发电厂使用蔚云光电VY-NovoCAM手持式多通道紫外成像仪检测放电缺陷

“放电缺陷定位测强，智能守卫并网安全”

1.客户背景

用户是某火力发电厂，电厂将所发电力用升压系统升至500kV后并入电网，是当地重要的能源支撑。电厂滨海而居，附近存在大型施工区域，因此，空气湿度、海上盐雾、施工粉尘等恶劣因素的影响，对电厂户外的升压系统的设备安全构成了严峻威胁。

近日，用户单位的运维人员在架空线路下方巡检时，能明显听到升压系统发出的 “滋滋”异响，但使用红外测温枪却无法找到缺陷位置，运维人员对此缺乏有效的检测手段。通过前期沟通和交流，蔚云光电的工程师携“VY-NovoCAM手持式多通道紫外成像仪”来到用户现场进行测试，尝试找到问题所在。

2.产品介绍

本次用于测试的产品为蔚云光电自主研发生产的VY-NovoCAM手持式多通道紫外成像仪。设备集成了紫外、红外、可见光、激光测距四组光学通道，可以拍摄紫外、红外、可见光三种相机的实时图像，并能呈现清晰同步的多光融合画面，使一次扫查可以同时看到温度、放电光子、设备形貌等多重信息，为巡检作业提供多维度的诊断依据，提升缺陷检测效率，是一款功能强大、性能可靠的放电检测工具。

产品在多光学通道的工艺集成上采用了平行光轴式的设计，机身紧凑小巧，整机重量在1.8kg以内，配备2块蓄电池，为电力单位的巡检作业提供便捷友好的用户体验。

3.测试过程

3.1.前期准备

测试当日，当地气温约为15℃，天上飘着毛毛细雨，使环境湿度高达84%。空气中弥漫着轻雾，天气预报软件显示空气质量属轻度污染，不过，在电厂范围内，能见度较为清晰。

在电厂运维人员的帮助下，蔚云光电测试工程师穿戴好了防护衣物，带着手持式多通道紫外成像仪走进了电厂发电机出口的升压系统区域，站在规定的范围内对主变压器和架空线路进行检测。

3.2.测试过程

1.变压器三相套管检测

使用VY-NovoCAM手持式多通道紫外成像仪对变压器三相套管进行扫视检查，在80%增益的紫外模式下，可以看到套管和均压环附近游离出紫外光子，但并未聚集在某处。

红外模式下，套管温度比环境温度略高1~3℃，系变压器运行时合理的温度变化范围。

从紫外和红外两种成像模式的检测结果综合来看，变压器三相套管没有明显异常。但套管附近检测到一定程度的紫外光信号，因此套管可能需要清洁。

2.绝缘子串检查

（1）在使用红外模式对变压器三相的套管进行检查时，有一瞬间，表示“高温”的粗线宽十字标打到了龙门架下面B相出线接地线的绝缘子串处，这引起了蔚云光电测试工程师的警觉。随即，测试工程师对该绝缘子串进行了检查。

（2）用紫外模式对B相出线在龙门架附近的绝缘子串进行检查，在接地线所连绝缘子串端部接点检测出了紫外光子集中，光子计数值达到了2000~4000，表明有较为严重的局部放电。切换至红外模式进行检查，发现此接点处有严重温升现象，比环境温度高了约10℃。

 紫外、红外、可见光三光融合画面：

（3）而后，测试工程师继续扫查龙门架附近的设备。在C相出线龙门架下方接地绝缘子的端部，紫外模式下能明显看到绝缘子下端端部接点处有紫外光子集中。

使用红外模式观察，绝缘子串下端与导线的接点处明显可见升温现象：接点处的伪色彩尤其明亮，且标志着“高温”的十字光标也聚焦到了这个部位。红外测温功能显示，这个部位的温度比环境温度高了约8℃。

工程师移动位置，切换至紫外模式并使用融合变倍功能将画面放大至3倍对C相接地线的绝缘子串进行整体扫查，可以更细致地观察到绝缘子串下半部分的绝缘子片沿面、中间芯棒、端部接点等位置皆有紫外光子聚集，表明这些地方出现了局部放电现象。

3.导线检查

在使用紫外模式对升压系统进行扫查时，测试工程师在B相GIS出线电抗器吊线全段都检测到了紫外光子。

使用融合变倍功能变至3倍更加明显。即使紫外增益只有40%，也可以计算到约4000个光子数，说明这条导线确有较为强烈的放电情况。

而用红外模式观察导线的升温并不明显，导线的伪色彩没有明显发亮，且温度检测受到附近带电设备和金属材料的干扰，高温标定在视场角范围内的套管及金属支架处。

 紫外、红外、可见光三光融合画面：

3.3.测试发现

1.缺陷总结

（1）B相、C相出线龙门架接地线所连接的绝缘子串均发现了紫外光子集中和端部接点过热的现象。

① 端部接点放电与过热：这可能与连接金具的安装不良、材料老化、散热不良、污秽附着等因素有关。考虑到B相和C相接地的绝缘子串端部都出现了这样的情况，还需要排查接地系统是否有隐患故障。

