目录
第十一章 紫外成像检测技术 .................................................................................................1 本章内容提要 .......................................................................................................................1 第一节 紫外成像检测技术概述 .........................................................................................1
一、紫外成像检测技术的发展历程 ...............................................................................1
二、紫外检测技术应用 ...................................................................................................1 第二节 紫外检测技术基本原理 .........................................................................................4
一、紫外线基础知识 .......................................................................................................4
二、设备局部放电及紫外检测机理 ...............................................................................5
三、紫外仪组成及基本原理 ...........................................................................................6 第三节 紫外检测及诊断方法 .............................................................................................7
一、现场检测的基本要求 ...............................................................................................7
二、紫外检测方法 ...........................................................................................................8
三、紫外检测诊断方法 ...................................................................................................9 第四节 紫外检测典型案例分析 .......................................................................................16 参考文献 .............................................................................................................................22
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第十一章 紫外成像检测技术
本章内容提要
本章第一节对紫外检测技术进行概述，介绍了这门技术的发展历程及其技术应用，第二节讲解紫外检测技术的基本原理，从紫外线基础知识、设备局部放电及紫外检测机理，紫外仪组成及基本原理三个方面进行论述，第三节介绍了紫外检测及诊断方法，从紫外检测及紫外诊断两个方面进行论述，第四节介绍了紫外检测典型设备案例分析，主要按不同设备对紫外成像检测技术在我国电力系统设备中的应用。
第一节 紫外成像检测技术概述
一、紫外成像检测技术的发展历程
