光子型紫外檢測管理系統(tǒng)在高壓電氣設備的應用

黃榮輝，張宏釗，姚森敬，向陽，段生鵬

（1.深圳供電局有限公司廣東深圳518001；2.深圳市同步銀星電氣有限公司廣東深圳518110）

光子型紫外檢測管理系統(tǒng)在高壓電氣設備的應用

黃榮輝1，張宏釗1，姚森敬1，向陽2，段生鵬2

（1.深圳供電局有限公司廣東深圳518001；2.深圳市同步銀星電氣有限公司廣東深圳518110）

隨著電網規(guī)模的不斷擴大，電力負荷要求的也不斷提高，相應預防性維護的要求也不斷提高。電氣設備在大氣環(huán)境下工作，隨著絕緣性能的降低，會產生電暈放電現(xiàn)象，使設備表面發(fā)生電化學腐蝕，其長時間作用對線路或設備的安全運行會造成威脅。同時，異常的電暈放電發(fā)生的微弱放電現(xiàn)象又是部分缺陷故障的早期征兆。電氣設備在放電過程中，會向外輻射大量紫外光子?？梢岳枚繖z測電暈放電強度來間接評估運行設備的狀況，實時掌握電力設備的運行狀態(tài)。將光子型紫外成像管理系統(tǒng)應用于高壓電氣設備的檢測工作當中，可使高壓電氣設備檢修工作人員及時發(fā)現(xiàn)設備漏洞，并幫助檢修工作人員進行現(xiàn)場維修，具有很好的應用價值。

光子型紫外成像；檢測系統(tǒng)；高壓電氣設備；應用

高壓電氣設備在使用的過程中，經常會出現(xiàn)損壞、故障，為了保證高壓電氣設備能夠正常運作，就必須提高高壓電氣設備的預防維護能力。紫外成像監(jiān)測管理系統(tǒng)不僅具有靈敏度高、定位精準等特性，還具有探測距離遠的優(yōu)點。將光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)應用于高壓電器設備的檢測維護工作當中，可以幫助設備檢測維修工作人員及時的發(fā)現(xiàn)高壓電氣設備漏洞，并且及時的對高壓電氣設備漏洞進行維修，以確保高壓電氣設備能夠正常運轉，盡可能的減少高壓電氣設備癱瘓事故發(fā)生率。

1　光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)

1.1光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)數(shù)據庫的構建

紫外成像監(jiān)測管理系統(tǒng)的數(shù)據可為SQL Server2000數(shù)據庫，依據用戶的需求，在數(shù)據庫中設立：變電站名稱表、用戶表、電壓表、檢測設備名稱以及紫外成像檢測信息表等，并且保存在該系統(tǒng)的數(shù)據庫中。當用戶進入紫外成像檢測信息界面的時候，系統(tǒng)程序將自動將信息錄入，自動錄入可以減少手動錄入差錯的發(fā)生，且自動錄入的速度要比手動輸入的速度更快，能夠幫助工作人員提高工作效率，提高高壓電氣設備檢測的準確性。另外，還需要在系統(tǒng)中設置高壓電氣設備參數(shù)，以便系統(tǒng)對高壓電氣設備目前運行狀態(tài)進行判斷和分析。除此之外，還在該系統(tǒng)設置了“高壓電氣設備運行描述”、“故障原因分析”以及“故障維修方法”等程序，以便設備維護工作人員對設備故障進行及時有效地維修。整個系統(tǒng)的集成技術框架如圖1所示。

1.2光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)數(shù)據庫的操作

光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)數(shù)據庫的操作主要有：連接數(shù)據庫、錄入信息、修改以及查詢等操作。連接數(shù)據庫的方法有兩種，一種是BDE連接方式，一種是ADO連接方式，本站所用的光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)數(shù)據庫連接方式為ADO連接方式。光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)數(shù)據庫的連接主要涉及到數(shù)據源、數(shù)據感知以及數(shù)據集這三大控件；數(shù)據庫表的刪除、修改以及記錄查詢等。操作方式一共有兩種，一種是編寫ADOQuery組件的SQL語句，另一種是直接調用ADOQuery，這兩種操作方式優(yōu)點各異。對于數(shù)據庫的差異、錄入以及維修，應該選擇一種操作相對簡單的方式，但是對于數(shù)據庫表的刪除、修改以及記錄查詢，則應高選擇便血相對靈活的方式，即編寫SQL語句操作方式。光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)的查詢界面醫(yī)用設置了5個選項，分別是高壓電氣設備類型、變電站名稱、測試人員、測試時段以及測試結果，設置這些選項是為了讓設備維修人員更方便的操作光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)［1］。