② C相绝缘子串局部放电：在C相出线龙门架下方的绝缘子串的绝缘子片沿面和中间芯棒处发现了紫外光子聚集，说明该绝缘子串可能有破损、老化、污秽附着等缺陷。

（2）在紫外模式下，B相GIS出线电抗器吊线全段都检测到了紫外光子聚集的现象。这可能是因为导线因静电等作用吸附了大量附着物致使表面粗糙，引起了局部场强的增加从而发生局部放电现象，也可能是因为导线绝缘劣化、B相接地不良等原因导致的。

2.测试发现

l 紫外检测可以更精确地检测缺陷位置：在对绝缘子串的检查中，红外检测只能粗略显示过热位置，而紫外模式下紫外光子溢出和聚集的位置清晰可见，可以更精确地定位缺陷位置。

l 红外检测在导线缺陷检测方面具有局限性：由于导线的电阻值很低，即使有过电流导线的温度也很难升高，因此在对导线的检查中，红外检测很难发挥作用。

l 紫外检测需要和红外检测互相验证：在电力系统的带电检测工作中，紫外检测会受到空气中游离的带电粒子的干扰，本次测试的高湿度环境也更容易诱发空气导电。这种情况下，需要通过紫外和红外的交叉验证，明确缺陷的存在和强弱。

3.4.用户评价

电厂人员对本次测试的整体评价较高，也对本次测试中检测出的缺陷情况表示认可。用户表示，在明确了设备缺陷部位后，他们将会组织停电检修，再重启系统，保障电厂所发电能能够安全并网。

用户认为，VY-NovoCAM手持式多通道紫外成像仪在发电厂升压系统的巡检中表现超出预期，能够在系统不停电的情况下快速、准确地识别潜在故障，并能做到缺陷可视化，强度定量化，提高了巡检效率。用户认为，若在日常巡检工作中使用这款紫外、红外、可见光多光融合的智能巡检设备，可以为他们提供科学的运检决策依据，使他们只在必要的时候停电检修，确保供应电能的稳定性，保障并网安全，提升供电效益。

4.结论与展望

Ø 发电厂并网难点：

在本次测试中，我们发现空气湿度、海上盐雾、施工粉尘以及南方经常面临的台风等极端天气极易对户外的电力系统造成损坏：空气中的水汽会增加空气的导电性从而引发电晕放电现象；导体上的附着物会使局部场强增强，也容易导致局部放电现象；另外南方常见雷雨天气，容易使避雷设备和接地系统损坏。

发电厂可按照发电方式分为火力发电、水力发电、核能发电、风力发电、光伏发电等，这其中很多发电单位都位于环境比较恶劣的地方。如火力发电、核能发电可能因有冷却需求而建在海边；水力发电站附近一定具有大量水汽且周围地形复杂；风力发电和光伏发电主要分布在我国的新疆、内蒙古等地，周围有大量沙尘易被强风席卷而来。这些环境因素易导致户外的输变电设备发生局部放电现象，以至于出现绝缘损坏、接地故障、电气故障等问题，为发电厂所发电能并入电网带来了难点。

Ø 紫外成像和红外成像互为补充，实现多方位检缺：

在本次测试案例中，天气阴冷，空气潮湿，使用紫外检测会比红外检测更容易发现缺陷。红外检测的原理依赖温度，而温度是放电后期的一种间接伴生现象，和日晒、电流、材质、附着水滴等多种因素有关，不是每种缺陷都能使局部温度过热。不过，紫外检测有时也需要红外检测的验证，才能区分一处“放电”是否达到“缺陷”的程度，为用户检修决策提供多维度的判断依据。两种光学手段各有利弊，互为补充，加上可见光相机、ToF激光测距等模块，构成了一款功能丰富的电力系统智能巡检设备，多方位检测电气缺陷，彻底保障发电厂的并网安全。

Ø VY-NomoCAM应用于发电厂缺陷检测效果总结与展望：

可抗环境干扰：本次测试是蔚云光电手持式多通道紫外成像仪应用于发电企业，在发电厂发电机出口到并网前的升压系统中发挥了较为理想的效果。在检测效果和产品使用体验上，均受到了试用用户的良好评价。本次测试充分证明了蔚云光电VY-NovoCAM手持式多通道紫外成像仪在电厂升压系统进行放电缺陷检测的高性能。

快速定位缺陷：在发电厂高湿度、强电磁干扰以及复杂的设备布局等难点阻碍下，凭借其高灵敏度的紫外探测能力和多光融合技术，成功克服了传统检测手段的局限性，不仅快速、准确地定位潜在缺陷，还能一机多用，实时记录设备运行状态的多维度、可视化信息，极大地提高了运维效率。

蔚云光电创新科技生产力，守护电力行业高质量发展：这一成果不仅为发电厂的稳定运行提供了有力保障，也为电力行业的智能化运维助力。未来，蔚云光电将继续深化技术创新，拓展紫外成像技术在更多电力场景中的应用，助力电力行业实现高效、安全、智能化的运维管理，为保障国家能源安全贡献更多力量。