科学之友 Ｆｒｉｅｎｄ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｍａｔｅｕｒｓ ２０１３年１２月 高精度紫外线成像检测技术应用研究 陈永辉 （国网福州供电公司，福建福州３５０００１） 摘要：对高精度紫外线成像检测技术原理进行了阐述，进而就紫外线成像检测技术在 电力系统的应用情况进行了归纳与总结。在此基础上，对紫外线成像检测技术在电力系 统中的应用方法进行了详细探讨，所述内容可为此方面的实践提供参考。 关键词：紫外线成像；检测技术；电力技术；检测方法 中图分类号：ＴＮ２４７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－－８１３６（２０１３）２４一ｏ０Ｏ１－－０２ 随着我国社会经济的发展，对电力负荷要求不断提高，电网 规模建设不断扩大，因而在推动电网发展的同时，也带来了诸多 ３ 电力系统应用紫外成像检测技术的方法分析 的技术问题。比如电力系统中使用的各种高压设备的损坏、故障， ３．１检测时机的选择 如何采取可靠、成熟的技术手段进行预防性维护，就成为需要探 新建、扩建变电站及线路上设备在试运行期间应及时安排 一索的问题。基于此，笔者结合工作实践，就高精度紫外线成像检 次紫外成像检测，建立所有相关设备运行时的紫外检测图像 测技术在电力系统中的应用问题，作以下分析与探讨。 信息档案，设备管理人员就可以对管辖的设备运行状态实施跟 踪管理，根据设备的状态及演变情况进行有目的的维修。另外， １ 高精度紫外线成像检测技术原理 可以对设备的维修质量和工程施工质量做出评价。对于投用一 在２Ｏ世纪９０年代末期，紫外成像检修技术在电力系统中得 定时间的设备的检测应安排在维护前、后或检修前、后各进行 一到了初步应用。与超声波检测和红外检测等传统检测方法相比， 次。这样可以将发现的问题在设备停电时及时处理，并且检 高精度紫外成像检测技术具有许多独特的优点。比如：操作方便、 测人员可以对检测所发现的无法准确定性的放电点进行线下校 响应速度快、可实现大面积快速扫描以及离线检测设备的在线状 核，增加检测结果的准确性；另外，通过后面的检测可以对本 态等，因此在电力系统高压设备维护中得到了较多的应用。 次检修的部分缺陷处理情况进行确认，避免缺陷处理不彻底。 输电线路和电气设备在大气环境下工作，在某些情况下， ３．２放电强度大小的参考 随着绝缘性能的降低、结构缺陷的出现，会产生电晕放电和表 目前，常见的紫外成像仪的光子数显示模式有活动模式和集 中模式两种。活动模式可实时观察设备的放电情况，并实时显示 而局部放电现象。在电晕和表面局部放电过程中，放电部位将 一个在一定区域内紫外线光子总量成比例的数值，便于定量和比 辐射大量紫外线，紫外 ＾阳百区滤片＋觜外光探｛Ｉ！｜器 较分析；集中模式可将一定时间区间内（该区间长短可调整）的 成像法就是利用检测电 ｃ监洲电晕驶电气放电１ 紫外线光信号显示并保留在屏幕上，按照先进先出和动态平均的 晕和局部放电中产生的 可．．・ ｌ觜外图俄卜＿—。］ 算法实时更新，便于更清楚地看到设备放电区域的位置和形状。 紫外线来间接评估运行 ： －Ｋ—￣ｍ—ｍｍ ３．３检测距离及检测方位的选取 设备的绝缘状况并及时 通过相关试验，发现电晕放电所产生的紫外线光子数在一 发现设备的绝缘缺陷。 定距离范围内遵循一定的规律，即强度与距离平方成反比，但 高精度紫外线成像法检 是这个距离范围外的光子数变化目前还未发现其规律。所以， 测成像原理见图１． 图１ 紫外检测成像原理图 在符合安全技术条件要求的前提下，应尽可能选用较小距离进 ２紫外成像检测技术在电力系统中的应用范围 行检测，这样的检测结果相对准确一些。 ３．４背景紫外噪点归零化 经过近年来的快速发展，我国电力系统对高精度紫外成像 从用的紫外线成像仪来看，目前不论是哪种紫外成像仪，不 检测技术开始推广应用，并已取得了一定的成果。