1.3光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)的數(shù)據處理

光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)進行圖像處理方法有兩個，一個對圖像進行增強，以此來改善成型效果；二是提取圖像的特征，一下次來輔助工作人員判斷高壓電氣設備的運轉情況以及故障類型。針對比較容易處理的圖像，只需要Delphi編程就能完成，針對比較難處理的圖像，則需MATLAB編程來完成。為了更方便高壓電氣設備維護人員使用，本站一律使用MATLAB編程來對紫外檢測圖像進行處理［2］，如圖2所示。

圖1　管理系統(tǒng)的技術框架圖

圖2　利用數(shù)學形態(tài)學提取放電區(qū)域及參數(shù)的界面

光子型紫外探測器的智能紫外線監(jiān)測系統(tǒng)，可以獨立進行工作。系統(tǒng)會將現(xiàn)場的實時照片、現(xiàn)場的溫度、濕度、觀測點的紫外光子數(shù)值等探測數(shù)值返回來，并且把這些數(shù)據傳到變電站內的終端服務器上，然后再將數(shù)據傳至電網公司監(jiān)測平臺上。工作人員可以通過系統(tǒng)的終端平臺查閱上述數(shù)據的查閱，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據異常，應該立即查看數(shù)據異常位置，發(fā)現(xiàn)故障隱患問題，并及時解決。系統(tǒng)的結構如圖3所示。

圖3　系統(tǒng)結構圖

1.4使用Excel表格將檢測數(shù)據導出到

光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)除了包括紫外攝像儀器、數(shù)據庫、圖像處理等程序之外，還包括數(shù)據輸出設備。經過光子型紫外成像監(jiān)測管理系統(tǒng)收集、處理過的信息，只能在系統(tǒng)的界面顯示，為了方便高壓電氣設備工作人員的維修檢測工作，可以使用數(shù)據輸出設備，將紫外成像監(jiān)測所的數(shù)據，用Excel表格導出，光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)中的Delphi程序一般都會自帶的Excel Application組件，因此，不需要工作人員再在光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)的數(shù)據庫中設置Excel表格程序，Delphi程序自帶的Excel Application組件，會自動將光子型紫外成像檢測所得的數(shù)據記錄在Excel表格中，工作人員只需使用輸出設備將Excel數(shù)據記錄導出即可［5］。

2　光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)中的應用

近年來，光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)逐漸被用于監(jiān)測電網設備工作當中。目前，本站已經把光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)應用于高壓電氣設備的檢測維修工作中，并且得到了很好的效果。管理系統(tǒng)的主界面如圖4所示。

圖4　管理系統(tǒng)主界面

1）高壓電氣設備導線外傷檢測

通過紫外成像儀可以檢測出高壓電氣設備導線在運行中所出現(xiàn)的外部損傷、斷股、散股等故障。由于導線表面與內部發(fā)生改變，從而導致周圍電場的強度變強，有時候甚至會出現(xiàn)電暈，然而，這種電暈很難用肉眼看到。但是，通過光子型紫外成像儀檢測就可以明確的顯示。由此可見，光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)在日常檢測、檢驗工程質量中作用甚大。

2）高壓設備均壓環(huán)故障

高壓設備均壓環(huán)可以有效的使高壓電氣設備曲率半徑增加，從而起到均勻電場的作用。如果在高壓設備均壓環(huán)出現(xiàn)破損、位置不正確的時候，會導致電場不均勻，甚至會使場強梯度增大，從而加快高壓電氣設備損壞速度，最終到高壓電氣設備出現(xiàn)故障而癱瘓。光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)能夠及時的發(fā)現(xiàn)設備均壓環(huán)故障，并且及時將故障信息反饋給高壓電氣設備維修工作人員，工作人員進行針對性維修，確保了高壓電氣設備的正常運行。

