目前我國利用儀器檢測高壓設(shè)備放電情況的技術(shù)，比較先進(jìn)有利用超聲波檢測、利用紅外熱像儀檢測等。超聲波檢測的原理是接收放電時發(fā)出的超聲波，將其轉(zhuǎn)換為人類可聽見的聲音，再根據(jù)其信號的強(qiáng)弱判斷放電的位置和強(qiáng)度。這種方法很難直觀地準(zhǔn)確定位距離較遠(yuǎn)的放電點(diǎn)，定量分析也十分困難；另外，還可用紅外熱像儀檢測放電積累或者漏電流引起的溫升，國內(nèi)有很多專家深入探討了溫升與設(shè)備損壞程度之間的關(guān)系，但這畢竟是一種間接檢測放電的方法。相比之下，利用紫外成像技術(shù)可以直接觀察放電情況，使得現(xiàn)場人員能迅速準(zhǔn)確定位放電點(diǎn)，并可通過所記錄的動態(tài)錄像來分析放電的危害程度。彼岸公司相繼于2002年8月、9月在國內(nèi)幾個大城市電力企業(yè)的高壓試驗(yàn)室進(jìn)行了紫外成像儀的應(yīng)用試驗(yàn)，并在高壓現(xiàn)場進(jìn)行了檢測。本文對這些試驗(yàn)和檢測進(jìn)行歸納和探討。

　　2 紫外成像原理與檢測方法

　　在高壓設(shè)備電離放電（Discharge）時，根據(jù)電場強(qiáng)度（或高壓差）的不同，會產(chǎn)生電暈（Corona）、閃絡(luò)（Flash-Over）或電弧（ Electric Arc）。電離過程中，空氣中的電子不斷獲得和釋放能量。當(dāng)電子釋放能量即放電時，會輻射出光波和聲波，還有臭氧、紫外線、微量的硝酸等。紫外成像技術(shù)，就是利用特殊的儀器接收放電產(chǎn)生的紫外線信號，經(jīng)處理后成像并與可見光圖像疊加，達(dá)到確定電暈的位置和強(qiáng)度的目的，從而為進(jìn)一步評價(jià)設(shè)備的運(yùn)行情況提供依據(jù)。紫外線的波長范圍是40~400nm（見圖一），太陽光中也含紫外線，但由于地球的臭氧層吸收了部分波長的紫外線，實(shí)際上輻射到地面上的太陽紫外線波長大都在300nm以上，濕度傳感器探頭, 不銹鋼電熱管, PT100傳感器, 流體電磁閥,鑄鋁加熱器,加熱圈

低于300nm的波長區(qū)間被稱為太陽盲區(qū)（Solar Blind）。

　　空氣的主要成分是氮?dú)猓獨(dú)怆婋x時產(chǎn)生紫外線的光譜大部分處于波長280~400nm的區(qū)域內(nèi)，只有一小部分波長小于280nm。小于280nm的紫外線處于太陽盲區(qū)內(nèi)，若能探測到，只可能是來自地球上的輻射。我們這次應(yīng)用試驗(yàn)所用的*新一代紫外成像儀CoroCAM IV+，其原理就是利用這一段太陽盲區(qū)，通過安裝特殊的濾鏡，使儀器工作在紫外波長240~280nm之間，從而在白天也能觀測電暈。CoroCAM III及前幾代產(chǎn)品，由于受太陽光中紫外線干擾太明顯，只能在白天限制使用或者干脆只能在晚上使用。

　　由于電暈一般在正弦波的波峰或波谷產(chǎn)生，且高壓設(shè)備的電暈在放電初期總是不連續(xù)、瞬間即逝的，紫外成像儀根據(jù)電暈的這個特性，在觀測電暈時，有兩種模式供選擇。一種是活動模式（圖五），實(shí)時觀察設(shè)備的放電情況，并實(shí)時顯示一個與一定區(qū)域內(nèi)紫外線光子總量成比例關(guān)系的數(shù)值，便于定量分析和比較分析。另一種是集成模式，將一定時間區(qū)域內(nèi)（該區(qū)域長短可調(diào)）的紫外線光子顯示并保留在屏幕上，按照先進(jìn)先出（FIFO）和動態(tài)平均的算法實(shí)時更新。該模式下若正確調(diào)節(jié)儀器，可清楚地看到設(shè)備放電區(qū)域的形狀和大小（圖二、三、四、六、七）。

　　3 應(yīng)用

　　凡是有外部放電的地方都能用儀器觀察得到電暈，這意味著該技術(shù)在高壓帶電檢測領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。我們在一些絕緣子廠、變電站、中試所進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，根據(jù)我們的試驗(yàn)情況，大致歸納了以下幾個方面的應(yīng)用：

　　3．1導(dǎo)線架線時拖傷、運(yùn)行過程中外部損傷（例如人為用石頭砸傷）、斷股、散股檢測（圖二，攝于成都龍王500KV變電站）。導(dǎo)線表面或內(nèi)部變形都可能導(dǎo)致其附近電場強(qiáng)度變強(qiáng)，在滿足條件時會產(chǎn)生電暈。這種電暈用人工方式難以判斷，但用紫外成像技術(shù)可輕松檢測到。這對于日常巡查和檢驗(yàn)工程質(zhì)量很有意義。

