基于紫外和红外联合检测的高压设备故障
诊断的研究
高压输变电设备在长期的电、热、机械和环境因素的作用下可能会出现缺陷或故障,导致绝缘性能会逐步下降,在某些情况下,随着绝缘性能的降低而出现结构缺陷;或者,由于表面污秽和湿度的增加而会产生泄漏电流增加、电晕或表面局部放电现象,它们将严重影响特高压电网的设备安全。绝缘性能劣化的高压设备在绝缘完全失效之前往往伴随有早期的异常发热或者放电征兆信号,发热伴随有红外线的辐射,而放电伴随有紫外线辐射,因此通过高灵敏度的仪器检测红外和紫外光信号可间接地评估运行设备的绝缘状况并及时发现设备缺陷,对保障电网的安全可靠运行具有重要的意义。
目前电力系统中探测红外光信号和紫外光信号比较行之有效的方法是红外成像和紫外成像法,尽管两种方法探测的都是光辐射信号,但其原理存在较大的差异,红外成像法一般探测的是7.5-13um的红外波段的光信号,反映的是设备温度分布上的差异,而这种温度的差异主要是由电流分布不同而引起,但在工程实际中有些设备存在缺陷并不会造成电流的明显增加,但有可能会引起放电现象;日盲紫外成像法探测的是0.24-0.28um波段的紫外光信号,反映的是放电现象,但在工程实际中,很多缺陷虽然可导致局部场强的增加,但其电场强度往往还不足以形成放电,因而使得紫外成像法无法检测到其缺陷;或者即使形成了放电,但放电点可能在设备的内部,因而也无法被紫外成像仪所探测,但这种缺陷有可能会导致温度的异常升高从而被红外成像仪所探测。
基于上述分析可知,单纯的利用红外或紫外成像法来检测高压设备的绝缘缺陷都存在
一定的不足,存在缺陷漏检的可能性,因此有必要应用紫外和红外成像法对高压设备进行联合检测,这样不仅可以降低漏检的可能性,还可获得更多的信息量,从而提高检测的准确度和有效性,及时发现设备的绝缘缺陷,为变电站及线路维护提供有效手段。
随着我国输电电压等级的提高,对高压设备运行的可靠性提出了更高的要求,传统的绝缘缺陷检测方法往往需要停电,难以适应现代电网状态检修的发展趋势,而红外和紫外成像法检测的是红外和紫外光信号,可灵敏的发现高压设备的异常温度分布或者放电现象,相对于传统的放电检测方法,具有以下的优点:(1)能够以远距离、非接触、快速地以在线检测方式获取设备的运行状态信息;(2)分辨率高、形象直观、不受电磁干扰、安全可靠和效益投资比高等优点;(3)可以在不停电、不取样、不解体的状况下进行故障的诊断分析,不需要另备辅助信号源和各种检测装置,使得该检测方法手段单一、操作方便。因而可以说,红外和紫外成像技术是维护高压电网安全可靠运行的一项行之有效的现代化技术手段,对推动我国电网的状态检修具有重要的意义。