目前我國利用儀器檢測高壓設備放電情況的技術，比較先進有利用超聲波檢測、利用紅外熱像儀檢測等。超聲波檢測的原理是接收放電時發出的超聲波，將其轉換為人類可聽見的聲音，再根據其信號的強弱判斷放電的位置和強度。這種方法很難直觀地準確定位距離較遠的放電點，定量分析也十分困難；另外，還可用紅外熱像儀檢測放電積累或者漏電流引起的溫升，國內有很多專家深入探討了溫升與設備損壞程度之間的關系，但這畢竟是一種間接檢測放電的方法。相比之下，利用紫外成像技術可以直接觀察放電情況，使得現場人員能迅速準確定位放電點，并可通過所記錄的動態錄像來分析放電的危害程度。彼岸公司相繼于2002年8月、9月在國內幾個大城市電力企業的高壓試驗室進行了紫外成像儀的應用試驗，并在高壓現場進行了檢測。本文對這些試驗和檢測進行歸納和探討。

　　2 紫外成像原理與檢測方法

　　在高壓設備電離放電（Discharge）時，根據電場強度（或高壓差）的不同，會產生電暈（Corona）、閃絡（Flash-Over）或電弧（ Electric Arc）。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，就是利用特殊的儀器接收放電產生的紫外線信號，經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。紫外線的波長范圍是40~400nm（見圖一），太陽光中也含紫外線，但由于地球的臭氧層吸收了部分波長的紫外線，實際上輻射到地面上的太陽紫外線波長大都在300nm以上，濕度傳感器探頭, 不銹鋼電熱管, PT100傳感器, 流體電磁閥,鑄鋁加熱器,加熱圈

低于300nm的波長區間被稱為太陽盲區（Solar Blind）。

　　空氣的主要成分是氮氣，而氮氣電離時產生紫外線的光譜大部分處于波長280~400nm的區域內，只有一小部分波長小于280nm。小于280nm的紫外線處于太陽盲區內，若能探測到，只可能是來自地球上的輻射。我們這次應用試驗所用的*新一代紫外成像儀CoroCAM IV+，其原理就是利用這一段太陽盲區，通過安裝特殊的濾鏡，使儀器工作在紫外波長240~280nm之間，從而在白天也能觀測電暈。CoroCAM III及前幾代產品，由于受太陽光中紫外線干擾太明顯，只能在白天限制使用或者干脆只能在晚上使用。

　　由于電暈一般在正弦波的波峰或波谷產生，且高壓設備的電暈在放電初期總是不連續、瞬間即逝的，紫外成像儀根據電暈的這個特性，在觀測電暈時，有兩種模式供選擇。一種是活動模式（圖五），實時觀察設備的放電情況，并實時顯示一個與一定區域內紫外線光子總量成比例關系的數值，便于定量分析和比較分析。另一種是集成模式，將一定時間區域內（該區域長短可調）的紫外線光子顯示并保留在屏幕上，按照先進先出（FIFO）和動態平均的算法實時更新。該模式下若正確調節儀器，可清楚地看到設備放電區域的形狀和大小（圖二、三、四、六、七）。

　　3 應用

　　凡是有外部放電的地方都能用儀器觀察得到電暈，這意味著該技術在高壓帶電檢測領域的應用前景十分廣闊。我們在一些絕緣子廠、變電站、中試所進行了現場試驗，根據我們的試驗情況，大致歸納了以下幾個方面的應用：

　　3．1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（圖二，攝于成都龍王500KV變電站）。導線表面或內部變形都可能導致其附近電場強度變強，在滿足條件時會產生電暈。這種電暈用人工方式難以判斷，但用紫外成像技術可輕松檢測到。這對于日常巡查和檢驗工程質量很有意義。

　　3．2檢查高壓設備的污染程度。污染物通常表面粗糙，在一定電壓條件下會產生放電。導線的污染程度、絕緣子上污染物的分布情況等（圖三，攝于成都龍王500KV變電站，當時觀察污染嚴重），都可利用該技術有效地進行分析。若配合使用高倍望遠鏡進行觀察，可為制定科學的檢修計劃、防止污閃和爬電的發生提供有力的參考依據。

　　3．3 運行中絕緣子的劣化。劣化絕緣子產生電暈有多種原因，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，也有待國內有關專家深入探討（圖四，攝于南寧500KV變電站附近，當時該線路投運不到一年，污染的可能性不大，但從不同方向看，只有該處電暈十分明顯。由于該變電站供電任務較重，加之對紫外成像的作用認識不深，當時只是建議超高壓局重點觀察，并沒有停電檢查）。但有一點可以肯定，利用紫外成像技術在一定靈敏度、一定距離內可觀察到放電，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。

　　3．4 高壓產品的絕緣缺陷檢測。在對試驗品進行電氣耐壓試驗時用紫外成像儀進行觀察，若在試驗時發生閃絡（圖五，攝于某絕緣子廠，試品達不到耐壓值），則試品肯定不合格。若觀察到電暈（圖六，攝于某絕緣子廠，試品中部有缺陷），則應根據電力產品的材料、結構形狀、使用情況以及其它同類產品的測試結果來綜合評估是不是絕緣缺陷、缺陷的嚴重程度等。另外，紫外成像的檢測結果可為電力產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，甚至形成行業標準。

　　3．5 高壓變電站及線路的整體維護。由于我國氣候濕潤，加上近年工業化進程加快，環保力度不夠，一般大城市高壓變電站內放電點隨處可見。傳統的放電異常判別方法有聽聲音和夜間觀察放電等。由于很多設備的放電并不影響其正常運行，所以聽聲音的方法無法排除干擾因素和主觀因素，且受偵測距離的限制，通常不能作為判斷的充分依據。當絕緣設備放電到了夜間可看到可見光的時候，已經是十分嚴重了，很多事故正是在絕緣設備未見可見光放電的情況下突然閃絡擊穿引起的。應用紫外成像技術，可以在地面或直升機上**掃描變電站和線路上的設備，并根據經驗判斷哪些電暈是正常的，哪些是不正常的（圖七，攝于成都龍王500KV變電站），動態監督異常現象的發展速度，為采取合理的維護措施提供可靠的依據。

　　3．6 尋找無線電干擾源。高壓設備的放電會產生強大的無線電干擾，影響到附近的通訊、電視信號的接收等，使用紫外成像技術可迅速找到無線電干擾源。

　　4 結束語

　　實踐證明，紫外成像技術能有效、直觀地觀測到高壓設備放電的情況，為帶電檢測提供了新的強大的診斷手段，且發展到了可在白天進行檢測的水平。紫外成像技術與紅外成像技術是互補關系，紫外檢測放電異常，紅外檢測發熱異常，原理完全不同，各自具有不可互替的優點，檢測目的、應用方法也各具特性。可以預見，這兩項技術的結合應用，將會大大增強高壓設備故障點的**檢測能力，也為高壓產品的可靠性研究提供了綜合手段。紫外成像技術在高壓設備帶電檢測中的應用遠遠不止本文提到的六個方面，還有更多的應用空間有待拓展。我國在紫外成像研究和應用方面投入較少，值得引起有關部門的重視，加快這項技術的研究和推廣進程。