熊俊　王劍韜　謝劍翔

摘 要：電暈放電是一種在高壓電器設(shè)備中常見(jiàn)的現(xiàn)象，紫外光電暈檢測(cè)技術(shù)是一種當(dāng)前最成熟的電暈放電評(píng)價(jià)技術(shù)，檢測(cè)結(jié)果影響到設(shè)備的從設(shè)計(jì)到維護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)電力設(shè)備的安全及有效運(yùn)行具有重大意義。因此，文章對(duì)高壓電氣設(shè)備就電暈放電問(wèn)題的檢測(cè)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論。

關(guān)鍵詞：高壓電暈放電；設(shè)備檢測(cè)；狀態(tài)診斷

電氣設(shè)備尤其是高壓電器設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象，因?yàn)閷?dǎo)體的電勢(shì)超過(guò)場(chǎng)強(qiáng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電暈，且電壓等級(jí)越高，高壓電器設(shè)備的電暈就會(huì)越強(qiáng)烈。高壓電氣設(shè)備的放電形式主要包括電弧放電、火花放電、電暈放電等。無(wú)論是最終發(fā)生哪種形式的放電現(xiàn)象，都會(huì)發(fā)生空氣電離從而產(chǎn)生輻射出光和聲波的現(xiàn)象。紫外成像檢測(cè)的就是這種空氣電離產(chǎn)生的紫外光圖譜。

1 紫外成像在檢測(cè)中的應(yīng)用

1.1 放電強(qiáng)度的依據(jù)

一般高壓電器設(shè)備電暈放電主要是以一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光子總數(shù)作為判定分級(jí)參照。依據(jù)強(qiáng)度的不同劃分為從低到高三級(jí)：輕度集中、中度集中、高度集中。

紫外成像檢測(cè)設(shè)備以工作方式的不同劃分為集中、活動(dòng)兩種不同模式。集中模式把一段時(shí)間內(nèi)的紫外線(xiàn)光信號(hào)儲(chǔ)存并按照一定的算法進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，對(duì)設(shè)備放電的情況有一個(gè)總體的了解；活動(dòng)模式是主要是進(jìn)行實(shí)時(shí)情況監(jiān)測(cè)，有利于對(duì)放電現(xiàn)象進(jìn)行分析和定量。在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中兩種模式的效果不同，一般情況下活動(dòng)模式的光子數(shù)的變化較大，幾十到幾百的變化都屬于正常的變化范圍，這也看出了電暈放電的不穩(wěn)定性；集中模式恰恰相反，表現(xiàn)的比較穩(wěn)定，這樣也便于對(duì)光子的記錄及分析。所以，采用紫外成像儀對(duì)光子的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)，可以對(duì)放電的強(qiáng)度起到重要的參考作用。

1.2 檢測(cè)時(shí)注意事項(xiàng)

（1）選擇合適的檢測(cè)時(shí)機(jī)。在設(shè)備運(yùn)行之前進(jìn)行紫外成像檢測(cè)是非常重要的，并且要將檢測(cè)的結(jié)果存檔，這樣就可以及時(shí)掌握數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。紫外成像檢測(cè)另外一個(gè)重要的目的就是檢測(cè)設(shè)備是否完好，這樣，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候可以及時(shí)維修。

（2）背景噪聲點(diǎn)處理。紫外成像儀雖然是比較先進(jìn)的設(shè)備檢測(cè)儀器，但是仍存在很多不足。檢測(cè)過(guò)程中儀器會(huì)收集到少部分的外部紫外光，會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生很大的干擾。在這種情況下，所收集到的外部紫外光會(huì)以紫外噪聲點(diǎn)的形式表現(xiàn)出來(lái)，只有及時(shí)對(duì)噪聲點(diǎn)進(jìn)行歸零化處理，才能減少影響。

（3）檢測(cè)的位置和距離的選擇。在不同位置的觀測(cè)中我們發(fā)現(xiàn)，在有效觀測(cè)范圍內(nèi)，放電電離空氣激發(fā)的紫外光強(qiáng)度與觀測(cè)距離二次方成反比。因此，在滿(mǎn)足安全條件下應(yīng)該盡量在接近設(shè)備的位置測(cè)試設(shè)備。