紫外(UV)光谱成像检测技术是欧美国家为军事目的发展起来的新型检测成像技术。它的特点是用于观察和检测日盲 (太阳盲区240~280nm)紫外光信号，并将紫外图像信号转换成可见光图像信号，进行观察和测量。利用该技术可以观察到许多用传统光学仪器观察不到的物理、化学、生物现象；又因为其工作在日盲波段，所以它的工作不受日光的干扰，图像清晰、工作可靠、使用方便。
紫外成像技术从20世纪80年代末开始进入实质性的研究和应用，起初主要应用于军事领域，各国对该技术的发展和应用严格保密。20世纪90年代末期，美国一家公司率先打破技术禁区，将该技术推广至警用市场，此后，紫外成像技术在民用市场得以迅速普及和推广，同时也进一步促进了紫外成像技术的研究和生产。
紫外检测技术1981年由俄罗斯电力专家最早应用于电力系统，现已在美国、英国、日本、以色列、印度等国得到广泛的关注和应用。目前，国内许多电科院和供电公司配备了此类仪器，并积极开展利用紫外成像技术进行输电线路和变电站电气设备的电晕及表面放电检测工作。
二、紫外检测技术应用
输配电线路和变电站设备在大气环境下工作，随着绝缘性能的逐渐降低，结构发生缺陷，出现电晕或表面局部放电现象，电晕和局部放电部位将大量辐射紫外线。利用电晕和表面局部放电的产生和增强可以间接评估运行设备的绝缘状况并及时发现绝缘设备的缺陷。目前，用于诊断放电过程的各种方法中，光学方法的灵敏度、分辨率和抗干扰能力最好。采用高灵敏度的紫外线辐射接受器，记录电晕和表面放电过程中辐射的紫外线，再加以处理、分析达到评价设备状况的目的。理论上，凡是有外部放电的地方都可以用紫外线成像仪观察到电晕，目前，在高压带电检测领域，紫外线成像技术主要有以下几个方面的应用：
（一）污秽检测
绝缘子表面有污染物覆盖时，在一定湿度条件下绝缘子表面电场分布发生改变，产生局部放电现象，可以利用紫外线成像技术进行有效地检测分析，从而为科学制定检修计划和防
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污闪治理提供依据（图11-1为玻璃绝缘子表面放电紫外成像，图11-2为悬式瓷质绝缘子表面污秽导致放电紫外成像，图11-3为复合绝缘子表面电晕紫外成像）。
图11-1 玻璃绝缘子表面放电紫外成像 图11-2 悬式瓷质绝缘子表面污秽导致放电紫外成像
图11-3复合绝缘子表面电晕紫外成像
（二）绝缘子局部缺陷检测
绝缘子的裂纹等局部缺陷可能会构成气隙，在外部电压作用下会产生局部放电，利用紫外成像技术可在一定灵敏度、一定距离内对劣化的绝缘子、复合绝缘子和护套电蚀检测进行定位、定量的测量，某些情况下还可以发现绝缘子的内部缺陷，并评估其危害性。（图11-4为复合绝缘子在盐雾室中试验的图片）。
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（a）表面局部放电发光 (b) 侵蚀和碳化道
图11-14 复合绝缘子在盐雾室中试验的图片
（三）导电设备局部缺陷检测
电网设备安装不当、接触不良，导线架线时拖伤、运行过程中外部损伤（人为砸伤）、断股、散股，导线表面或内部变形等，在电场作用下会产生尖端放电或表面电晕，应用紫外成像技术可全面扫描变电站和输电线路上的设备，根据放电现象判断是否存在严重缺陷，这种异常现象的动态监督方法，为制定合理的维护措施提供依据。目前，武汉高压研究院采用紫外成像技术在特高压示范基地进行1000kV电气设备的电晕检测，能直观反映设备出现电晕放电部位和电晕放电形态，从而对1000kV设备的外部设计、工艺制造和安装质量进行综合评价（图11-5为导线断股放电的紫外成像，图11-6为母线覆冰尖端放电紫外成像）。
图11-5 导线断股放电的紫外成像
图11-6母线覆冰尖端放电紫外成像
（四）其它方面的应用
高压设备放电会产生无线电干扰，影响附近通讯、电视信号的接收，使用紫外成像技术可迅速找到无线电干扰源。在高压电器设备局部放电试验中，利用紫外成像技术寻找或定位设备外部的放电部位，区分设备内部和外部放电，消除外部干扰放电源，提高局部放电试验的有效性。
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图11-7特高压绝缘套管局放试验过程中缺陷导致放电现象
第二节 紫外检测技术基本原理
一、紫外线基础知识
紫外线是电磁波谱中波长从100nm到400nm辐射的总称，是位于日光高能区的不可见光线。依据紫外线自身波长的不同，将紫外线分为三个区域，即短波紫外线（280－100nm）、中波紫外线（315－280nm）和长波紫外线（400－315nm）。
当设备产生放电时，空气中的氮气电离，产生臭氧和微量的硝酸，同时辐射出光波、声波，还有紫外线等。光谱分析表明，电晕、电弧放电都会产生不同波长的紫外线，波长范围在230～405nm。在此光谱范围中，太阳传输来的紫外光分量在240～280nm的光谱段极低，称此光谱段为太阳盲区。
