CoroCAM 6
CoroCAM 7
CoroCAM 8
CoroCAM UAV
CoroCAM UVS
CoroCAM VMI
CoroCAM 6N
CoroCAM 6DF
CoroCAM MultiCAM

Осмотр оборудования с помощью камер CoroCAM – диагностика коронных разрядов

УФ-камеры CoroCAM применяются для визуализации коронных разрядов и электрических дуг, которые возникают при повреждениях изоляции в высоковольтных системах. Эти явления могут быть ранними признаками:

Цель ультрафиолетовой диагностики

механических повреждений
производственного брака
ослабленных соединений
загрязнения оборудования
деградации изоляции

Выявление таких дефектов на ранней стадии позволяет спланировать ремонт до наступления аварии

Коронные разряды могут приводить к нескольким видам негативного воздействия:


Повреждения, вызываемые коронными разрядами

2

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение, сопровождающее коронный разряд, ускоряет старение полимерных изоляционных материалов, что приводит к более быстрому выходу оборудования из строя, чем ожидалось.

Также известно, что УФ‑излучение может влиять на животных, способных видеть в UVC‑диапазоне.
В частности, зафиксированы случаи нарушения миграции северных оленей из‑за воздействия коронного свечения.
1

Шум и радиопомехи

Коронные разряды сопровождаются характерным гудением. Это не всегда вызывает прямое повреждение, но может раздражать персонал и животных вблизи оборудования.
Если разряд даёт гармоники, совпадающие с резонансами проводника, это может вызывать вибрации.

Радиопомехи обычно не разрушают оборудование напрямую, но способны нарушать работу электроники, вызывать сбои или нестабильное поведение, что в свою очередь может привести к повреждению.

Ионизация

3
Процесс ионизации начинается с коронного разряда:
Коронный разряд — это частичный разряд, при котором из проводника в воздух выбрасываются электроны.
Этот процесс связан с локальной ионизацией воздуха в зоне высокого напряжения
Коронный разряд вокруг проводника
Ионизированные молекулы воздуха вступают в химические реакции, образуя агрессивные соединения:

O₂ + e⁻ → 2O⁻
O⁻ + O₂ → O₃ (озон)
→ Озон — высокоактивный окислитель. Он разрушает металлы и вызывает коррозию.

N₂ и O₂ + e⁻ → 2N⁺ + 2O⁻
N⁺ + 5O⁻ → NO₂ + O₃
NO₂ + H₂O + O₂ → HNO₃ (азотная кислота)

Азотная кислота проявляется в виде белого налёта на оборудовании.
Она разъедает покрытия, разрушает металлизацию и защитные слои.
Химическое воздействие: озон и кислоты
Когда электрон сталкивается с молекулой воздуха, он передаёт ей энергию и «возбуждает» её.
Чтобы вернуться в стабильное (нейтральное) состояние, молекула излучает избыточную энергию в виде фотона света.
Частота (цвет) этого фотона зависит от состава молекулы и типов химических связей.
Это и есть видимое (или УФ) свечение, которое фиксирует камера CoroCAM.
Как возникает свет при коронном разряде
Почему коронный разряд светится в УФ-диапазоне
Основным компонентом воздуха является азот.
При возбуждении (например, от коронного разряда) он излучает свет преимущественно в ультрафиолетовом диапазоне.
Лишь около 5 % энергии выходит за границу 400 нм — нижняя граница видимого синего цвета.
Всё остальное — невидимый глазом UV-свет, который можно зафиксировать только с помощью специализированной камеры.
На графике ниже показан спектр флуоресценции азота, растянутый по вертикали в 1000 раз для наглядности.
Пик приходится на область 300−380 нм, т. е. solar-blind UV, где и работают камеры CoroCAM.
Всё начинается с того, что космические лучи ионизируют отдельные молекулы воздуха рядом с высоковольтным оборудованием — выбивая из них электроны.
Действие космического луча, выбивающего электрон из атома
После того как электрон выбивается из молекулы, он начинает двигаться под действием электрического поля:

  • во время отрицательной фазы — отталкивается от оборудования,
  • во время положительной — притягивается обратно.