（4）檢測(cè)靈敏度的調(diào)節(jié)。在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，可以注意到電暈放電強(qiáng)度往往容易受到設(shè)備運(yùn)行電壓、檢測(cè)位置、環(huán)境因素的影響。在外在因素的影響下，同一放電點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果也會(huì)存在較大差距。在我們檢測(cè)之前，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)條件以及檢測(cè)環(huán)境做充分的了解，在調(diào)節(jié)儀器靈敏度的同時(shí)，可以充分提高檢測(cè)設(shè)備的靈敏度，這樣所檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果較具有說(shuō)服力。

2 電暈放電檢測(cè)效果分析

高壓變電站進(jìn)行帶電調(diào)試，也就是在高壓運(yùn)行狀況下進(jìn)行檢測(cè)，下面是實(shí)際檢測(cè)結(jié)果的分析，從中可以檢驗(yàn)紫外檢測(cè)儀的實(shí)際效果。

（1）如圖1，不同類(lèi)型變壓器的放電強(qiáng)弱是不同的，在端部被屏蔽中，才會(huì)達(dá)到很明顯的效果，對(duì)于均壓環(huán)的設(shè)計(jì)比較合理。

（2）避雷器可以采用多種結(jié)構(gòu)，下圖為均勻環(huán)管結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)環(huán)形的直徑較小，金屬表面的尖端在電場(chǎng)感應(yīng)下電勢(shì)較高，會(huì)產(chǎn)生尖端放電。從電暈放電的檢測(cè)結(jié)果分析，在1000kV下，不同結(jié)構(gòu)之間的放電效應(yīng)存在很大差距?？偟膩?lái)看，可采納三環(huán)體系的避雷器，該體系的運(yùn)行狀態(tài)較好。

（3）導(dǎo)線(xiàn)電暈放電的檢測(cè)情況如圖3。金具、導(dǎo)線(xiàn)、絕緣層表面具有較好的電暈放電狀態(tài)。

（4）如圖4是1000kV支柱型絕緣的檢測(cè)情況。絕緣支柱與頂部電暈放電效應(yīng)之間感應(yīng)比較強(qiáng)烈。主要是由于均壓環(huán)之間的環(huán)口徑較小，且單環(huán)端部上的連線(xiàn)比較突出，這樣就會(huì)存在著很大的設(shè)計(jì)缺陷。

（5）圖5和圖6是支柱型絕緣異常情況下的檢測(cè)情況。1000kV設(shè)備在所有設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中具有很較大強(qiáng)度的電暈放電現(xiàn)象，電暈形態(tài)所呈現(xiàn)的是不間斷爆發(fā)性比安裝在其他位置上的支柱絕緣所發(fā)生的現(xiàn)象更加嚴(yán)重。在這樣的情況下，應(yīng)該深度說(shuō)明電場(chǎng)在支柱絕緣末端最高，因?yàn)榫鶋涵h(huán)比較小，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不是很合理。

從圖中兩個(gè)時(shí)間的檢測(cè)結(jié)果可以看出，與剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)相比，后面時(shí)間由于設(shè)備的尖端變得平滑，電暈放電的情況得到很大改善。

3 運(yùn)行狀態(tài)結(jié)果評(píng)價(jià)

（1）應(yīng)用紫外線(xiàn)成像技術(shù)對(duì)指定型號(hào)的電氣設(shè)備進(jìn)行放電情況分析，能夠直接體現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)電暈放電的放電形態(tài)和部位，可以對(duì)電氣設(shè)備各方面工作進(jìn)行綜合性的評(píng)價(jià)。

（2）從檢測(cè)結(jié)果可見(jiàn)，在設(shè)計(jì)和制造1000kV類(lèi)型的高壓設(shè)備時(shí)，需要著重考慮到電場(chǎng)分布狀況、設(shè)備構(gòu)造的合理性和適當(dāng)處理使設(shè)備表面盡量光滑等等，這樣就可以在一定程度上減少電暈放電現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，紫外成像儀是目前在高壓電器設(shè)備檢測(cè)中最先進(jìn)的儀器，紫外成像技術(shù)也在這一領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，實(shí)踐證明這是值得研究和推廣的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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