外部电晕放电检测技术

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1、中国电机工程学会高压专委会2007年学术年会论文集外部电晕放电检测技术1121周文俊马斌汪涛易晓1武汉大学2湖北电力试验研究院摘要介绍了电气设备外部电晕放电现象和气体中电晕放电的几种效应及电晕放电的传统测量方法——红外成像技术和超声电晕探测法；提出了电晕放电紫外成像检测新技术。阐述了电晕放电紫外成像检测技术的原理并将它与传统的测量方法进行了比较。高压电气设备几种典型故障电晕放电紫外成像技术观测结果，紫外成像技术在高压中的可能应用。关键词电晕放电；紫外成像；检测（1）伴随着带电粒子的电离、复合等过1外部电晕放电现象和电晕

2、效应程而有声、光、热等效应，表现为发出“咝咝”的声音、蓝色的晕光以及使周围气体温度升1.1外部电晕放电现象高等；在极不均匀电场中，当电压高到一定程（2）电晕会产生高频脉冲电流，其中还度空气间隙击穿前，大曲率电极（高场强电包含着许多高次谐波，会造成对无线电的干极）附近会有薄薄的发光层，有点像“月晕”，扰。在工频电压的每半周内，电晕都要发生在黑暗中看得较为真切，这种放电现象称为和熄灭一次，会辐射出大量的电磁波，一般“电晕”放电，其特殊的晕光是电离区的放电来说，交流线路的无线电干扰比直流线路的过程造成的。电离区中的电离、复合

3、、从激大。高压输电线路的绝缘子和各种金具上较励状态恢复到正常状态等过程可能产生大量容易出现电晕，随着输电线路电压的不断提的光辐射。爆发电晕时，回路中电流明显增高，延伸的范围不断扩大，线路上电晕造成加（但绝对值仍很小），可以测量到能量损失。的无线电干扰已成为输电线路设计和运行中电晕放电是极不均匀电场中特有的一种[4、5]的一个很重要的需要注意限制的问题；自持放电形式，它与其他形式放电的区别在（3）电晕会发出可听噪声，对人们会造于电晕放电电流并不决定于电源电路中的阻成生理、心理上的影响。对于500kV及以下抗，而取决于电极

4、外气体空间的电导。因此，的电力系统，这个问题尚不严重；而对于电晕放电取决于外加电压、电极形状、极间[1、2、3]750kV及以上的输电线路和变电站，这个问距离、气体的性质和密度等。题成为环境保护的重要内容；电气设备在设计、制造、安装、运行、（4）电晕放电会产生能量损耗，在某些维护中,一些环节出现问题有可能形成电晕情况下，会达到可观的程度；放电现象。高压导体粗糙的表面、终端锐角（5）在尖端或电极的某些突出处，电子区域、绝缘层表面污秽区、高压套管及导体和离子在局部场强的驱动下高速运动，与气终端绝缘处理不良处、高压导线断股、

5、导线体分子交换动量，形成“电风”；压接不良、残缺的绝缘体、破损的瓷瓶及绝（6）电晕放电会产生化学反应，在空气缘子等有绝缘缺陷的电气设备在高电压下运中产生臭氧O3及NO或NO2，在其他气体中行时,就会由于电场集中而发生电晕放电。此也会产生一些化学反应。O3是强氧化剂，对外电晕放电对超特高压输电线路具有特殊的金属及有机绝缘物有强烈的氧化作用；NO重要性，与这些线路的导线选择、电能平衡或NO2会与空气中的水分合成硝酸类，具有和环境保护等均有密切的关系。强烈的腐蚀性。所以，电晕是促进有机绝缘1.2电晕效应老化的重要因素之一；气

6、体中的电晕放电具有以下几种效应：1中国电机工程学会高压专委会2007年学术年会论文集（7）直流线路的电晕放电会使正负极导放至变压器、电容器箱壳上检测以确定放电线与大地之间充满空间电荷，使线路附近对部位。地绝缘较好的物体上积累电荷，其上的对地[6]3电晕放电紫外成像检测新技术电压会达到数千伏或更高。上述电晕效应会对环境和设备运行产生一定影响，尤其是可听噪声、无线电干扰和3.1原理电晕损失，适度控制电晕效应，对发展特高紫外成像技术是利用特殊的仪器接收电压输电非常重要。但有时，电晕的某些效应晕放电产生的紫外线信号,经处理后成

7、像并也有可利用的一面。如电晕造成的损耗可削与可见光图像叠加,达到确定电晕的位置和[7]弱输电线上的雷电冲击电压波的幅值和陡强度的目的,从而为进一步评价设备的运度；电晕放电还可以改善电场的分布；也可行情况提供依据。紫外线的波长范围是利用电晕制造除尘器、消毒柜和对废气、废40nm～400nm,太阳光中也含有紫外线,但由水进行净化处理及对水果、蔬菜进行保鲜等。于地球的臭氧层吸收了部分波长的分量,实际上辐射到地面上的太阳紫外线波长大都在2电晕放电的传统检测方法300nm以上,低于300nm的波长区间称为太阳盲区。空气中的氮气电

8、离时产生紫外线的传统的电晕放电检测方法主要采取远红光谱大部分波长在280nm～400nm的区域外望远镜、超声电晕探测器及人工目视检查。内，只有一小部分波长小于280nm，即处于由于有些电晕放电的目标小、强度弱，在强太阳盲区内,若能探测到,只可能是来自地球烈的日光下目视很难观察到；而太阳光中含上的辐射。阳光和电晕的电磁波谱辐照度及有