Печать
Опубликовано: 21 мая 2015 21 мая 2015
Просмотров: 4289 4289

Ультрафиолетовая диагностика изоляции позволяет визуальным способом выявлять места интенсивной ионизации на поверхности изоляции.

Контроль состояния изоляции является одним из основных при эксплуатации электрических сетей и оборудования. Дефекты изоляции приводят к ионизации воздушных пустот и возникновению частичных разрядов или коронирования. Эти разрядные процессы постепенно разрушают изоляцию. Кроме того, наличие разрядов или (и) короны приводит к потерям энергии, радиопомехам и ухудшению качества радиосвязи. В практике эксплуатации принято считать, что отсутствие частичных разрядов или короны является одним из признаков нормального состояния электрической изоляции, а их проявление, напротив, говорит о наличии дефектов или загрязнении изоляции.

В последние годы набрал популярность тепловизионный контроль состояния изоляции электрооборудования с использованием инфракрасных (ИК) камер - тепловизоров, фиксирующих инфракрасное излучение от исследуемых объектов. Этот метод основан на том, что изменение сопротивления, наличие токов утечки вследствие структурных дефектов и загрязнения изоляции приводят к нагреву и перепаду температуры дефектного участка относительно другого. Особенно это характерно для электрооборудования постоянного тока, где токи утечки в несколько раз больше, чем при переменном токе. Этот метод применяется как для контроля состояния изоляции, например, изоляторов в гирлянде ЛЭП, так и для мониторинга состояния электрических контактов.

Существует также и другой метод контроля состояния изоляции – ультрафиолетовая диагностика. Принцип ультрафиолетовой диагностики заключается в улавливании ультрафиолетового (УФ) излучения от электрических разрядов с применением УФ-камер.

Чувствительность детектора камеры является важнейшей характеристикой, определяющей достоверность ультрафиолетовой диагностики. УФ-диапазон спектра электромагнитного излучения лежит левее видимого диапазона и составляет примерно 400-200 нм. На рис. 1 представлены фрагмент спектрограммы солнечного излучения и спектр излучения короны [1]. Последний показан с увеличением масштаба в 1000 раз и выделен синим цветом. Спектр излучения короны соответствует электромагнитному излучению атмосферного азота при его ионизации. Механизм данного процесса в частности, может возникать вследствие наличия дефекта или загрязнения изоляции.

Рис. 1. Фрагмент спектрограммы солнечного излучения и спектр излучения короны [1].

Как следует из рис. 1, спектр короны имеет два ярко выраженных максимума, приходящихся на 340 и 360 нм. Вместе с тем в этих диапазонах мощность излучения солнца также велика.

Для того чтобы иметь возможность диагностировать изолятор при дневном свете, в современных электронно-оптических УФ-дефектоскопах используют диапазон 240-280 нм, соответствующий так называемому диапазону UVc. В этом диапазоне солнечная радиация практически полностью поглощается молекулами атмосферного озона, и наблюдение изоляции возможно практически без помех. На практике для выделения указанного спектрального диапазона в УФ-канал камеры перед детектором устанавливают специальный оптический фильтр (рис. 2).

Рис. 2. Упрощенная схема двухспектральной УФ-камеры [1]:

верхний канал – видео, нижний – УФ.

В свою очередь, УФ-детектор рассчитывается и изготавливается таким образом, чтобы обеспечить наибольшую спектральную чувствительность именно в диапазоне 240-280 нм. При этом максимальная чувствительность соответствует 260 нм. На рис. 3 представлен примерный график спектральной плотности распределения энергии, воспринимаемой УФ-детектором двухспектральной УФ-камеры. Величина энергии показана в относительном виде от 0 до 1.

Рис. 3. Спектральная плотность распределения энергии, воспринимаемая детектором УФ-камеры в зависимости от длины волны [1].

Для контроля изоляции с использованием ультрафиолетовой дигностики включенную УФ-камеру направляют на электрообордование, находящееся под напряжением, и визуально определяют наличие или отсутствие поверхностных частичных разрядов или коронирования (рис. 4).

Рис. 4. Выявление дефекта изолятора с помощью ультрафиолетовой диагностики [1].

Наиболее известны УФ-камеры марок DayCore и UVolley (Компания «Ofil», Израиль) и Corocam (Компания «CSIR-UVIRCO», ЮАР).

Литература:

  1. Повышение достоверности ультрафиолетовой диагностики изоляции контактной сети/ Железнов Ф.Д., Плотников Ю.И., Акулов В.А. и др. – Железные дороги мира – 2011, №4 – с. 60-68.