紫外成像理論及在電力帶電檢測中的應用ppt課件

.,紫外成像理論及在電力帶電檢測中的應用,.,內(nèi)容安排,紫外成像的原理紫外技術(shù)的發(fā)展紫外成像儀的主要功能紫外成像儀的應用提問與交流,.,.,.,.,.,一、紫外成像的原理,日常生活中可發(fā)出紫外線的物體或現(xiàn)象：,太陽火焰電焊閃電放電,這些現(xiàn)象有什么共同點？,都有一個其他能量激烈地轉(zhuǎn)換成光能的過程,.,太陽發(fā)出各種波長的紫外線,.,在高壓設備電離放電時，根據(jù)電場強度（或高壓差）的不同，會產(chǎn)生電暈、閃絡或電弧。電離過程中，空氣中的電子不斷獲得和釋放能量。當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，達到確定電暈的位置和強度的目的，從而為進一步評價設備的運行情況提供依據(jù)。,.,最新的紫外成像儀利用紫外線束分離器將輸入的影像分離成兩個部分。它用盲光濾光器過濾掉太陽光，并將第一部分的影像傳送到一個影像放大器上，因為電暈放電會發(fā)射出230-405nm范圍內(nèi)的紫外線，而紫外光濾波器的工作范圍為240-280nm，這個比較窄的波長范圍內(nèi)產(chǎn)生的影像信號也比較微弱（因為電暈信號只包括很少的光子），因此影像放大器的工作是將微弱的影像信號變成可視的影像。因沒有太陽光輻射的影響，可以得到高清晰的圖像。影像放大器將紫外光影像發(fā)送到一個裝有CCD裝置的照相機中，而同時被探測目標的影響被發(fā)送到第二臺標準的視頻照相機內(nèi)，特殊的影像處理工藝將兩個影像疊加起來，最后生成顯示絕緣子，導線或其它輸電線路元件及其電暈的圖像。,.,CoroCAM紫外成像儀觀察放電的成像原理,1、高壓放電（電離）過程中會產(chǎn)生紫外線,2、紫外通道：紫外線探測器接收紫外線并成像,3、可見光通道與紫外通道疊加，兩個通道視場角一致,紫外線可見光,光學上分成兩路,TVCamera,UVDetector,視頻疊加,最后得到紫外圖像,.,二.紫外技術(shù)的發(fā)展,世界上的紫外成像儀初步可以分為三代產(chǎn)品：第一代紫外成像儀結(jié)構(gòu)比較簡單，儀器內(nèi)部有寬帶通濾波器，可接收較寬波段的紫外線，成像后與可見光疊加。由于工作波段沒有避開太陽盲區(qū)波段（SolarBlind），所以儀器不能在陽光下進行操作，主要用于在夜間、陰天或者室內(nèi)檢測高壓設備的電氣放電。這代產(chǎn)品以南非CoroCAMI和俄羅斯的菲林-6為典型代表。,.,CoroCAMI紫外成像儀與紫外圖像,.,第二代紫外成像儀采用了窄帶通紫外濾波技術(shù)，通過紫外濾波，使儀器只工作在240-280nm的太陽盲區(qū)波段。由于該波段避開了陽光的干擾，儀器可以直接在強太陽光下正常操作，實現(xiàn)了白天戶外檢測，更加適合于現(xiàn)場應用，用戶也更廣泛。這一代產(chǎn)品主要是CoroCAMIV+和以色列的Daycor2，它具有初步的紫外圖像數(shù)字處理功能，儀器觀測分為“活動”與“集成”兩種模式，在集成模式下，通過調(diào)節(jié)參數(shù)可濾除部分地面紫外源的干擾。,.,CoroCAMIV+紫外成像儀與紫外圖像,.,第三代紫外成像儀主要指CoroCAM504，它在第二代的基礎上進行了較大改進，主要有：針對紫外圖像通道增加了參數(shù)可調(diào)節(jié)的數(shù)字積分濾波器，操作者通過調(diào)節(jié)積分參數(shù)，可有效避開來自地面的紫外線干擾，顯現(xiàn)設備放電點；同時保留了太陽盲區(qū)工作波段和全紫外工作波段，具有NightView菜單，可在兩種波段范圍之間進行切換，使得儀器具有第一代和第二代紫外成像儀的主要特征。,.,CoroCAM504紫外成像儀與紫外圖像,.,由于電暈一般在正弦波的波峰或波谷產(chǎn)生，且高壓設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。,三、紫外成像儀的功能,.,一種是活動模式，實時觀察設備的放電情況，并實時顯示一個與一定區(qū)域內(nèi)紫外線光子總量成比例關系的數(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，按照先進先出（FIFO）和動態(tài)平均的算法實時更新。