توسعه­ ی اخرین نسل دوربین های UV جمع و جور، یک تسهیل مثبت برای تأسیسات می­‌باشد، که اجازه می دهد تا بازرسی­های معمول عملیاتی خطوط و تجهیزات بهتر انجام شود. به عنوان مثال، همیشه نمی­توان اطلاعات کافی ای درباره شرایط یک عایق، به ویژه نوع کامپوزیت آن، تنها بر اساس بازبینی بصری، به صورت قاطعانه بیان کرد. این مقاله INMR که توسط پروفسور راوی گورور تهیه شده است، خلاصه تحقیقاتیست که به منظور ارائه تجهیزی برای ارزیابی شدت کرونای مشاهده شده در یک عایق می باشد. طرح های مختلفی از عایقهای با جنس پلاستیک سیلیکونی و محفظه EPDM مورد بررسی قرار گرفت و همبستگی بین تصاویر بصری بدست آمده­ ی کرونا با میزان تخلیه مشاهده شد. این اطلاعات در شناسایی الگوهای تخلیه مفید است که این تهدیدی برای یکپارچگی یک عایق می­‌باشد. تخلیه کرونا می­‌تواند تهدید قابل توجهی برای شرایط یکپارچگی عایق­های کامپوزیتی باشد که به علت مواد زیست محیطی محفظه آن­ها انجلم می شود. علاوه بر این، برای مقره های کلاس انتقال (۶۹ کیلوولت و بالاتر)، کرونا نه تنها می­تواند در شرایط آلوده باعث ایجاد مشکل شود بلکه در محیط های پاک نیز این امکان وجود دارد. این موضوع، حائز اهمیت می باشد زیرا اکثر پروژه های کاربردی عایق کامپوزیتی در مناطق نسبتاً پاکیزه از نظر آب و هوایی و یا فقط با میزان کمی آلودگی نصب شده است. در چنین عایق هایی، به دلیل طراحی نقص سخت افزاری، سخت افزار آسیب دیده یا به علت طراحی نامناسب یا پروسه ساخت دارای نقص شده و در این صورت کرونای محلی برای مدت زمان طولانی می­تواند وجود داشته باشد. در اکثر شبکه های انتقال اجتناب از کرونا دشوار است، به ویژه در شرایط مرطوب و آلوده. از این رو، دانستن میزان تخلیه کرونا و میزان آسیب مواد محفظه ضروری است. شکل ۱ نشان دهنده خسارت ناشی از کرونا بر روی یک عایق کامپوزیتی در حال خدمات رسانی است و مشخص است که این عایق در مرحله پیشرفته­ای از تخریب است. از آنجایی که هر گونه ترک در محفظه می­تواند به رطوبت هسته فایبر گلاس بیفزاید، میله­ی در معرض آن می­تواند با ردیابی، فرسایش یا شکستگی مواجه شود که منجر به شکست زودرس عایق می­شود. بنابراین لازم است به طور منظم، عایق های کامپوزیتی را بازبینی کنید تا هرگونه تخریبی بتواند به موقع با تجهیز سالم مشابه جایگزین شود. به طور سنتی، روش های مورد استفاده برای بازرسی عایق های کامپوزیت در سرویس عبارتند از:

• انتشار آکوستیک
• اندازه گیری ولتاژ تداخل رادیویی (RIV)
• ترموگرافی مادون قرمز (IR)
• اندازه گیری میدان الکتریکی