　　3．2檢查高壓設(shè)備的污染程度。污染物通常表面粗糙，在一定電壓條件下會產(chǎn)生放電。導(dǎo)線的污染程度、絕緣子上污染物的分布情況等（圖三，攝于成都龍王500KV變電站，當(dāng)時觀察污染嚴(yán)重），都可利用該技術(shù)有效地進(jìn)行分析。若配合使用高倍望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，可為制定科學(xué)的檢修計(jì)劃、防止污閃和爬電的發(fā)生提供有力的參考依據(jù)。

　　3．3 運(yùn)行中絕緣子的劣化。劣化絕緣子產(chǎn)生電暈有多種原因，劣化積污導(dǎo)致鹽密過大，在一定條件下會產(chǎn)生放電，本身劣化也會放電，劣化、鹽密與放電之間的具體關(guān)系有待于進(jìn)一步研究。還有絕緣子在什么情況下會觀察到放電，觀察到放電究竟意味著什么，也有待國內(nèi)有關(guān)專家深入探討（圖四，攝于南寧500KV變電站附近，當(dāng)時該線路投運(yùn)不到一年，污染的可能性不大，但從不同方向看，只有該處電暈十分明顯。由于該變電站供電任務(wù)較重，加之對紫外成像的作用認(rèn)識不深，當(dāng)時只是建議超高壓局重點(diǎn)觀察，并沒有停電檢查）。但有一點(diǎn)可以肯定，利用紫外成像技術(shù)在一定靈敏度、一定距離內(nèi)可觀察到放電，使得對劣化的絕緣子進(jìn)行定位、定量的測量并評估其危害性成為可能，這在以前是非常困難的。

　　3．4 高壓產(chǎn)品的絕緣缺陷檢測。在對試驗(yàn)品進(jìn)行電氣耐壓試驗(yàn)時用紫外成像儀進(jìn)行觀察，若在試驗(yàn)時發(fā)生閃絡(luò)（圖五，攝于某絕緣子廠，試品達(dá)不到耐壓值），則試品肯定不合格。若觀察到電暈（圖六，攝于某絕緣子廠，試品中部有缺陷），則應(yīng)根據(jù)電力產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)形狀、使用情況以及其它同類產(chǎn)品的測試結(jié)果來綜合評估是不是絕緣缺陷、缺陷的嚴(yán)重程度等。另外，紫外成像的檢測結(jié)果可為電力產(chǎn)品的絕緣診斷與壽命預(yù)測提供大量信息，可建立綜合檔案資料，以便更好地診斷、分析、評估，甚至形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　3．5 高壓變電站及線路的整體維護(hù)。由于我國氣候濕潤，加上近年工業(yè)化進(jìn)程加快，環(huán)保力度不夠，一般大城市高壓變電站內(nèi)放電點(diǎn)隨處可見。傳統(tǒng)的放電異常判別方法有聽聲音和夜間觀察放電等。由于很多設(shè)備的放電并不影響其正常運(yùn)行，所以聽聲音的方法無法排除干擾因素和主觀因素，且受偵測距離的限制，通常不能作為判斷的充分依據(jù)。當(dāng)絕緣設(shè)備放電到了夜間可看到可見光的時候，已經(jīng)是十分嚴(yán)重了，很多事故正是在絕緣設(shè)備未見可見光放電的情況下突然閃絡(luò)擊穿引起的。應(yīng)用紫外成像技術(shù)，可以在地面或直升機(jī)上**掃描變電站和線路上的設(shè)備，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷哪些電暈是正常的，哪些是不正常的（圖七，攝于成都龍王500KV變電站），動態(tài)監(jiān)督異常現(xiàn)象的發(fā)展速度，為采取合理的維護(hù)措施提供可靠的依據(jù)。

　　3．6 尋找無線電干擾源。高壓設(shè)備的放電會產(chǎn)生強(qiáng)大的無線電干擾，影響到附近的通訊、電視信號的接收等，使用紫外成像技術(shù)可迅速找到無線電干擾源。

　　4 結(jié)束語

　　實(shí)踐證明，紫外成像技術(shù)能有效、直觀地觀測到高壓設(shè)備放電的情況，為帶電檢測提供了新的強(qiáng)大的診斷手段，且發(fā)展到了可在白天進(jìn)行檢測的水平。紫外成像技術(shù)與紅外成像技術(shù)是互補(bǔ)關(guān)系，紫外檢測放電異常，紅外檢測發(fā)熱異常，原理完全不同，各自具有不可互替的優(yōu)點(diǎn)，檢測目的、應(yīng)用方法也各具特性。可以預(yù)見，這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，將會大大增強(qiáng)高壓設(shè)備故障點(diǎn)的**檢測能力，也為高壓產(chǎn)品的可靠性研究提供了綜合手段。紫外成像技術(shù)在高壓設(shè)備帶電檢測中的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止本文提到的六個方面，還有更多的應(yīng)用空間有待拓展。我國在紫外成像研究和應(yīng)用方面投入較少，值得引起有關(guān)部門的重視，加快這項(xiàng)技術(shù)的研究和推廣進(jìn)程。