引言：为何要在黑暗中巡视变压器？

在电力系统中，变压器是核心设备之一，其运行状态直接关系到电网的稳定性和安全性。传统的巡视方式通常在白天进行，但某些隐患在光照条件下难以被发现。例如，局部放电、绝缘老化、接触不良等问题在黑暗环境中更容易通过肉眼或专用设备观察到。因此，熄灯巡视（即在完全黑暗或低光照条件下进行的巡视）成为了一种重要的补充手段。本文将详细揭秘变压器熄灯巡视项目，包括其原理、方法、工具以及实际案例，帮助读者理解如何在黑暗中精准捕捉设备隐患。

一、熄灯巡视的基本原理

1.1 为什么黑暗环境能暴露隐患？

在黑暗环境中，许多电气隐患会通过发光现象显现出来。例如：

  • 局部放电：当变压器内部或表面存在绝缘缺陷时，会在电场作用下产生微弱的放电，发出蓝紫色或白色的光。
  • 电晕放电：高压导体表面不光滑或存在毛刺时，会在电场集中处产生电晕，发出淡蓝色的光。
  • 接触不良：连接点松动或氧化时，可能因电阻增大而发热，甚至产生火花。

这些现象在白天可能被环境光掩盖，但在黑暗中却清晰可见。此外，红外热成像技术在黑暗中也能更准确地检测温度异常，因为背景热辐射干扰较小。

1.2 熄灯巡视的适用场景

  • 夜间巡视：利用自然黑暗环境，结合人工照明控制。
  • 室内或封闭空间：在变电站室内或夜间停电检修时，创造黑暗条件。
  • 特殊检测需求：如对老旧变压器进行深度检查，或对新投运设备进行验收测试。

二、熄灯巡视的准备工作

2.1 安全措施

熄灯巡视必须在确保安全的前提下进行：

  • 停电操作：通常需要将变压器停电，并做好安全隔离措施。
  • 个人防护：穿戴绝缘手套、绝缘鞋、安全帽等。
  • 照明设备：准备防爆手电筒或头灯，用于紧急照明，但巡视时需关闭或调暗。
  • 团队协作：至少两人一组，一人巡视，一人监护。

2.2 工具与设备

  • 可见光观察工具：肉眼、望远镜（用于远距离观察）。
  • 紫外成像仪：用于检测电晕和局部放电（放电会产生紫外光）。
  • 红外热像仪：用于检测温度异常。
  • 声学检测仪：局部放电可能伴随超声波，可辅助定位。
  • 记录设备：相机或摄像机（需具备低光拍摄能力）。

2.3 环境准备

  • 控制环境光：关闭所有非必要照明，遮挡外部光源。
  • 天气条件：避免雨雪天气，湿度不宜过高，以免影响观测。
  • 安全距离：保持与带电设备的安全距离（即使停电，也需考虑感应电压）。

三、熄灯巡视的具体步骤

3.1 第一步：初步观察

在完全黑暗的环境中，首先用肉眼观察变压器整体：

  • 检查外壳：是否有异常光点或闪烁。
  • 观察连接点：如套管、母线连接处，注意是否有火花或光晕。
  • 倾听声音：在安静环境下，注意是否有异常放电声（如“滋滋”声）。

示例：某变电站夜间巡视时，发现110kV变压器套管处有微弱蓝光，经紫外成像仪确认为电晕放电，及时处理避免了绝缘击穿。

3.2 第二步：使用专用设备检测

3.2.1 紫外成像检测

紫外成像仪可以捕捉到人眼不可见的紫外光，用于定位放电点。

  • 操作方法：将仪器对准变压器，调整灵敏度，观察屏幕上的光点。
  • 结果分析：光点数量和强度反映放电严重程度。
  • 代码示例（假设使用Python分析紫外图像数据）： “`python import cv2 import numpy as np