Если поле достаточно сильное, электрон ускоряется до такой скорости, что при столкновении с другими молекулами воздуха выбивает ещё один или несколько электронов.

Так запускается цепная реакция — электронная лавина.

Когда в результате одного столкновения высвобождается несколько новых электронов — начинается лавина. Она продолжается до тех пор, пока электрическое поле не ослабеет настолько, что уже не может разогнать электроны до энергии, необходимой для следующего выбивания.
Как возникает коронный разряд

Обнаружение коронных разрядов

Что такое ДИАПАЗОН solar blind UV

Озоновый слой пропускает не весь ультрафиолет.
Только волны определённых диапазонов доходят до поверхности Земли:
Свет с длиной волны ниже 280 нм (UVC) практически не доходит до Земли — в природе он отсутствует.
Это и есть диапазон «solar blind» — он свободен от естественного УФ-фона и идеально подходит для фиксации искусственных коронных разрядов.

Спектр свечения короны

На графике видно:
— Пики флуоресценции азота находятся в диапазоне 280–400 нм,
— Вся область solar blind — там, где видно только излучение от разряда, без помех от Солнца.

Как работает визуализация

Чтобы отобразить разряд, используется двойная система:
Обычная видеокамера — фиксирует объект в видимом диапазоне

УФ-камера с solar blind фильтром — фиксирует коронное излучение
Изображения накладываются друг на друга, чтобы точно указать место разряда

УФ-область отображается в виде ложно окрашенного пятна (UV Blob), чтобы его было видно визуально.
На иллюстрации — пример наложения:
УФ-излучение (белое пятно) совмещено с изображением изолирующего крепления.

Оценка по методике EPRI

Когда фиксируется коронный разряд, первый вопрос, который обычно задают:
«Насколько этот дефект критичен?»

Но это не совсем верный подход. Все дефекты в той или иной степени важны.
Правильный вопрос должен звучать иначе:

«Каков приоритет обслуживания (ремонта) для этого дефекта?»
Дело в том, что даже важный дефект может не требовать немедленного вмешательства, если:
  • на объекте есть более серьёзные повреждения,
  • либо до отказа остаётся достаточно времени (например, до следующего планового ремонта).

Как определить приоритет обслуживания?

Многие пользователи смотрят на число импульсов (подсчёт с камеры), но это неправильно
— значение может сильно отличаться в зависимости от:
  • условий окружающей среды,
  • влажности, температуры, загрязнения,
  • угла съёмки и фона.
Число импульсов может дать лишь оценку интенсивности на момент съёмки,
но не может использоваться для сравнения между разными объектами или моментами времени,
если не было обеспечено абсолютно одинаковых условий съёмки — что практически невозможно.
Надёжный способ — методика EPRIНаиболее точный способ определения приоритета — использовать систему
Maintenance Priority Rating, разработанную EPRI (Институтом электроэнергетических исследований США).

Система оценивает:
  • возможность повреждения оборудования,
  • наличие визуальных дефектов,
  • предполагаемое время до отказа.
Уровни приоритетов и сопутствующие вопросы далее представлены в виде схемы принятия решения. (см. ниже)
Приоритет D — Назначить внеочередной ремонт
Приоритет C — Ремонт при ближайшем плановом отключении
Приоритет B — Мониторинг, без вмешательства
Устранить проблему RI/AN
Приоритет A — Действий не требуется
Может ли разряд повредить сам компонент или соседние элементы?
Видны ли повреждения «невооруженным» глазом ?
Может ли повреждение привести к аварии до следующего планового ремонта?
Может ли разряд вызвать жалобы — например, на шум или радиопомехи
ДА
ДА
ДА
ДА
ДА
НЕТ
НЕТ
НЕТ
НЕТ
Коронный разряд обнаружен