太阳电 磁 波不可见光线γ射线可见光线紫蓝青绿黄橙红不可见光线近红外线0.75X射线0.2紫外线中间红外线4远红外线微波工业电波0.41000单位：微米（μm）8生 命 光 线14
图11-8电磁波分类
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二、设备局部放电及紫外检测机理
（一）局部放电
当变电设备的绝缘体存在微小洞隙、裂痕或其他缺陷时，受电场的影响，会加速游离而产生部分放电现象。由于在两电极间并未构成桥式完整连续性放电，而仅在电极间的一部分形成微小放电，故称为部分(局部)放电。由于局部放电现象会在微小的空间内产生热量及能量损失，导致绝缘材料的裂化，长时间会导致绝缘破坏，造成设备故障，从而影响供电品质。局部放电通常伴随声、光、热、化学反应，可通过仪器测量这些现象来对局部放电做出判断。
在导体曲率半径小的地方，特别是尖端，其电荷密度很大。在紧邻带电表面处，电场强度与电荷密度成正比，故在导体尖端处场强很强，在空气周围的导体电势升高时，这些尖端处能产生电晕放电。通常将空气视为非导体，但是空气中含有少数由宇宙线照射而产生的离子，带正电的导体会吸引周围空气中的负离子而自行徐徐中和，若带电导体存在尖端，该处附近空气中的电场强度很高，当离子被吸向导体时将获得很大的加速度，这些离子与空气碰撞时，将会产生大量的放电离子。
图11-9设备电晕放电现象
（二）紫外检测原理
在发生外绝缘局部放电的过程中，周围气体被击穿而电离，气体电离后的放射光波的频率与气体的种类有关，空气中的主要成分是氮气（N2），氮气在局部放电的作用下电离，电离的氮原子在复合时发射的光谱（波长λ=280~400nm）主要落在紫外光波段。利用特殊仪器接收放电产生的太阳日盲区内的紫外信号，经处理成像并与可见光图像叠加，达到确定电晕位置和强度的目的，这就是紫外成像技术的基本原理。
因为电晕放电会放射出波长范围在230nm~405nm内的紫外线，而紫外光滤光器的工作范围为240nm~280nm，由于电晕信号只包括很少的光子，这个比较窄的波长范围产生的影像信号比较微弱，影像放大器的工作是将微弱的影像信号变成可视的高清晰度影像。
利用紫外线束分离器，紫外成像检测仪将属于的影像分离成两部分。第一部分影像经过盲光过滤太阳光线后被传送到一个影像放大器上，影像放大器将紫外光影像发送到一个装有CCD装置的照相机内；同时，被探测目标的第二部分影像被成像物镜发送到第二台CCD照相机内。通过特殊的影像处理工艺将两个影像叠加，最后生成显示电气设备及其电晕的图像，其工作原理如图11-10所示。
UV图像增强镜UV成像物镜分光镜成像物镜CCD相机CCD相机DSP图像处理显示
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图11-10紫外检测原理
三、紫外仪组成及基本原理
（一）紫外成像仪工作原理
市场上主流的紫外仪产品有两种：一种是直接检测放电产生的紫外光谱，在室内或者晚间没有太阳光的干扰下此种设备效果显著，但在白天有太阳光干扰时，效果不理想；另一种采用含特殊滤波技术的检测仪器，针对太阳盲区波段240～280nm进行感测，使电晕放电检测工作不受太阳辐射的干扰。此外，双频谱影像机器使用阳光盲带UV滤波器技术同时侦测电晕影像及周围环境视觉影像，可应用于侦测及定位高压电力设备的电晕。其中，视觉通道用于定位电晕，紫外线（Ultraviolet, UV）通道用于侦测电晕。
紫外成像检测系统主要包括：紫外成像物镜、紫外光滤光镜、紫外像增强系统、CCD、图像显示等。
紫外成像仪工作原理如图11-11。紫外信号被背景光（包括可见光、紫外光和红外光等）照射，信号源自身辐射的紫外光以及信号源反射的背景光混杂在一起，从信号源传输到成像镜头。成像光束经过紫外成像镜头后，一部分背景光被滤除，另一部分背景光仍然存在。其后，光束通过“日盲”滤光片照到紫外像增强器的光电阴极上，经过紫外增强器后，信号被增强放大并转化为可见光信号输出。然后，成像光束通过CCD相机，经信号处理器输出到观察记录设备。
UV signalsUVRUV lensSolar blind filterDispose and DisplayUV ICCD
图11-11紫外成像仪工作原理
（二）紫外仪组成部分 1.紫外镜头
由紫外仪工作原理知，从信号源传输到成像镜头的除了信号源自身的紫外辐射，还有被信号源反射的背景光（包括可将光、紫外光和红外光等）。选用紫外光成像镜头能减少背景噪音，从而检测出信号源自身辐射的紫外光图像。 紫外镜头的透镜采用在0.2μm~0.4μm的光谱范围内的合适材料，如尚矽石和氟化钙。目前，虽然开发了几种玻璃来降低0.4μm以下的吸收，但其使用仍受限。
2.紫外光滤光技术