مشاهده بصریهر دو روش اندازه گیری ولتاژ تداخل رادیویی و انتشار آکوستیک به نویز پس زمینه حساسیت دارند، بنابراین برای تعیین محل دقیق هر تخلیه در یک عایق نمی­توان از آن­ها استفاده کرد. این یک معضل قابل توجه است، زیرا تخلیه­ی سخت افزار عایق موضوعی است که همیشه نمی­تواند از آن اجتناب شود و حتی ممکن است مشکل اساسی نیز ایجاد کند، در حالی که تخلیه روی محفظه، خود می­تواند مشکلی جدی باشد. تعيين دماي سطح توسط ترموگرافي IR تعدادی موفقیت به دست آورده است. با این حال، این روش همیشه نمی­تواند نقص های جزئی را تشخیص دهد که باعث افزایش قابل توجه دمای بر روی سطح می شود. قابلیت اطمینان ترموگرافی IR نیز زمانی که در شرایط گرم یا آفتابی انجام شود، کاهش می­یابد. اندازه گیری میدان الکتریکی در عایق نیز به واسطه تفاوت ذاتی در ساختار این عایق ها، برای هر دو سرامیک از عایق های کامپوزیتی به خوبی استفاده شده است. اما همچنین نشان داده شده است که این روش می­تواند نتایج نامناسبی را در حضور رطوبت تولید کند. علاوه بر این، این روش نیاز به استقرار برج یا کامیون دارد و از این رو استفاده از آن همیشه مناسب نیست. به همین علت مشاهدات بصری توسط پرسنل آموزش دیده از زمین و یا از هلیکوپتر ها به عنوان یکی از رایج ترین روش ها برای بررسی عایق های کامپوزیتی بوده است.

برش کرونا بر روی عایق کامپوزیتی ۲۳۰ کیلوولت تحت بار

دوربين هاي تخصصي براي مدت طولاني در دسترس بوده اند که در روز کرونا را تشخیص دهند و در حال حاضر به طور منظم توسط تأسیسات خط و پست در طول دوره هاي مشخص بازرسي مي شوند. آن ها نه تنها اطلاعاتی در مورد مکان دقیق کرونا ارائه می دهند، بلکه به علت حساسیت بالا، برخی از آن ها در اغلب موارد روی عایق ها به صورت متناوب دیده می شود. هنگامی که هیچ اطلاعاتی در مورد میزان تخلیه وجود ندارد، تصمیم گیری در مورد نگهداری یا تعویض مقره ها دشوار خواهد بود.

اصول عمل کرد دوربین کرونا

مشاهدات بصری کرونا با چشم غیر مسلح دشوار است، زیرا کرونا تابش ضعیف را عمدتا در محدوده طیف UV منتشر می­کند و بنابراین نامرئی است. تابش خورشید در این منطقه بسیار قوی تر از کرونا است و بنابراین سیگنال های کرونا را می پوشاند. در ناحیه “کور خورشیدی” (۲۴۰-۲۸۰ نانومتر) انتشار کرونا بسیار ضعیف است. با این حال، پس زمینه خورشید ناچیز است. این سیگنال های تولید شده توسط کرونا در منطقه کور خورشیدی توسط دوربین ها برای تشخیص کرونا استفاده می شود. تصویر گرفته شده به عنوان ماتریسی از پیکسل ها ذخیره می شود و نیاز به تعدادی از مراحل پردازش و حذف نویز برای تسهیل عملیات ریاضی و تجزیه و تحلیل کمّی دارد.

تنظیمات آزمایشی

تنظیم آزمایشی مورد استفاده در این مطالعه در شکل ۲ نشان داده شده است. یک عایق پلاستیکی سیلیکون با ولتاژ نامی ۱۱۵ کیلوولت برداشته شده از میدان، برای آزمایش اولیه انتخاب شد. این عایق انتخاب شد زیرا اتصالات انتهای خط آن به طور غیرمعمولی سخت بود. سخت افزار نیز نشانگرهای سوختگی ناشی از وقایع رعد و برق بود. ولتاژ اعمال شده به تدریج تا ولتاژ نامی با گام ۵ کیلوولت افزایش یافت. تصاویر کرونا و مقادیر مربوط به PD آن ها به طور همزمان ثبت شد. برای راحتی، فاصله بین نقطه مورد علاقه و دوربین ۵ انتخاب شد. هر گونه افزایش ولتاژ از مقدار اولیه­ منجر به دامنه­ی تخلیه بیشتر، (اندازه­گیری شده توسط آشکارساز PD) می شود. کرونا در ۵۰ کیلوولت (۰٫۷۵ p.u) از دامنه ۳۰ pC از یک عایق سیلیکونی فرسوده در شرایط خشک می باشد و نمودار شدت مربوطه­ی آن در شکل ۳ نشان داده شده است.

