紫外成像理论及在电力带电检测中的应用[严选材料]课件.ppt

1、紫外成像理论及在电力紫外成像理论及在电力带电检测中的应用带电检测中的应用1知识特选l紫外成像的原理l紫外技术的发展l紫外成像仪的主要功能l紫外成像仪的应用l提问与交流2知识特选3知识特选4知识特选5知识特选6知识特选一、紫外成像的原理一、紫外成像的原理日常生活中可发出紫外线的物体或现象：太阳火焰电焊闪电放电这些现象有什么共同点？这些现象有什么共同点？发光？发光？发热？发热？燃烧？燃烧？都有一个其他能量都有一个其他能量激烈地激烈地转换成转换成光能光能的过程的过程7知识特选太阳发出各种波长的紫外线臭氧层吸收波长为240-280纳米的紫外线这个波段被称为太阳盲区（Solar Blind）地面上的紫外

2、源地面上的紫外源发出各种波长的紫外线CoroCAM IV+/504只接收只接收240-280纳米纳米的紫外线的紫外线8知识特选 在高压设备电离放电时，根据电场强度（或高压差）的不同，会产生电晕、闪络或电弧。电离过程中，空气中的电子不断获得和释放能量。当电子释放能量即放电时，会辐射出光波和声波，还有臭氧、紫外线、微量的硝酸等。紫外成像技术，就是利用特殊的仪器接收放电产生的紫外线信号，经处理后成像并与可见光图像叠加，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评价设备的运行情况提供依据。9知识特选 最新的紫外成像仪利用紫外线束分离器将输入的影像分离成两个部分。它用盲光滤光器过滤掉太阳光，并将第一部

3、分的影像传送到一个影像放大器上，因为电晕放电会发射出230-405nm范围内的紫外线，而紫外光滤波器的工作范围为240-280nm，这个比较窄的波长范围内产生的影像信号也比较微弱（因为电晕信号只包括很少的光子），因此影像放大器的工作是将微弱的影像信号变成可视的影像。因没有太阳光辐射的影响，可以得到高清晰的图像。影像放大器将紫外光影像发送到一个装有CCD装置的照相机中，而同时被探测目标的影响被发送到第二台标准的视频照相机内，特殊的影像处理工艺 将两个影像叠加起来，最后生成显示绝缘子，导线或其它输电线路元件及其电晕的图像。10知识特选CoroCAM紫外成像仪观察放电的成像原理1、高压放电（电离）过

4、程中会产生紫外线2、紫外通道：紫外线探测器接收紫外线并成像3、可见光通道与紫外通道叠加，两个通道视场角一致紫外线紫外线可见光可见光光学上分成两路TV CameraUV Detector视频叠加最后得到紫外图像11知识特选u 世界上的紫外成像仪初步可以分为三代产品：u 第一代紫外成像仪结构比较简单，仪器内部有宽带通滤波器，可接收较宽波段的紫外线，成像后与可见光叠加。由于工作波段没有避开太阳盲区波段（Solar Blind），所以仪器不能在阳光下进行操作，主要用于在夜间、阴天或者室内检测高压设备的电气放电。u 这代产品以南非CoroCAM I和俄罗斯的菲林-6为典型代表。12知识特选CoroCAM

5、 I紫外成像仪与紫外图像13知识特选 u 第二代紫外成像仪采用了窄带通紫外滤波技术，通过紫外滤波，使仪器只工作在240-280nm的太阳盲区波段。由于该波段避开了阳光的干扰，仪器可以直接在强太阳光下正常操作，实现了白天户外检测，更加适合于现场应用，用户也更广泛。u 这一代产品主要是CoroCAM IV+和以色列的Daycor 2，它具有初步的紫外图像数字处理功能，仪器观测分为“活动”与“集成”两种模式，在集成模式下，通过调节参数可滤除部分地面紫外源的干扰。14知识特选CoroCAM IV+紫外成像仪与紫外图像15知识特选u第三代紫外成像仪主要指CoroCAM 504，它在第二代的基础上进行了较

6、大改进，主要有：u针对紫外图像通道增加了参数可调节的数字积分滤波器，操作者通过调节积分参数，可有效避开来自地面的紫外线干扰，显现设备放电点；u同时保留了太阳盲区工作波段和全紫外工作波段，具有NightView菜单，可在两种波段范围之间进行切换，使得仪器具有第一代和第二代紫外成像仪的主要特征。16知识特选CoroCAM 504紫外成像仪与紫外图像17知识特选 由于电晕一般在正弦波的波峰或波谷产生，且高压设备的电晕在放电初期总是不连续、瞬间即逝的，紫外成像仪根据电晕的这个特性，在观测电晕时，有两种模式供选择。三、紫外成像仪的功能三、紫外成像仪的功能18知识特选 一种是活动模式，实时观察设备的放电情

7、况，并实时显示一个与一定区域内紫外线光子总量成比例关系的数值，便于定量分析和比较分析。另一种是集成模式，将一定时间区域内（该区域长短可调）的紫外线光子显示并保留在屏幕上，按照先进先出（FIFO）和动态平均的算法实时更新。该模式下若正确调节仪器，可清楚地看到设备放电区域的形状和大小。19知识特选CoroCAM IV+仪器有两种模式对紫外线进行成像:活动模式（活动模式（live+count）：）：实时显示目标放电的情况，可 进行增益调节。20知识特选集成模式（集成模式（intergrate）：）：采用“先进先出”（FIFO）的算法，对一定时间段内的紫外图像进行处理。该算法可对紫外线干扰进行衰减。使