先用宽带紫外光滤光片滤除背景光中的可见光和红外光。再选用“日盲”紫外窄带滤光片滤除背景光中日盲波段外的紫外光，从而得到信号源自身辐射的紫外光图像。实际应用中，在检测紫外信号的同时，为检测背景图像，采用 “双光谱成像技术”，使紫外和背景光分路成像，经增强后，作适时融合处理。使得在保证紫外信号质量的同时，又保留了背景图像的信息。
3.紫外光增强技术
在紫外成像检测系统中，若直接用对UV灵敏的CCD探测紫外信号，由于紫外辐射一般比较微弱、强度太小，而探测不到。为解决这个问题，先对紫外信号进行增强放大，然后再进行探测，紫外像增强器可以实现紫外光信号的增强放大。
利用光谱转换技术加微光像增强器同样可实现增强紫外光的目的。由于光谱转换技术及
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微光像增强器的制造技术都已比较成熟，所以实现起来比较容易，过程也比较简单。两种途径各有优缺，前者的优点是分辨率高，后者实现起来简单。
4.光谱转换技术
现有的光谱转换技术有两种：通过光电阴极进行光谱转换；用转换屏实现光谱转换。前者要研制合适的光电阴极；而后者须研制适当的转换屏。在紫外成像检测系统中，光谱转换可通过紫外光电阴极或紫外光转换屏来实现。若系统采用光谱转化加微光像增强器结构，则用转换屏比较好。
紫外光作用于转换屏的入射面，经转换屏转化后，出来的光为我们所需的可见光。对于紫外成像检测技术来说，最主要的是它的分辨率和光谱转换效率。其次，光谱特性、余辉时间、稳定性和寿命也很重要。
分辨率是它分辨图像细节的能力。影响它的因素有：发光粉层的厚度、粉的颗粒度、分与基地表面的接触状态、屏表面结构的均匀性等。在既要保证足够的光谱转换效率的同时又要保证高的分辨率的情况下，选择最佳的粉层厚度是很重要的。
5.CCD CCD（Charge-coupled Device），中文名称电荷耦合元件，是一种半导体器件，其作用类似胶片，但它是把光信号转换成电荷信号，可以称为CCD图像传感器。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel），一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率越高。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。
第三节 紫外检测及诊断方法
一、现场检测的基本要求
（一）人员要求
应用紫外成像仪对电气设备电晕放电检测是一项带电检测技术，从事检测人员应具备如下条件：
了解紫外成像仪的基本工作原理，技术参数和性能，掌握仪器的操作程序和测试方法。通过紫外成像检测技术的培训，熟悉应用紫外成像仪对电气设备电晕检测的基本技术要求。
了解被检测设备的结构特点、外部接线、运行状况和导致设备缺陷的基本因素。具有一定现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的有关安全规程及规定。
（二）安全要求
对电力设备进行紫外成像检测应严格遵守电力安全工作规程。对电力设备进行紫外成像检测应严格遵守发电厂、变电站及线路巡视要求。
对电力设备进行紫外成像检测应设专人监护，监护人必须在工作期间始终行使监护职责，不得擅离岗位或兼任其他工作。
（三）环境条件要求
被检设备是带电设备，应尽量避开影响检测的遮挡物。不应在有雷电和中（大）雨的情况下进行检测。
风速宜不大于5m/s。除了满足一般检测要求之外，还应满足以下要求：风速宜不大于0.5m/s。
尽量减少或避开电磁干扰或其他干扰源对仪器测量的影响。
（四）仪器要求
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紫外成像仪应操作简单，携带方便，图像清晰、稳定，具有较高的分辨率和动、静态图像存储功能，在移动巡检时，不出现拖尾现象，对设备进行准确检测且不受环境中电磁场的干扰。
采用紫外光图像与可见光图像叠加，实时显示设备电晕放电状态和在一定区域内紫外线光子的数值，具有光子数计数功能，避免太阳光中紫外线的干扰，在日光下也能观测电晕。具有实时显示电晕放电位置和放电形态，抗干扰能力较强，操作简便，宜在夜晚或阴天检测。
二、紫外检测方法
（一）设备常见放电缺陷类型
导电体表面电晕放电：
由于设计、制造、安装或检修等原因，形成的锐角或尖端； 由于制造、安装或检修等原因，造成表面粗糙； 运行中导线断股（或散股）； 均压、屏蔽措施不当；
在高电压下，导电体截面偏小； 悬浮金属物体产生的放电；
导电体对地或导电体间间隙偏小； 设备接地不良。
绝缘体表面电晕放电：
在潮湿情况下，绝缘子表面破损或裂纹； 在潮湿情况下，绝缘子表面污秽； 绝缘子表面不均匀覆冰； 绝缘子表面金属异物短接。