# 读取紫外图像（假设为灰度图） img = cv2.imread(‘uv_image.jpg’, cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

# 阈值分割，提取放电区域 _, binary = cv2.threshold(img, 150, 255, cv2.THRESH_BINARY)

# 计算放电区域面积 discharge_area = np.sum(binary == 255) print(f”放电区域面积：{discharge_area} 像素”)

# 可视化 cv2.imshow(‘Discharge Area’, binary) cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows() “` 说明：这段代码通过阈值分割提取紫外图像中的放电区域，并计算面积。实际应用中，可结合多帧图像分析放电频率。

3.2.2 红外热成像检测

在黑暗中，红外热像仪能更清晰地显示温度分布。

  • 操作方法：扫描变压器表面，重点关注油箱、散热片、连接点。
  • 结果分析：温度异常（如局部过热）可能表明内部故障或接触不良。
  • 示例：某次巡视中，红外图像显示变压器油箱一角温度比周围高15°C，检查发现内部绝缘老化导致局部过热。

3.3 第三步：详细记录与分析

  • 拍照/录像：记录异常现象的位置、形态、强度。
  • 数据对比：与历史数据或标准值对比，判断严重程度。
  • 报告撰写：包括异常描述、可能原因、处理建议。

四、常见隐患及识别方法

4.1 局部放电

  • 表现：蓝紫色或白色光点，可能伴随“滋滋”声。
  • 原因：绝缘老化、受潮、气泡等。
  • 处理：停电检修，更换绝缘部件或进行干燥处理。

4.2 电晕放电

  • 表现：淡蓝色光晕，通常在导体尖端或毛刺处。
  • 原因：表面粗糙、污秽、湿度高。
  • 处理：打磨导体表面、涂覆防电晕涂料。

4.3 接触不良

  • 表现：火花或局部发热（红外检测）。
  • 原因：螺栓松动、氧化、腐蚀。
  • 处理：紧固连接点，清洁并涂抹导电膏。

4.4 绝缘老化

  • 表现：整体温度升高，局部放电增多。
  • 原因：长期运行、过载、环境因素。
  • 处理：加强监测，必要时更换绝缘油或整体检修。

五、实际案例分享

案例1：夜间发现电晕放电

  • 背景：某220kV变电站，夜间熄灯巡视。
  • 发现：变压器高压套管附近有淡蓝色光晕。
  • 分析：使用紫外成像仪确认为电晕放电，可能因表面污秽导致。
  • 处理：停电后清洁套管表面，并涂覆防电晕涂料。
  • 结果：放电现象消失，设备恢复正常。

案例2：红外检测局部过热

  • 背景：某110kV变压器夜间巡视，使用红外热像仪。
  • 发现：油箱底部一角温度异常升高。
  • 分析：结合历史数据，判断为内部绝缘老化。
  • 处理：停电检修，更换绝缘油并处理老化部件。
  • 结果：温度恢复正常，避免了潜在故障。

六、熄灯巡视的挑战与对策

6.1 挑战

  • 安全风险：黑暗环境增加操作难度。
  • 设备限制：部分设备对低光环境敏感。
  • 人员技能：需要专业培训才能准确识别隐患。

6.2 对策

  • 加强培训：定期组织熄灯巡视演练。
  • 技术升级：引入智能巡检机器人，自动检测放电和温度。
  • 标准化流程：制定详细的熄灯巡视作业指导书。

七、未来发展趋势

随着技术进步，熄灯巡视将更加智能化和自动化：

  • 无人机巡检：配备紫外和红外传感器，夜间自动飞行检测。
  • AI图像识别：通过深度学习自动识别放电和温度异常。
  • 物联网集成：实时数据上传至监控中心，实现远程诊断。

结语

熄灯巡视是变压器运维中一项重要且有效的手段，能够在黑暗中精准捕捉设备隐患，防患于未然。通过科学的准备、专业的工具和规范的操作，可以大幅提升巡视效率和准确性。未来，随着智能技术的融合，熄灯巡视将更加高效、安全，为电力系统的稳定运行提供坚实保障。

参考文献（示例）：

  1. 《电力设备红外诊断技术》
  2. 《紫外成像技术在电力系统中的应用》
  3. 国家电网公司《变电站巡视作业指导书》

（注：本文内容基于公开资料和行业实践整理，具体操作需遵循相关安全规程和标准。）