không khí giải phóng năng lượng, phát ra bức xạ tia cực tím. Đặc điểm của corona, chập điện hoặc hồ quang thay đổi đáng kể tùy thuộc vào cường độ điện trường trong quá trình ion hóa.

Công nghệ hình ảnh UV sử dụng các thiết bị chuyên dụng để thu thập tín hiệu UV được tạo ra bởi các hiện tượng phóng điện. Các tín hiệu này được xử lý và chồng lên hình ảnh ánh sáng nhìn thấy, cho phép xác định chính xác vị trí và cường độ của corona, từ đó cung cấp cơ sở tin cậy để đánh giá hiệu suất tổng thể và trạng thái hoạt động của thiết bị điện. Ngoài ra, hệ thống hình ảnh UV sử dụng một phân tách tia cực tím để chia ánh sáng đi vào thành hai đường, hướng một phần đến bộ tăng cường hình ảnh.

Vì phóng điện corona chủ yếu phát ra tia cực tím trong dải bước sóng 230 nm đến 405 nm - và công nghệ hình ảnh UV thường hoạt động trong dải hẹp 240 nm đến 280 nm - tín hiệu kết quả tự nhiên rất yếu. Bộ tăng cường hình ảnh làm tăng tín hiệu mờ nhạt này thành hình ảnh có thể nhìn thấy, đạt được khả năng hiển thị độ phân giải cao trong điều kiện không có bức xạ tia cực tím từ mặt trời. Hơn nữa, bằng cách tích hợp máy ảnh CCD và áp dụng xử lý hình ảnh đặc biệt, hệ thống hình ảnh UV có thể chồng hình ảnh tia cực tím và ánh sáng nhìn thấy, cuối cùng tạo ra một hình ảnh tổng hợp hiển thị rõ ràng cả thiết bị điện và hoạt động corona liên quan.

2. Ứng dụng của Công nghệ Phát hiện Hình ảnh UV trong Kiểm tra Thiết bị

Công nghệ phát hiện hình ảnh UV được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện để đánh giá ô nhiễm, phát hiện phóng điện trên cách điện, bảo dưỡng đường dây truyền tải và nhận dạng khuyết tật cách điện. Các phần sau đây phân tích các ứng dụng chính của nó.

2.1 Kiểm tra Ô nhiễm
Kiểm tra ô nhiễm là nền tảng của ứng dụng hình ảnh UV trong hệ thống điện. Các chất ô nhiễm trên bề mặt thiết bị điện thường không đồng đều và có thể gây ra phóng điện dưới áp suất điện. Bằng cách đánh giá mức độ ô nhiễm của dây dẫn và phân bố của chất ô nhiễm trên cách điện, nhân viên có thể phát hiện và phân tích hiệu quả tình trạng thiết bị. Thông tin này cung cấp cơ sở vững chắc để thiết kế và thực hiện các chiến lược bảo dưỡng và làm sạch hiệu quả.

2.2 Phát hiện Phóng điện trên Cách điện
Phát hiện phóng điện trên cách điện là một ứng dụng quan trọng của hình ảnh UV. Ô nhiễm bề mặt cách điện có thể tạo ra corona nhìn thấy bằng tia cực tím, cũng như sự suy giảm nội tại của cách điện. Khi sử dụng hình ảnh UV để phát hiện, nhân viên nên tiến hành kiểm tra ở mức độ nhạy cảm và khoảng cách phù hợp để phát hiện hiệu quả hoạt động phóng điện. Điều này cho phép xác định chính xác và định lượng cách điện bị suy giảm, cho phép đánh giá chính xác tác động tiềm năng của chúng đối với độ tin cậy của hệ thống.

2.3 Bảo dưỡng Đường Dây Truyền Tải
Bảo dưỡng đường dây truyền tải là một trường hợp sử dụng quan trọng của hình ảnh UV. Các phương pháp truyền thống, như kiểm tra bằng âm thanh hoặc quan sát trực quan vào ban đêm, có nhiều hạn chế. Nhiều trường hợp phóng điện không ngay lập tức ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị, khiến việc phát hiện bằng âm thanh trở nên khó khăn, trong khi các phương pháp quan sát trực quan vào ban đêm bị ảnh hưởng nặng nề bởi khoảng cách và điều kiện môi trường. Ngược lại, các ứng dụng thực tế đã chứng minh rằng hình ảnh UV cho phép quét toàn diện các trạm biến áp và đường dây truyền tải. Nó phân biệt hiệu quả giữa hoạt động corona bình thường và bất thường, cho phép theo dõi động, phát hiện kịp thời các bất thường và đưa ra quyết định bảo dưỡng có căn cứ.

2.4 Phát hiện Khuyết tật Cách điện
Phát hiện khuyết tật cách điện là một ứng dụng lớn khác. Trong các bài kiểm tra chịu điện áp cao, hình ảnh UV cho phép nhân viên quan sát hiện tượng phóng điện theo thời gian thực. Sự xuất hiện của chập điện hoặc hồ quang chỉ ra hiệu suất cách điện kém. Nếu corona được quan sát, ý nghĩa của nó phải được đánh giá trong bối cảnh - xem xét vật liệu, cấu trúc, hình học và điều kiện sử dụng của thiết bị - để tiến hành đánh giá toàn diện về tính toàn vẹn cách điện.

3. Nghiên cứu về Công nghệ Hình ảnh Tia cực tím cho Kiểm tra Thiết bị Điện

Nghiên cứu đang diễn ra về hình ảnh tia cực tím cho kiểm tra thiết bị điện thúc đẩy sự tiến bộ trong độ tin cậy của hệ thống điện. Các lĩnh vực nghiên cứu chính bao gồm hiệu chuẩn phát hiện tia cực tím cho thiết bị điện và đánh giá hậu quả của hiện tượng phóng điện corona.

3.1 Hiệu chuẩn Phát hiện Tia cực tím cho Thiết bị Điện
Hiệu chuẩn là một trọng tâm nghiên cứu quan trọng. Các phương pháp hiệu chuẩn tiêu chuẩn cải thiện đáng kể độ chính xác của hình ảnh tia cực tím và giúp giảm thiểu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và độ cao. Tuy nhiên, do sự phức tạp của hiệu chuẩn tia cực tím, vẫn cần nghiên cứu sâu rộng để thiết lập các tiêu chuẩn đáng tin cậy và phổ quát.

3.2 Đánh giá Hậu quả của Hiện tượng Phóng điện Corona
Đánh giá hậu quả của hiện tượng phóng điện corona là một công nghệ hỗ trợ quan trọng. Điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến cường độ corona, khiến việc liên kết trực tiếp hoạt động tia cực tím với sự tồn tại hoặc mức độ khuyết tật trở nên khó khăn. Do đó, cần nghiên cứu thêm để phát triển các mô hình đánh giá mạnh mẽ. Tuy nhiên, việc đánh giá hậu quả hiệu quả có thể nâng cao đáng kể khả năng phát hiện lỗi của hình ảnh tia cực tím và đóng góp đáng kể vào việc cải thiện độ tin cậy của thiết bị điện.