該模式下若正確調(diào)節(jié)儀器，可清楚地看到設備放電區(qū)域的形狀和大小。,.,CoroCAMIV+儀器有兩種模式對紫外線進行成像:,活動模式（live+count）：實時顯示目標放電的情況，可進行增益調(diào)節(jié)。,.,集成模式（intergrate）：采用“先進先出”（FIFO）的算法，對一定時間段內(nèi)的紫外圖像進行處理。該算法可對紫外線干擾進行衰減。使用者可進行增益和集成時間長短的調(diào)節(jié)。集成模式需要用到三角架。,若干幀圖像的紫外信號,新的圖像,老的圖像,.,儀器的其他主要功能,紫外通道的焦距可調(diào)紫外圖像的顏色可調(diào)可將遠處目標用可見光拉近,.,四、紫外成像儀的應用,紫外成像儀雖然原理和功能都很簡單，但應用卻相當廣泛，也比較復雜，有以下特點。,1、任何高壓設備，只要有一定強度的放電，就能用紫外成像儀看得到。2、高壓設備產(chǎn)生放電，有的是正常的，有的雖然不正常，但是幾乎不影響系統(tǒng)的正常運行。3、根據(jù)放電異常來判斷設備故障，缺乏明確的經(jīng)驗、標準和理論依據(jù)，目前很多客戶正在這方面努力。,.,根據(jù)儀器的應用情況來看，客戶已經(jīng)普遍接受紅外熱像儀，很容易用紅外的標準來衡量紫外儀器的功能和用途。,實際上，這兩種儀器檢測的角度完全不同，方法也需要有所不同。,紅外：電流通過電阻引起設備本身發(fā)熱，不一定有放電,紫外：設備耐受電壓時局部電場強度過大，空氣電離放電，不一定有發(fā)熱。,.,所以，紫外應用過程中，應該發(fā)揮儀器的長處，重點放在以下幾個方面：1、放電的位置2、各種同類設備放電情況的對比3、同一設備不同條件（時間、天氣、電壓等）的對比4、關注整個放電的過程,.,幾類典型的應用介紹,1、導線散股、斷股、損傷、污染、毛刺均壓環(huán)損傷、污染、毛刺,.,.,.,導線架線時拖傷、運行過程中外部損傷（例如人為用石頭砸傷）、斷股、散股檢測。導線表面或內(nèi)部變形都可能導致其附近電場強度變強，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工程質(zhì)量很有意義。,.,2、絕緣子裂紋、劣化、污染,.,.,.,.,劣化絕緣子產(chǎn)生電暈有多種原因，劣化積污導致鹽密過大，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系有待于進一步研究。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)有關專家深入探討。但有一點可以肯定，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、帶電水沖洗（1）,.,3、帶電水沖洗（2）,.,4、特高壓應用,.,.,.,5、高原應用,.,.,.,.,6、高壓產(chǎn)品的絕緣缺陷檢測,.,.,.,.,在對試驗品進行電氣耐壓試驗時用紫外成像儀進行觀察，若在試驗時發(fā)生閃絡，則試品肯定不合格。若觀察到電暈，則應根據(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)標準。,.,7、高壓變電站及線路的整體維護,.,.,.,.,.,五、紫外成像儀的使用技巧,利用紫外成像儀進行設備檢測包括：導線外傷探測高壓設備污穢檢查劣化絕緣子檢查定位高壓設備外絕緣缺陷檢查變電站和線路的整體維護,.,在設備檢測時，我們利用紫外成像儀進行觀測和記錄。要針對不同的情況作不同的調(diào)整，才能達到更好的效果。觀測觀察設備的實時情況，建議采用活動模式，適當調(diào)節(jié)增益及闕值，使現(xiàn)象更明顯、易于觀察。通過觀測，我們會發(fā)現(xiàn)設備發(fā)生放電一般會產(chǎn)生兩種現(xiàn)象，即持續(xù)放電和間歇性放電。保存圖片由于放電現(xiàn)象存在不連續(xù)性，記錄圖片時存在延時。為了獲得更好的圖片效果，建議采用集成模式，適當調(diào)整增益，闕值和濾波器。記錄錄像錄像可以記錄一段時間內(nèi)的放電情況，建議采用活動模式，精確調(diào)整增益，闕值與紫外通道焦距，記錄下設備放電的具體情況。,.,檢測經(jīng)驗交流設備可能出現(xiàn)放電的原因：1.導線導線散股、斷股、損傷、污染、毛刺引起；導線連接處不緊密、線夾不