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(cè)管理系統(tǒng)在高壓電氣設(shè)備的應(yīng)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(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力負(fù)荷要求的也不斷提高，相應(yīng)預(yù)防性維護(hù)的要求也不斷提高。電氣設(shè)備在大氣環(huán)境下工作，隨著絕緣性能的降低，會(huì)產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象，使設(shè)備表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其長(zhǎng)時(shí)間作用對(duì)線路或設(shè)備的安全運(yùn)行會(huì)造成威脅。同時(shí)，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(shè)備在放電過程中，會(huì)向外輻射大量紫外光子?？梢岳枚繖z測(cè)電暈放電強(qiáng)度來間接評(píng)估運(yùn)行設(shè)備的狀況，實(shí)時(shí)掌握電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。將光子型紫外成像管理系統(tǒng)應(yīng)用于高壓電氣設(shè)備的檢測(cè)工作當(dāng)中，可使高壓電氣設(shè)備檢修工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備漏洞，并幫助檢修工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

光子型紫外成像；檢測(cè)系統(tǒng)；高壓電氣設(shè)備；應(yīng)用

高壓電氣設(shè)備在使用的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)損壞、故障，為了保證高壓電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)作，就必須提高高壓電氣設(shè)備的預(yù)防維護(hù)能力。紫外成像監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)不僅具有靈敏度高、定位精準(zhǔn)等特性，還具有探測(cè)距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。將光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)應(yīng)用于高壓電器設(shè)備的檢測(cè)維護(hù)工作當(dāng)中，可以幫助設(shè)備檢測(cè)維修工作人員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)高壓電氣設(shè)備漏洞，并且及時(shí)的對(duì)高壓電氣設(shè)備漏洞進(jìn)行維修，以確保高壓電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，盡可能的減少高壓電氣設(shè)備癱瘓事故發(fā)生率。

1　光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)

1.1光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

紫外成像監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可為SQL Server2000數(shù)據(jù)庫，依據(jù)用戶的需求，在數(shù)據(jù)庫中設(shè)立：變電站名稱表、用戶表、電壓表、檢測(cè)設(shè)備名稱以及紫外成像檢測(cè)信息表等，并且保存在該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)用戶進(jìn)入紫外成像檢測(cè)信息界面的時(shí)候，系統(tǒng)程序?qū)⒆詣?dòng)將信息錄入，自動(dòng)錄入可以減少手動(dòng)錄入差錯(cuò)的發(fā)生，且自動(dòng)錄入的速度要比手動(dòng)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(shè)備檢測(cè)的準(zhǔn)確性。另外，還需要在系統(tǒng)中設(shè)置高壓電氣設(shè)備參數(shù)，以便系統(tǒng)對(duì)高壓電氣設(shè)備目前運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷和分析。除此之外，還在該系統(tǒng)設(shè)置了“高壓電氣設(shè)備運(yùn)行描述”、“故障原因分析”以及“故障維修方法”等程序，以便設(shè)備維護(hù)工作人員對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行及時(shí)有效地維修。整個(gè)系統(tǒng)的集成技術(shù)框架如圖1所示。

1.2光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的操作

光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的操作主要有：連接數(shù)據(jù)庫、錄入信息、修改以及查詢等操作。連接數(shù)據(jù)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(cè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫連接方式為ADO連接方式。光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的連接主要涉及到數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)感知以及數(shù)據(jù)集這三大控件；數(shù)據(jù)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(diào)用ADOQuery，這兩種操作方式優(yōu)點(diǎn)各異。對(duì)于數(shù)據(jù)庫的差異、錄入以及維修，應(yīng)該選擇一種操作相對(duì)簡(jiǎn)單的方式，但是對(duì)于數(shù)據(jù)庫表的刪除、修改以及記錄查詢，則應(yīng)高選擇便血相對(duì)靈活的方式，即編寫SQL語句操作方式。光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)的查詢界面醫(yī)用設(shè)置了5個(gè)選項(xiàng)，分別是高壓電氣設(shè)備類型、變電站名稱、測(cè)試人員、測(cè)試時(shí)段以及測(cè)試結(jié)果，設(shè)置這些選項(xiàng)是為了讓設(shè)備維修人員更方便的操作光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)［1］。

1.3光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理方法有兩個(gè)，一個(gè)對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)，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(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及故障類型。針對(duì)比較容易處理的圖像，只需要Delphi編程就能完成，針對(duì)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(shè)備維護(hù)人員使用，本站一律使用MATLAB編程來對(duì)紫外檢測(cè)圖像進(jìn)行處理［2］，如圖2所示。

圖1　管理系統(tǒng)的技術(shù)框架圖

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

光子型紫外探測(cè)器的智能紫外線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以獨(dú)立進(jìn)行工作。系統(tǒng)會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)照片、現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度、觀測(cè)點(diǎn)的紫外光子數(shù)值等探測(cè)數(shù)值返回來，并且把這些數(shù)據(jù)傳到變電站內(nèi)的終端服務(wù)器上，然后再將數(shù)據(jù)傳至電網(wǎng)公司監(jiān)測(cè)平臺(tái)上。工作人員可以通過系統(tǒng)的終端平臺(tái)查閱上述數(shù)據(jù)的查閱，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，應(yīng)該立即查看數(shù)據(jù)異常位置，發(fā)現(xiàn)故障隱患問題，并及時(shí)解決。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.4使用Excel表格將檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出到