3）檢測高壓電氣設備污染程度

高壓電氣設備在收到污染后，很容易出現(xiàn)電暈現(xiàn)象，不利于高壓電氣設備的運作，通過光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)，對高壓電氣設備的污染程度進行檢測分析，以便工作人員對高壓電氣設備進行清潔，避免因為高壓電氣設備污穢而影響運轉［6］。

4）檢測高壓電氣設備安裝質量

由于高壓電氣設備的電壓等級較高，電場較強，當電場超過空氣的電場強度時，就會產生電暈現(xiàn)象，從而導致高壓電氣設備發(fā)生故障，因此，安裝高壓電氣設備時，需謹慎操作。光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)能夠有效的檢測高壓電氣設備的安裝質量，可以通過紫外成像儀檢測，可直觀的檢測出來，有效的避免過強電場對高壓電氣設備帶來損傷［7］。

5）對高壓電氣設備的絕緣診斷

在高壓電氣設備發(fā)生絕緣故障的時候，光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)會通過多種情況表現(xiàn)出來，并及時反饋，工作人員針對不同情況，對高壓電氣設備進行檢查維修。在110 kV開關的中間出現(xiàn)異常放電現(xiàn)象，通過紅外線對該處進行測溫并且進行判斷，如果該部位的溫度在3℃時，就存在嚴重隱患。在這種情況下，紫外成像則不受溫度的束縛，光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)依然能夠正常工作，使得高壓電氣設備的絕緣診斷效率大大提高，延長了高壓電氣設備的正常運作時間［8］。

3　結束語

綜上所述，通過利用紫外成像檢測法的特點與電力系統(tǒng)相結合，從而開發(fā)了光子型紫外成像檢測管理系統(tǒng)，主要是通過Delphi軟件與SQServer2000數(shù)據庫結合，才可以有效的對該數(shù)據進行管理，在紫外成像監(jiān)測管理系統(tǒng)具有修改、刪除、插入、報表生成、數(shù)據等功能，通過圖像處理技術，可以有效的改善圖像的質量，獲取相關參數(shù)，同時還具有評估功能，可以有效的進行現(xiàn)場故障判途、檢修。研究表明，光子型紫外成像監(jiān)測管理系統(tǒng)可有效提高對高壓電氣設備的管理，降低檢修人員的工作量，促進了我國電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

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Photon type ultraviolet detection management system in the application of high voltage electrical equipment

HUANG Rong-hui1，ZHANG Hong-zhao1，YAO Sen-jing1，XIANG Yang2，DUAN Sheng-peng2
（1.Shenzhen Power Supply Co.，Ltd.，Shenzhen 518001，China；2.Simul&Silver Star Electric Co.，Ltd.，Shenzhen 518110，China）

With the continuous expansion of grid，power load requirements are constantly improve，the corresponding preventive maintenance requirements and continuously improve.Electrical equipment work in atmospheric environment，with the loss of the insulation performance，can produce corona discharge phenomenon，electrochemical corrosion in the equipment surface，its long time effect on will pose a threat to the safe operation of lines or equipment.At the same time，the abnormal of corona discharge of small discharge phenomenon and the early signs of failure part defects.Electrical equipment in the process of discharge，the radiation of ultraviolet photons outward.Quantitative detection of corona discharge intensity can be used to indirectly assess the status of the equipment operation，real-time control of electric power equipment running status.Photon type ultraviolet imaging system was applied to high voltage electrical equipment inspection work，can make the high voltage electrical equipment maintenance staff to find loopholes，and help the maintenance staff on-site maintenance，has the very good application value.

photon ultraviolet imaging；detection system；high-voltage electrical equipment；application

TN99

A

1674－6236（2016）12-0146-03

2015-07-16稿件編號：201507117

黃榮輝（1976—），男，黑龍江哈爾濱人，高級工程師。研究方向：設備狀態(tài)監(jiān)測與評價。