（二）电气设备紫外检测周期
运行电气设备的紫外检测周期应根据电气设备的重要性，电压等级及环境条件等因素确定；
一般情况下，设备检测每年不少于1次，运行环境恶劣或设备老化严重的变电站可适当缩短检测周期。
重要的新建、改扩建和大修的电气设备，宜在投运后1月内进行检测。 特殊情况下，如电气设备出现电晕放电声异常时、冰雪天气（特别是冻雨）、在污秽严重且大气湿度大于90％，宜及时检测。
（三）影响检测结果的主要因素 大气湿度和大气气压：大气湿度和大气气压对电气设备的电晕放电有影响，现场只需记录大气环境条件，但不做校正。
检测距离：紫外光检测电晕放电量的结果与检测距离呈指数衰减关系，在实际测量中根据现场需要进行校正。
电晕放电量与紫外光检测距离校正公式如公式（１）所示。 按5.5m标准距离检测，换算公式为：
2y10.033x2y2exp(0.41250.075x2) …………
……( １ ) x2─—检测距离（m）
y2─—在x2距离时紫外光检测的电晕放电量。 y1─—换算到5.5m标准距离时的电晕放电量。
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（四）电晕放电检测内容
电晕放电强度（光子数，适用数字式紫外成像仪）。紫外成像仪检测的单位时间内光子数与电气设备电晕放电量具有一致的变化趋势和统计规律，随着电晕放电强烈，单位时间内的光子数增加并出现饱和现象，若出现饱和则要在降低其增益后再检测。
电晕放电形态和频度。电气设备电晕放电从连续稳定形态向刷状放电过渡，刷状放电呈间歇性爆发形态。
电晕放电长度范围。紫外成像仪在最大增益下观测到短接绝缘子干弧距离的电晕放电长度。
（五）电晕放电检测方法
应充分利用紫外光检测仪器的有关功能达到最佳检测效果，如增益调整，焦距调整，检测方式等功能。紫外检测应记录仪器增益、环境湿度、测量距离等参数。
导电体表面电晕异常放电检测：
a)检测单位时间内多个相差不大的光子数极大值的平均值。 b)观测电晕放电形态和频度。 绝缘体表面电晕异常放电检测：
a)检测单位时间内多个相差不大的光子数极大值的平均值。 b)观测电晕放电形态和频度。 c)观测电晕放电长度范围。 当电气设备外绝缘出现高频度、间歇性爆发的电晕放电并短接部分干弧距离后，应重新校核和评估电气设备外绝缘耐受水平。
三、紫外检测诊断方法
（一）设备局部放电紫外诊断方法 1.图像观察法
主要根据电气设备电晕状态，对异常电晕的属性、发生部位和严重程度进行判断和缺陷定级。
（1）支柱绝缘子和均压环
图11-12 支柱绝缘子出线位置电晕放电
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图11-13 支柱绝缘子端部均压环电晕放电
图11-14 支柱绝缘子端部电晕
图11-15 支柱绝缘子表面污秽严重，在小雨状态下的电晕发电
图11-16 支柱绝缘子端部均压环偏小
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图11-17 均压环表面电晕
图11-18 均压环表面电晕
图11-19 隔离刀闸端部均压环电晕放电
图11-20 瓷套底部尖端放电
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图11-21 复合绝缘子芯棒护套开裂及在工频运行电压下电晕放电
图11-22 SF６断路器可见光、红外和紫外检测
（a）塔架母线支撑绝缘子裂纹
（b）隔离开关法兰上的电晕，是由于电瓷材料电气性能恶化而引起的下部法兰电压增高产生的电晕
图11-23 支柱绝缘子存在缺陷时的发电过程图形
（2）导线和金具
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图11-24 线夹电晕放电
图11-25 导线断股电晕放电
图11-29 尖端放电
图11-27 复合绝缘子未装均压环端部电晕
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图11-28 导线表面尖端放电
图11-29 绝缘子和导线电晕放电情况
（a）均压环偏移导致绝缘子发生火花击穿
（b）支撑金具松动、导线芯线损伤
图11-30 造成无线导干扰水平超标之架空线路缺陷实例
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（a）电压互感器线高压引线截面过小
（b）耦合电容器结构缺陷（法兰尖棱，导线断面过小，安装螺栓不当）导致强电晕
图11-31电气设备电晕缺陷实例
图11-32产生电晕放电的搭接金属丝
（a）母线芯线损伤
图11-33母线电晕实例
（b）母线腐蚀
2.同类比较法