تنظیم آزمایش تجربی

(a) کرونا در ۵۰ کیلوولت (۰٫۷۵ p.u) از ۳۰ PC از یک عایق سیلیکونی فرسوده تحت شرایط خشک

(b) طرح شدت مربوطه

با تغییر ولتاژ با گام ۵ کیلوولت، مقدار تخلیه کرونا متغیر بود و مقادیر پارامترهای تبدیل شده تعریف شد. شکل ۵ و ۶ نتایج پارامترهای تبدیل شده را به صورت تابع از مقادیر تخلیه PD نشان می­دهد. میزان تخلیه مربوط به کرونا می تواند متناسب با شدت تخلیه درخشان و منطقه تخلیه باشد.

دیاگرام بین شدت پیکسل و مقدار PD

دیاگرام بین سطح پیکسل روشن شده و اندازه PD

چندین ناحیه در یک مقره نوع ترکیبی وجود دارد که به عنوان مکان های ترجیحی برای تخلیه کرونا استفاده می شود:·       سخت افزار این عایق حتی در شرایط خشک در غیاب حلقه درجه بندی، همانطور که در شکل ۶ (الف) نشان داده شده است.·       سخت افزار و مواد محفظه­ی هیدروفوبی، به ویژه در حضور قطرات آب. این موضوع در شکل نشان داده شده است. ۶ (b) و ۶ (c).·       رابط های ایجاد شده توسط پیوستن به shed های فردی به ویژه در حضور قطرات آب. این در شکل ۶ (d) نشان داده شده است.·       بخش میله بین قسمت فشار قوی و بخش ساکن و اولین shed به خصوص در شرایط مرطوب، همانطور که در شکل ۶ (الف) نشان داده شده است.

کرونا معمولی در عایق کامپوزیتی

آگاهی از محل تخلیه مهم است. تخلیه هایی که در سخت افزار و / یا دور از مواد محفظه اتفاق می افتد، در مقایسه با تخلیه هایی که در مجاورت یا در نزدیکی محل مواد محفظه قرار می گیرند، کمتر آسیب می رساند. نسبت شدت تجمعی به سطح پیکسل های روشن شده، اندازه گیری چگالی تخلیه کرونا است و می تواند پیش بینی خوبی از تخریب عایق باشد. ممکن است کرونای مربوط به تصاویر ظاهر شده در شکل ۶ (د) و ۶ (ای) اثر مخرب کمتر نسبت به کرونای مربوط به تصویر در شکل ۶ (الف) داشته باشد. با این حال، شکل ۷ سایر حالات را نشان می دهد.

دیاگرام سطح شدت نرمال شده مربوط به تصاویر در شکل ۶٫

دانستن مقدار تخلیه کرونا بخشی از مشکل است. بخش دیگر این است که ویژگی های تخریب کرونا در مواد مختلف محفظه مشخص شود. این جنبه در مقاله گذشته مورد بررسی قرار گرفت و زمان آشکارسازی آسیب ناشی از کرونا برای چند ماده­ی سازنده­ی محفظه­ی عایق تعیین شده است. از آنجایی که این بستگی به فرمولاسیون دارد، مهم است که این اطلاعات را داشته باشیم تا تعیین کنیم که آیا کرونا در طول بازرسی میدان برای مقره مضر است یا خیر. کاربران برای ایجاد یک پایگاه داده، لیستی از میزان تخلیه (یا تراکم) را برای هر بازرسی ایجاد می کنند. این امر در صورت وجود طرح های خاص و مکان هایی که کرونا می­تواند مشکل ساز تر از سایر مکان ها باشد کمک خواهد کرد. بنابراین تعمیر و نگهداری مناسب می تواند به موقع انجام شود.