光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)除了包括紫外攝像儀器、數(shù)據(jù)庫、圖像處理等程序之外，還包括數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。經(jīng)過光子型紫外成像監(jiān)測(cè)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(shè)備工作人員的維修檢測(cè)工作，可以使用數(shù)據(jù)輸出設(shè)備，將紫外成像監(jiān)測(cè)所的數(shù)據(jù)，用Excel表格導(dǎo)出，光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)中的Delphi程序一般都會(huì)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(cè)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中設(shè)置Excel表格程序，Delphi程序自帶的Excel Application組件，會(huì)自動(dòng)將光子型紫外成像檢測(cè)所得的數(shù)據(jù)記錄在Excel表格中，工作人員只需使用輸出設(shè)備將Excel數(shù)據(jù)記錄導(dǎo)出即可［5］。

2　光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

近年來，光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)逐漸被用于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)設(shè)備工作當(dāng)中。目前，本站已經(jīng)把光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)應(yīng)用于高壓電氣設(shè)備的檢測(cè)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(shè)備導(dǎo)線外傷檢測(cè)

通過紫外成像儀可以檢測(cè)出高壓電氣設(shè)備導(dǎo)線在運(yùn)行中所出現(xiàn)的外部損傷、斷股、散股等故障。由于導(dǎo)線表面與內(nèi)部發(fā)生改變，從而導(dǎo)致周圍電場(chǎng)的強(qiáng)度變強(qiáng)，有時(shí)候甚至?xí)霈F(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(cè)就可以明確的顯示。由此可見，光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)在日常檢測(cè)、檢驗(yàn)工程質(zhì)量中作用甚大。

2）高壓設(shè)備均壓環(huán)故障

高壓設(shè)備均壓環(huán)可以有效的使高壓電氣設(shè)備曲率半徑增加，從而起到均勻電場(chǎng)的作用。如果在高壓設(shè)備均壓環(huán)出現(xiàn)破損、位置不正確的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)不均勻，甚至?xí)箞?chǎng)強(qiáng)梯度增大，從而加快高壓電氣設(shè)備損壞速度，最終到高壓電氣設(shè)備出現(xiàn)故障而癱瘓。光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備均壓環(huán)故障，并且及時(shí)將故障信息反饋給高壓電氣設(shè)備維修工作人員，工作人員進(jìn)行針對(duì)性維修，確保了高壓電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

3）檢測(cè)高壓電氣設(shè)備污染程度

高壓電氣設(shè)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(shè)備的運(yùn)作，通過光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)，對(duì)高壓電氣設(shè)備的污染程度進(jìn)行檢測(cè)分析，以便工作人員對(duì)高壓電氣設(shè)備進(jìn)行清潔，避免因?yàn)楦邏弘姎庠O(shè)備污穢而影響運(yùn)轉(zhuǎn)［6］。

4）檢測(cè)高壓電氣設(shè)備安裝質(zhì)量

由于高壓電氣設(shè)備的電壓等級(jí)較高，電場(chǎng)較強(qiáng)，當(dāng)電場(chǎng)超過空氣的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，從而導(dǎo)致高壓電氣設(shè)備發(fā)生故障，因此，安裝高壓電氣設(shè)備時(shí)，需謹(jǐn)慎操作。光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)能夠有效的檢測(cè)高壓電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量，可以通過紫外成像儀檢測(cè)，可直觀的檢測(cè)出來，有效的避免過強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)高壓電氣設(shè)備帶來損傷［7］。

5）對(duì)高壓電氣設(shè)備的絕緣診斷

在高壓電氣設(shè)備發(fā)生絕緣故障的時(shí)候，光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)會(huì)通過多種情況表現(xiàn)出來，并及時(shí)反饋，工作人員針對(duì)不同情況，對(duì)高壓電氣設(shè)備進(jìn)行檢查維修。在110 kV開關(guān)的中間出現(xiàn)異常放電現(xiàn)象，通過紅外線對(duì)該處進(jìn)行測(cè)溫并且進(jìn)行判斷，如果該部位的溫度在3℃時(shí)，就存在嚴(yán)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(cè)管理系統(tǒng)依然能夠正常工作，使得高壓電氣設(shè)備的絕緣診斷效率大大提高，延長(zhǎng)了高壓電氣設(shè)備的正常運(yùn)作時(shí)間［8］。

3　結(jié)束語

綜上所述，通過利用紫外成像檢測(cè)法的特點(diǎn)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，從而開發(fā)了光子型紫外成像檢測(cè)管理系統(tǒng)，主要是通過Delphi軟件與SQServer2000數(shù)據(jù)庫結(jié)合，才可以有效的對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，在紫外成像監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)具有修改、刪除、插入、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)等功能，通過圖像處理技術(shù)，可以有效的改善圖像的質(zhì)量，獲取相關(guān)參數(shù)，同時(shí)還具有評(píng)估功能，可以有效的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)故障判途、檢修。研究表明，光子型紫外成像監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)可有效提高對(duì)高壓電氣設(shè)備的管理，降低檢修人員的工作量，促進(jìn)了我國(guó)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(hào)：201507117

黃榮輝（1976—），男，黑龍江哈爾濱人，高級(jí)工程師。研究方向：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。