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浅谈OFIL公司紫外成像仪检测技术在铁路电气化领域的应用

一、紫外成像仪的基本原理

   目前,NEC公司生产红外热像仪在电力领域预维护已经在国内外得到了广泛的应用,已经成为电力设施维护和检修的必备工具。尽管该技术的温度异常点探测灵敏度高、非接触等优势,但是该技术存在许多先天性不足等,比如测试速度不能太快,故障点必须发热后才能探测,易受辐射率、角度、光线等干扰等。为此,世界上蕞著名的紫外成像(以下简称为UV)专家——以色列OFIL公司研制出了专用于铁路电气检测的紫外成像仪RAIL。RAIL是OFIL公司继CLASIC固定式、SUPERB便携式、RANGER车载式后推出的第四款高科技紫外成像仪。蕞近又推出了飞机载式ROM紫外成像仪。其检测基本原理是电力设备在大气环境下工作在某些情况下随着绝缘性能的降低、出现结构缺陷或表面污秽和湿度的增加,会产生电晕和表面局部放电现象,电晕和表面局部放电过程中,电晕和放电部位将大量辐射紫外线,这样便可以利用电晕和表面局部放电的产生和增强间接评估运行设备的绝缘状况和及时发现绝缘设备的缺陷。目前,可用于诊断目的的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蕞好。即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。电晕放电过程引起微小的热量,通常红外检测不能发现。红外检测通常是在高电阻处产生热点。紫外成像仪可以看到的现象往往红外成像仪不能看到,而红外成像仪可以看到的现象往往紫外成像仪不能看到。因此UV检测和红外成像是一种互补性而非冲突性技术。

            图1:红外热像仪图像                                   图2:紫外成像仪图像

 二、紫外成像仪的主要特点

   由于紫外成像仪经过十几年的发展,从原来的夜视发展成为全天候的检测手段。她的主要特点有:第一,检测速度非常快,可以高达200公里/小时,即使装载在高速运行的列车或者飞机上,也能清晰成像并捕捉到放电现象;第二,测试灵敏度高,1.5pC的微小放电也能够测试出来,由于局部放电会导致部件腐蚀而产生更大放电,容易形成一个恶性循环;第三,由于采用了特殊滤波技术,使电晕放电检测工作避免受到太阳辐射的干扰,完全可以在太阳强光下进行检测;第四,检测受环境干扰小,可在白天、下雨天、浓雾下作测量,也不受角度、距离的影响。第五就是操作简便,结果非常直观,仪器直接装载在列车上,当列车运行时,仪器将所拍摄的视频存储下来,哪里出现了问题一目了然。
三、紫外成像仪在铁路电力领域的应用
      由于绝缘子、套管、导线、污染产生电晕和电弧;导线损坏;分离器松弛;部件的尖部;复合绝缘子安装不当等都容易电晕和电弧。在美国电力试验研究院(EPRI),已经对全部架空线路和变电站等所有电力设施都进行了紫外成像检测,特别在美国铁路电力领域更是开展了大量细致的研究和检测工作。综合起来,紫外成像仪主要能够检测铁路电力设施以下几个方面的问题(恕篇幅问题,不一一展开,详细介绍请参见文献资料1和2):

   

             图3破损                  图4没有安装均压环                图5陶瓷绝缘子短路  

  

         图6连接松脱                         f  图7污染                            图8腐蚀或浸蚀       

        

            图9线缆破损                                 图10接地错误

    综上所叙,紫外成像仪是铁路电力设预维护和检修的强大武器和工具,必将为我们的铁路的安全运行保驾护航。

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