根据目前的 论采取了何种措施，在进行紫外检测时仍然有极少部分紫外光不 应用实践，现将该技术的应用范围进行归纳，见表１． 是来自电晕放电，通常情况下这部分紫外光是不会被紫外成像仪 表１ 电力系统应用高精度紫外线成像检测技术的范围 所收集。但是在有些特定条件下（如下雨时）就会对检测产生影 应用范围 目的 响，它们会以紫外噪点的形式很均匀的分布在视场内。这时，我 导线外伤检测 检测导线架线时拖伤、运行过程中外部损 们就需要对背景紫外噪点进行归零化处理。我们可以调节仪器参 伤、断股、散股等。 数直到无放电｜ 时视场内紫外光子数为…０’。通过对背景噪点的 高压设备污染程度检测 检测绝缘子表、导线的污染。 归零化处理，在检测时得到的才是由电晕放电引起的真实的数据。 高压线路及变电站 全天候地对高压线路及变电站状况进行检 ３．５检测灵敏度进行的调节 的整体维护 测，有效预防未见可见光放电的情况下突 通过多次的模拟试验以及现场实际检测，发现电晕放电强 然闪络击穿引起的事故。 度受检测距离、电压等级、污秽程度、湿度、雨雪天气等检测 运行中绝缘子的劣化检测 可在一定灵敏度、一定距离内对劣化绝缘 条件影响较大，同一放电点在不同的检测条件及环境条件下检 子进行定位。 测结果会有所不同，具体体现在光子数的变化范围上。在进行 电气设备的绝缘缺陷检测 为电气设备的绝缘诊断与寿命预测提供信 现场检测时，都是凭着检测人员的经验对“增益（Ｇａｉｎ）”的适 息，便于诊断分析。 当增减来完成检测灵敏度的调节，具体调节多少没有任何依据， 寻找无线电于扰源 检测高压设备放电会产生的无线电干扰源 这样的情况下所得到的检测数据的参考价值很有限。如果有一 科学之友 Ｆｒｉｅｎｄ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｍａｔｅｕｒｓ ２０１３年１２月 原子荧光法测定海洋沉积物中的砷和汞 谢美灵 （江门市海洋与渔业环境监测站，广东江门５２９０００） 摘要：近年来，海洋生态环境的破坏严重，加强海洋生态环境的保护日益受到重视。 而海洋沉积物中的砷和汞是重点监测的对象。采用原子荧光法测定海洋沉积物中的砷和 汞含量，介绍了测定中需要的试剂、仪器及样品处理方法。测得砷和汞的检出限分别为 ０．０２１ ６ ｇ／Ｌ、０．００１ ７ ｇ几，测定检出限１００倍砷和汞的相对标准偏差分别为２－２％、１．７％． 关键词：原子荧光法；测定；海洋沉积物；砷；汞；检出限；相对标准偏差 中图分类号：Ｘ１３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－－８１３６（２０１３）２４—０（＿）０２一Ｏ２ 海洋环境是重要的自然资源和生活空间。由于人们对海洋的 不合理开发和频繁的经济活动以及陆地各种污染物的倾倒，使海 洋环境遭受破坏。砷和汞都是海洋环境中重要的监测指标，砷和 汞可在人体积累，是致癌、致畸物质。随着工业化进程的快速推 进，砷和汞在海洋沉积物中的积累越来越多，并且对环境生态和 人类食品的安全影响日益严重。下面，本文利用原子荧光光谱法 载流溶液（５％盐酸）：向１ ０００ｍｌ容量瓶内加入５００ｍｌ去 离子水，再缓慢的加入５Ｏ ｍｌ浓盐酸（优级纯），最后加水定容 至刻度。 还原剂（０．５％氢氧化钠与２％硼氢化钾）：称取５ｇ氢氧化 钠（优级纯）加水溶解后加入２０ｇ。 硼氢化钾（优级纯），再加去离子水稀释至１ ０００ ｍｌ。 汞标准溶液：１ ０００￣ｇ／ｍｌ（国家标准物质中心）汞标准使用 液：０．５ ｇ／Ｌ。 砷标准溶液：１ ０００￣ｇ／ｍｌ（国家标准物质中心）砷标准使用 液：０．１￣ｇ／ｍｌ。 １．２仪器 ＡＦＳ－－２２０２Ｅ型双道原子荧光光度计；４孑Ｌ水浴锅。 １．３样品处理方法 来测定海洋沉积物中的砷和汞。