淺談紫外成像儀檢測技術(shù)在鐵路電氣化領(lǐng)域的應(yīng)用

電氣化鐵路已經(jīng)成為世界鐵路運(yùn)輸業(yè)朝著“高速、重載”發(fā)展道路上的主流，發(fā)展日新月異，法國、日本、德國、美國等國家已成為電氣化鐵路為主的鐵路運(yùn)輸業(yè)。電氣化鐵路主要優(yōu)勢在于能耗低、運(yùn)能大、功率大、運(yùn)輸成本低、污染少、粉塵與噪聲小等諸多優(yōu)勢。同時(shí)也存在問題，Z大的問題就是電力供應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生大面積停電而造成鐵路網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。2005年瑞士國營鐵路公司在6月份由于

      
    
電力供應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障，造成全國鐵路網(wǎng)絡(luò)癱瘓，2006年12月8日，鐵路電力故障導(dǎo)致多趟廣九直通車停運(yùn)。另外，架設(shè)在鐵路線路上空的接觸網(wǎng)帶有2.75萬伏的高壓電，接觸網(wǎng)附近也存在高壓電，這對行車安全和人身安全提出了更高的要求。
    一、紫外成像儀的基本原理
    目前，NEC公司生產(chǎn)紅外熱像儀在電力領(lǐng)域預(yù)維護(hù)已經(jīng)在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為電力設(shè)施維護(hù)和檢修的*工具。盡管該技術(shù)的溫度異常點(diǎn)探測靈敏度高、非接觸等優(yōu)勢，但是該技術(shù)存在許多先天性不足等，比如測試速度不能太快，故障點(diǎn)必須發(fā)熱后才能探測，易受輻射率、角度、光線等干擾等。為此，世界上Z的紫外成像（以下簡稱為UV）專家——以色列OFIL公司研制出了于鐵路電氣檢測的紫外成像儀RAIL 。RAIL 是OFIL公司繼CLASIC固定式、SUPERB便攜式、RANGER 車載式后推出的第四款高科技紫外成像儀。Z近又推出了飛機(jī)載式ROM紫外成像儀。其檢測基本原理是電力設(shè)備在大氣環(huán)境下工作在某些情況下隨著絕緣性能的降低、出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷或表面污穢和濕度的增加，會產(chǎn)生電暈和表面局部放電現(xiàn)象，電暈和表面局部放電過程中，電暈和放電部位將大量輻射紫外線，這樣便可以利用電暈和表面局部放電的產(chǎn)生和增強(qiáng)間接評估運(yùn)行設(shè)備的絕緣狀況和及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣設(shè)備的缺陷。 目前，可用于診斷目的的放電過程的各種方法中，光學(xué)方法的靈敏度、分辨率和抗干擾能力。即采用高靈敏度的紫外線輻射接受器，記錄電暈和表面放電過程中輻射的紫外線，再加以處理、分析達(dá)到評價(jià)設(shè)備狀況的目的。電暈放電過程引起微小的熱量，通常紅外檢測不能發(fā)現(xiàn)。紅外檢測通常是在高電阻處產(chǎn)生熱點(diǎn)。紫外成像儀可以看到的現(xiàn)象往往紅外成像儀不能看到，而紅外成像儀可以看到的現(xiàn)象往往紫外成像儀不能看到。因此UV檢測和紅外成像是一種互補(bǔ)性而非沖突性技術(shù)。

         
            圖1  紅外熱像儀圖像             圖2  紫外成像儀圖像

    二、紫外成像儀的主要特點(diǎn)
    由于紫外成像儀經(jīng)過十幾年的發(fā)展，從原來的夜視發(fā)展成為全天候的檢測手段。她的主要特點(diǎn)有：*，檢測速度非常快，可以高達(dá)200公里/小時(shí)，即使裝載在高速運(yùn)行的列車或者飛機(jī)上，也能清晰成像并捕捉到放電現(xiàn)象；第二，測試靈敏度高，1.5 pC的微小放電也能夠測試出來，由于局部放電會導(dǎo)致部件腐蝕而產(chǎn)生更大放電，容易形成一個惡性循環(huán)；第三，由于采用了特殊濾波技術(shù)，使電暈放電檢測工作避免受到太陽輻射的干擾，*可以在太陽強(qiáng)光下進(jìn)行檢測；第四，檢測受環(huán)境干擾小，可在白天、下雨天、濃霧下作測量，也不受角度、距離的影響。第五就是操作簡便，結(jié)果非常直觀，儀器直接裝載在列車上，當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，儀器將所拍攝的視頻存儲下來，哪里出現(xiàn)了問題一目了然。
    三、紫外成像儀在鐵路電力領(lǐng)域的應(yīng)用
由于絕緣子、套管、導(dǎo)線、污染產(chǎn)生電暈和電弧；導(dǎo)線損壞；分離器松弛；部件的尖部；復(fù)合絕緣子安裝不當(dāng)?shù)榷既菀纂姇灪碗娀　Ｔ诿绹娏υ囼?yàn)研究院（EPRI），已經(jīng)對全部架空線路和變電站等所有電力設(shè)施都進(jìn)行了紫外成像檢測，特別在美國鐵路電力領(lǐng)域更是開展了大量細(xì)致的研究和檢測工作。綜合起來，紫外成像儀主要能夠檢測鐵路電力設(shè)施以下幾個方面的問題（恕篇幅問題，不一一展開，詳細(xì)介紹請參見文獻(xiàn)資料1和2）：

          
            圖3  破損                               圖4  沒有安裝均壓環(huán)

            
         圖5  陶瓷絕緣子短路                       圖6  連接松脫

          
           圖7  污染                               圖8  腐蝕或浸蝕

          
           圖9  線纜破損                               圖10  接地錯誤

    綜上所敘，紫外成像儀是鐵路電力設(shè)預(yù)維護(hù)和檢修的強(qiáng)大武器和工具，必將為我們的鐵路的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。