8、用者可进行增益和集成时间长短的调节。集成模式需要用到三角架。若干帧图像的紫外信号新的图像老的图像21知识特选仪器的其他主要功能紫外通道的焦距可调紫外图像的颜色可调可将远处目标用可见光拉近 22知识特选四四、紫外成像仪的应用、紫外成像仪的应用 紫外成像仪虽然原理和功能都很简单，但应用却相当广泛，也比较复杂，有以下特点。1、任何高压设备，只要有一定强度的放电，就能用紫外成像仪看得到。2、高压设备产生放电，有的是正常的，有的虽然不正常，但是几乎不影响系统的正常运行。3、根据放电异常来判断设备故障，缺乏明确的经验、标准和理论依据，目前很多客户正在这方面努力。23知识特选根据仪器的应用情况来看，客户已经

9、普遍接受红外热像仪，很容易用红外的标准来衡量紫外仪器的功能和用途。实际上，这两种仪器检测的角度完全不同，方法也需要有所不同。红外：电流通过电阻引起设备本身发热，不一定有放电紫外：设备耐受电压时局部电场强度过大，空气电离放电，不一定有发热。24知识特选所以，紫外应用过程中，应该发挥仪器的长处，重点放在以下几个方面：1、放电的位置2、各种同类设备放电情况的对比3、同一设备不同条件（时间、天气、电压等）的对比4、关注整个放电的过程25知识特选几类典型的应用介绍几类典型的应用介绍1、导线散股、断股、损伤、污染、毛刺 均压环损伤、污染、毛刺26知识特选27知识特选28知识特选 导线架线时拖伤、运行过程中

10、外部损伤（例如人为用石头砸伤）、断股、散股检测。导线表面或内部变形都可能导致其附近电场强度变强，在满足条件时会产生电晕。这种电晕用人工方式难以判断，但用紫外成像技术可轻松检测到。这对于日常巡查和检验工程质量很有意义。29知识特选2、绝缘子裂纹、劣化、污染30知识特选31知识特选32知识特选33知识特选 劣化绝缘子产生电晕有多种原因，劣化积污导致盐密过大，在一定条件下会产生放电，本身劣化也会放电，劣化、盐密与放电之间的具体关系有待于进一步研究。还有绝缘子在什么情况下会观察到放电，观察到放电究竟意味着什么，也有待国内有关专家深入探讨。但有一点可以肯定，利用紫外成像技术在一定灵敏度、一定距离内可观察

11、到放电，使得对劣化的绝缘子进行定位、定量的测量并评估其危害性成为可能，这在以前是非常困难的。34知识特选3、带电水冲洗（1）35知识特选3、带电水冲洗（2）36知识特选4、特高压应用37知识特选38知识特选39知识特选5、高原应用40知识特选41知识特选42知识特选43知识特选6、高压产品的绝缘缺陷检测 44知识特选45知识特选46知识特选47知识特选 在对试验品进行电气耐压试验时用紫外成像仪进行观察，若在试验时发生闪络，则试品肯定不合格。若观察到电晕，则应根据电力产品的材料、结构形状、使用情况以及其它同类产品的测试结果来综合评估是不是绝缘缺陷、缺陷的严重程度等。另外，紫外成像的检测结果可为电

12、力产品的绝缘诊断与寿命预测提供大量信息，可建立综合档案资料，以便更好地诊断、分析、评估，甚至形成行业标准。48知识特选7、高压变电站及线路的整体维护 49知识特选50知识特选51知识特选52知识特选53知识特选五、紫外成像仪的使用技巧五、紫外成像仪的使用技巧利用紫外成像仪进行设备检测包括：l导线外伤探测l高压设备污秽检查l劣化绝缘子检查定位l高压设备外绝缘缺陷检查l变电站和线路的整体维护54知识特选 在设备检测时，我们利用紫外成像仪进行观测和记录。要针对不同的情况作不同的调整，才能达到更好的效果。观测观察设备的实时情况，建议采用活动模式，适当调节增益及阙值，使现象更明显、易于观察。通过观测，我

13、们会发现设备发生放电一般会产生两种现象，即持续放电和间歇性放电。保存图片由于放电现象存在不连续性，记录图片时存在延时。为了获得更好的图片效果，建议采用集成模式，适当调整增益，阙值和滤波器。记录录像录像可以记录一段时间内的放电情况，建议采用活动模式，精确调整增益，阙值与紫外通道焦距，记录下设备放电的具体情况。55知识特选检测经验交流设备可能出现放电的原因：1.导线导线散股、断股、损伤、污染、毛刺引起；导线连接处不紧密、线夹不紧。2.绝缘子绝缘子脏污、劣化、受潮、损伤、工艺粗糙引起。3.其他设备脏污、损伤、连接不紧密、工艺等引起。判断：1.被观测物的位置及情况、排除其他干扰，如导线是否架空，是否有线夹或接头。2.放电位置及放电对象，如均压环弯角对空气放电可能由于工艺或脏污导致，绝缘子瓷片对其他绝缘子片放电则可能是损伤或劣化。3.同类比较。56知识特选Q&A提问与解答57知识特选谢 谢！58知识特选