实践证明，本方法操作简单、检 测快速、灵敏度高、使用安全，是一种不错的检测方法。 １ 实验部分 １．１试剂 王水溶液（１＋１）：将３体积的浓盐酸（优级纯）、４体积 的去离子水、１体积浓硝酸（优级纯）依次倒入烧杯中混合， 得到８体积的王水溶液（１＋１ ｏ 高锰酸钾溶液（１％）：称取５ ｇ高锰酸钾溶解于５００ ｍｌ去 离子水中，置于棕色试剂瓶中保存。 草酸溶液（１％）：称取１０ ｇ草酸溶解于１ ０００ｍｌ去离子水 中，置于棕色试剂瓶中保存。 盐酸溶液（１＋１）：将１体积浓盐酸（优级纯）倒人１体积 去离子水混合而成。 ５％硫脲一抗坏血酸混合溶液：称取５ ｇ硫脲微热溶解于 ５０ ｍｌ去离子水中，完全冷却后，加入５ ｇ抗坏血酸，混匀后稀 释至１００ ｍｌ。此溶液现用现配。实验用水为去离子水。 准确称取０．１－－０．２ｇ（±０．０００１ ｇ）沉积物风干样于５０ｍｌ比 色管中，加几滴水润湿样品，加入１０ｍｌ王水溶液（１＋１），盖上 塞子轻微摇动比色管使溶液混合均匀后，在水浴中加热１ ｈ，期 间摇动比色管数次。由于单支比色管在水浴锅中易倾斜，可将 几支比色管捆扎住。酸受热在消解过程中容易喷溅，将小块滤 纸叠放在活塞处，这样可以减少样品喷溅造成的损失。 １．３．１ 国标法处理消解样品 消解结束冷却后，汞样品处理液加入１ ｍｌ高锰酸钾溶液， 摇均后放置２０ ｍｉｎ，再用草酸溶液稀释至标线，摇均后放置澄 清３０ ｍｉｎ，此为汞样品消化液，直接量取２．０ ｍｌ汞样品消化液 个放电特征和高压电气设备电晕放电一样或相似的装置，进行 检测前，先在现场的检测条件及环境条件下完成对仪器灵敏度 的调节，检测时可以以此灵敏度或高于此灵敏度进行扫查，这 样得到的检测结果将会是比较有说服力。 有待研究的技术问题，比如该技术受检测距离、气压、温度、湿 度和风力等因素的影响。目前仍处于技术引进的初级阶段，在实 际应用中尚存在一些问题有待我们进一步探索与改进。 参考文献： ４结束语 综上所述，高精度紫外成像检测技术以其操作方便、响应速 度快、可实现大面积陕速扫描以及离线检测设备的在线状态等优 势在电力系统高压设备维护中得到了较多的应用。但也存在一些 ［１】张伟．浅谈电力变压器常见故障及诊断技术 数字技术 与应用，２０１０（１）． ［２】黄健群ｌ＿电网运行风险评估与管理分析Ｕ］．河南科技，２０１３（９） （编辑：李敏） Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ＵＶ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｈｅｎ Ｙｏｎｇｈｕｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｕｖ ｉｍａｇｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．ａｎｄ ｔｈｅｎ ｕｖ ｉｍａｇｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｈａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｙ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｉｍａｇｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｒｅｓｐｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｉｍａｇｉｎｇ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｅｌｅｃｔｉｃ ｐｏｗｅｒ ｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ 一２一