通过同类型电气设备对应部位电晕放电的紫外图像或紫外计数进行横向比较，对电气设备电晕放电状态进行评估。
（二）缺陷类型的确定及处理方法
通过检测电气设备光子数:5000-8000/S,设为一般缺陷,超过10000/S视为严重缺陷，绝缘
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设备有贯通性放电为紧急缺陷，及时报生技部和公司生产领导.紫外检测发现的设备电晕放电缺陷同其他设备缺陷一样，纳入设备缺陷管理制度的范围，按照设备缺陷管理流程进行处理。
根据电晕放电缺陷对电气设备或运行的影响程度，一般分成三类：
第一类：指设备存在的电晕放电异常，对设备产生老化影响，但还不会引起事故，一般要求记录在案，注意观察其缺陷的发展。
第二类：指设备存在的电晕放电异常突出，或导致设备加速老化，但还不会马上引起事故。应应缩短检测周期并利用停电检修机会，有计划安排检修，消除缺陷。
第三类：指设备存在的电晕放电严重，可能导致设备迅速老化或影响设备正常运行，在短期内可能造成设备事故，应尽快安排停电处理。
第四节 紫外检测典型案例分析
一、紫外检测发现35kV全绝缘管型母线外绝缘局部击穿缺陷
用紫外成像检测管母，发现发热部位都存在放电现象，紫外放电如图11-34。
2号主变压器35kV侧A相3点 2号主变压器35kV侧B相1 位紫外图（主变与避雷器之间） 点位紫外图（主变与避雷器之间）
图11-34 各部位紫外成像测试图谱
二、紫外成像检测发现35kV避雷器线夹接触不良缺陷
用紫外成像检测发现，2号主变35kV侧避雷器B相与母线桥连接线夹处有放电信号，如图11-35所示：
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图11-35 紫外检测图（视频截图）
现场用望远镜观察发现，2号主变35kV侧避雷器A、B、C三相线夹固定至母线绝缘层外，接触不可靠，因此在线夹上产生悬浮电位放电。停电后，将避雷器线夹处母线绝缘层割开接口并重新连接紧固线夹，恢复正常，局放信号消失，见图11-36
图11-36 处理后紫外检测图（视频截图）
三、紫外光电检测发现支柱瓷绝缘子断裂
紫外光电检测图谱可以明显发现放电部位如图11-37所示。
图11-37 紫外光电检测发现220kV旁路母线支柱瓷绝缘子局部放电
四、紫外检测发现500kV出线场阻波器支柱绝缘子上端有电晕放电
5405/5406线出线场避雷器、CVT、出线套管、阻波器和支柱绝缘子在进行紫外电晕放电检测时，发现5405/5406出线场阻波器、支柱绝缘子上端有电晕放电。放电的图谱如图11-
38、11-39所示。
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图11-38 5405线路阻波器 图11-39 5406线路阻波器
A相光子数6184/min
B相光子数5626/min
对图谱的认真分析后发现阻波器、支柱绝缘子上端有放电的位置有四颗固定螺杆，该螺杆为普通镀锌螺杆，虽然旁边有均压罩，但螺杆底部在均压罩的保护范围之外，容易发生端部放电的情况，从而产生电晕。
五、紫外成像检测团林换流站站平抗直流场套管异常放电
极I平抗、极II平抗紫外检测放电如图11-40所示。
图11-40 极I平抗、极II平抗紫外检测放电
根据紫外检测结果，套管外表面并无高能量持续放电，套管表面的热点应是由内部放电引起，因此，认为放电起始于套管内部。套管外表面放电是由于内部绝缘材料绝缘性能下降导致的套管外部电场集中所致。
六、紫外成像检测发现220kV古荡变#1主变110kV开关异常
2012年2月13日在220kV古荡变#1主变110kV开关紫外测试过程中，发现#1主变110kV开关C相中间瓷瓶连接处紫外光子计数达25650（增益120），通过可见光发现断路器瓷瓶与金具之间的过渡涂层剥落，判断由该原因造成表面氧化腐蚀，产生电晕，如图11-41所示。
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图11-41紫外检测开关图像
七、紫外检测220kV主变放电
紫外检测发现1#主变低压（35kV）出口桥计量互感器保险B相与支柱绝缘子处存在放电现象，如图11-42所示。
图11-42 #1号变35kV母线桥计量互感器保险紫外测试图
八、紫外成像检测110kV水城站110kV闸刀刀头电晕放电
通过紫外成像检测发现110kV古城1160母线闸刀A、B、C三相刀头处均有电晕放电，在增益40、门槛值70的情况下，光子数分别达到了A相1
41、B相16
1、C相175，存在明显的放电现象。如图11-43所示。
图11-43 紫外成像检测古城1160母线闸刀A、B、C三相刀头处均有电晕放电
