紫外诊断技术在检查发电机定子线棒绝缘缺陷中应用

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1、紫外诊断技术在检查发电机定子线棒绝缘缺陷中应用摘要：发电机定子绕组结构复杂，在运行中受到高温及电磁力的作用，因此定子绕组线棒的防晕能力至关重要，为解决现场起晕试验中起晕点不易观察的缺点，采用紫外成像测试技术在发电机交流耐压试验时进行线棒表面起晕检测，试验结果表明，紫外成像测试技术在检查发电机电晕点时比传统方法更为直观。关键词：定子交流耐压紫外成像起晕紫外成像技术在户外高压运行设备巡检中已经广泛应用并积累了一定的检测经验，对于运行中处于密封状态下的发电机，紫外成像技术不能发挥作用，但是在发电机检修试验时，

2、可配合交流耐压试验发现定子线棒表面绝缘缺陷点。某电厂330MW发电机在进行直流泄漏试验时，发现A相绕组泄漏电流值明显大于其它两相，经检查发现该相线棒存在明显的磨损现象，并有碳化痕迹，应为运行中受到长期电晕腐蚀所致。为检查其它定子线棒防晕能力是否合格，对其进行起晕试验。传统试验中，对试验现场条件要求较高，电晕点不易观察，本次试验中将采用紫外成像检测技术对电晕点进行检查。1紫外检测的可行性高压设备电放电时，根据电场强度的不同，会产生电晕、电弧或闪络。在放电过程中，空气中的电子不断获得和释放能量，而当电子释放

3、能量（即放电），便会释放出紫外线。高压电气设备放电光谱波长范围为230nm-405nm,其中240nm一280nm的光谱段称为太阳盲区，在此波长范围内由太阳发射的紫外光量极低。装有太阳盲滤镜紫外成像仪，可以在阳光底下探测到240一280nm的微弱电晕辐射，接收设备放电时产生的紫外信号，经处理后与可见光影像重叠，显示在仪器的屏幕上。利用紫外成像仪（工作波段在240nm-280nm之间）来检测带电设备的电晕情况，统计出单位时间内测得的紫外光子数，以此确定电晕的位置和强度，可为电气设备的状态监测提供依据。2紫

4、外检测中需注意的问题2.1标定问题现有紫外检测设备，都以检测到的紫外光子数量多少来表征放电强度，但仪器显示的光子数与仪器自身的增益（可调）密切相关，而且与检测仪器与放电点的距离、空气湿度等环境因素有关，要准确反应放电强度，必须对仪器显示的光子数进行有效标定。检测距离对检测结果影响显著。当距离增加时，检测视角将减小，对应的灵敏度随之降低。理想条件下，均匀介质中的点光源所发射光波的强度与距离的平方成反比。但实际条件与理想条件可能存在很大差别，为了确定距离与电晕计数的关系，模拟了一个点电晕源，记录不同距离下的

5、紫外计数和平均值。得到的规律为：放电计数与距离的平方近似成反比关系；随着距离的增大，放电计数次数减小。此外也有放电计数与距离的一次方成反比关系，随着距离的增大，放电计数次数减小的报道。在实际应用中需要进一步总结。2.2气压和温度的影响气压和温度的变化可改变空气的密度，影响电离过程，从而气压与温度的变化影响仪器采集到的紫外光子数量。一般情况下，高气压、温度低条件下紫外计数要比低气压、高温度条件下的紫外计数低。在实际应用中，温度和气压的差异引起的偏差较小，可能淹没在仪器本身的误差和测量的偏差中。因此，一般不

6、对气压和温度的差异进行修正。湿度的影响湿度的增加，在有些情况下可降低电晕的强度；而在多数情况下，湿度的增加会引起电晕强度的增长。由于污秽成分和湿润情况的不确定性，目前还没有办法对它进行修正。2.3对放电导致后果的评价问题不同设备或同一设备不同部位的放电所导致的后果不同。如设备均压环上的放电，在一定时间段内不会影响设备的安全稳定运行，而绝缘套管表面的放电，则有可能导致系统事故。因而，正确评估放电后果，也是紫外成像检测技术在系统中应用需解决的一大问题。3试验结果及分析3.1试验结果定子绕组分相进行试验，试验

7、时被试绕组首尾短接，非被试绕组短接接地。试验电压在10kV以上，以每lkV停留10s的速率上升，并在每阶段观察电晕，试验时采用紫外成像仪进行检测。经测试，该发电机定子线棒存在多处明显电晕点，其中位于13、14槽内的线棒励磁侧（具体位置见图1）在试验电压为5kV时可检测到明显的连续电晕；位于21、22槽内的线棒励磁侧（具体位置见图2）在试验电压为15kV时可检测到明显的连续电晕，在试验电压为18kV时（见图3）连续电晕放电量增大；位于23、24槽内的线棒励磁侧（具体位置见图4）在试验电压为15kV时可检测

8、到明显的连续电晕。3.2试验结果分析试验数据表明该发电机定子绕组线棒存在明显的电晕点，外表防晕结构受到破坏的定子线棒表面相比正常正常线棒表面较为明显，且起晕起始电压较低，在长时间运行过程中有可能导致缺陷进一步扩大，故建议对发电机受损部位进行处理，在处理完毕后再次进行试验以检查处理效果，确保发电机投运后的稳定运行。4结论（1）紫外成像测试技术在发电机定子绕组线棒起晕试验中的应用可有效发现定子线棒的起晕点，特别是在发电机安装现场内进行的试验，减