九、紫外成像检测发现35kV电缆绝缘劣化缺陷
检测人员使用紫外成像检测方法发现220kV某变电站3号电容器35kV电缆三叉口处过热和局部放电缺陷。如图11-44所示
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图11-44电缆头紫外局部放电图谱
十、紫外成像检测发现35kV电力电缆终端头放电缺陷
检测人员进行紫外电晕测试时发现该变电站35kV1号电抗器组室外电缆终端头放电量255pC，如图11-45所示初步判断电缆终端头内部存在缺陷。停电解体，发现该电缆头热缩接地软铜线未焊接，电缆头铜屏蔽未紧密缠绕。更换后测量无异常。
图11-45 35kV1号电抗器组室外电缆头紫外测试图
十一、紫外热成像检测发现500kV姆舜5482线复合绝缘子发热缺陷
姆舜5482线103＃导线大号侧跳线合成绝缘子进行紫外热成像检测，检测结果如图11-46所示。根据设备缺陷判断依据，判断合成绝缘子串局部发热，热点明显，缺陷性质为严重缺陷。
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图11-46 紫外热成像图
紫外成像可以灵敏的发现输变电设备外绝缘的电晕放电，紫外成像仪器能将局部放电造成的紫外光转化为人眼可见的光，非常直观，如绝缘子与邻近高压设备距离过近、悬式绝缘子球窝腐蚀、瓷套与法兰或金具之间表面氧化腐蚀、导线毛刺、导线散股等。成为了近年来监测设备外绝缘状况的一种有效手段。
十二、紫外检测发现500kV出线场阻波器支柱绝缘子上端有电晕放电
天荒坪公司500kV出线场设备1997年投产。2012年4月 对5405/5406线出线场避雷器、CVT、出线套管、阻波器和支柱绝缘子进行了紫外电晕放电检测。在检测过程中发现5405/5406出线场阻波器、支柱绝缘子上端有电晕放电，其中5405线路阻波器A相光子数6184/min，5406线路阻波器B相光子数5626/min。经分析后认为是阻波器支柱绝缘子上端的四个固定螺栓没有任何防晕措施，螺杆的螺牙等尖端部位在高电场下电晕放电。后结合设备停电检修，在该类型双头螺杆上下部加装半球形无磁不锈钢屏蔽螺母后正常。
5405/5406线出线场避雷器、CVT、出线套管、阻波器和支柱绝缘子在进行紫外电晕放电检测时，发现5405/5406出线场阻波器、支柱绝缘子上端有电晕放电。放电的图谱如图11-
47、11-48所示。
图11-46：5405线路阻波器
图11-48：5406线路阻波器
A相光子数6184/min
B相光子数5626/min 对图谱的认真分析后发现阻波器、支柱绝缘子上端有放电的位置有四颗固定螺杆，该螺杆为普通镀锌螺杆，虽然旁边有均压罩，但螺杆底部在均压罩的保护范围之外，容易发生端部放电的情况，从而产生电晕。
在设备停电后，对该类型的螺杆加装了屏蔽螺母后正常，如图11-
49、11-50所示。
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图11-49 螺杆上端的屏蔽螺母
图11-50 螺杆下端的屏蔽螺母
十三、紫外成像检测发现220kV古荡变#1主变110kV开关异常
2012年2月13日浙江省杭州市电力局220kV古荡变#1主变110kV开关紫外测试过程中，发现#1主变110kV开关C相中间瓷瓶连接处紫外光子计数达25650（增益120），通过可见光发现断路器瓷瓶与金具之间的过渡涂层剥落，造成表面氧化腐蚀，产生电晕。后结合该站改造更换整组断路器，复测后正常。
使用的带电检测仪器为OFIL的SuperB紫外成像仪。
2012年2月13日在220kV古荡变#1主变110kV开关紫外测试过程中，发现#1主变110kV开关C相中间瓷瓶连接处紫外光子计数达25650（增益120），通过可见光发现断路器瓷瓶与金具之间的过渡涂层剥落，判断由该原因造成表面氧化腐蚀，产生电晕。
图11-51 紫外图像
图11-52 可见光图像
停电后，对#1主变110kV开关进行了超声波探伤，未发现明显异常。结合该站改造更换整组断路器后，复测数据正常。
断路器瓷瓶与金具之间的过渡涂层由于出厂时工艺不良，或者在运输安装过程中受损，在运行时，由于热胀冷缩、潮气渗入等因素造成剥落破损，加速了表面氧化腐蚀，产生电晕放电。
参考文献
[1] 宣桂鑫等，光学教程，中国计量出版社，1989
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[2] 傅晨钊等 紫外电晕检测仪检测线路绝缘子的模拟试验
华东电力 2003年6 [3] 张钦芝，新型日间电晕探测照相机.国际电力，2001.2
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