Электрическая изоляция высоковольтного оборудования является главным конструктивным элементом электроустановок, обеспечивающим электрическую прочность её отдельных узлов. Качество электроизоляции напрямую влияет на надёжность и безопасность работы оборудования. В зависимости от конструктивного исполнения электроизоляция подразделяется на внешнюю и внутреннюю.

К внешней изоляции электроустановок относятся изоляционные промежутки между заземлёнными и токоведущими частями оборудования РУ и ЛЭП, в которых основным диэлектриком является воздушный промежуток. Токоведущие части располагаются на расстояниях, необходимых для обеспечения диэлектрической прочности и фиксируются с помощью изоляторов.

Внутренняя изоляция располагается под поверхностью корпусов электрооборудования, либо под внешней изоляцией, она герметически изолирована от воздействия окружающей среды. Это изоляция обмоток электрических машин, изоляция между жилами и экраном кабелей, обкладок конденсаторов (в том числе высоковольтных вводов), изоляция контактов внутри дугогасительных камер. В качестве диэлектрика используются вакуум, газовые среды, жидкости и твёрдые материалы, а также их комбинации.

В настоящей статье поговорим о контроле состояния внешней изоляции с помощью ультрафиолетовых дефектоскопов, а также о других диагностических возможностях данных приборов.

Коронные разряды на поверхности изоляторов и проводников электрооборудования возникают в том случае, когда напряженность электрического поля в данных узлах превышает пробивную для воздуха. Процессы ионизации сопровождаются излучением как в видимой части спектра, так и в ультрафиолетовой (УФ).

Любая неровность на поверхности провода (царапины, заусенцы, загрязнение) приводит к местному увеличению напряженности электрического поля и как следствие к возникновению местного коронного разряда. 

Пробой воздуха при этом сопровождается выделением озона с последующем появлением азотной и щавелевой кислоты, которые в свою очередь негативно воздействуют на материал арматуры и изоляции.

Корона является одновременно индикатором неисправности и активным злокачественным фактором, который необходимо устранить.

Можно выделить три негативных следствия коронных разрядов:
• механическое разрушение структуры элементов – едкие кислоты, образующиеся в результате ионизации воздуха, разрушают конструктивные материалы.
• потери энергии – чем выше напряжение, тем интенсивнее протекает процесс коронообразования на поверхности изоляции и проводников.
• возникновение акустических шумов, радиопомех, вибраций провода. Процесс коронного разряда является пульсирующим, он приводит к возникновению электромагнитных импульсов вблизи проводов. Частотный спектр этих импульсов занимает значительную часть полосы радиочастот.

Для обнаружения коронных разрядов используются специальные УФ-камеры. Эти приборы можно условно разделить на две категории – камеры для работы ночью и камеры дневного визирования. Первые по сути являются приборами ночного видения с функцией усиления в УФ-спектре, эта технология реализована в УФ камерах Uvirco CoroCAM I, Uvirco CoroCAM III, Филин, Коршун. Вторые являются усовершенствованными вариантами первых приборов с использованием технологии полосовой УФ-фильтрации, счётчика разрядных событий, функциями звуко- и видеозаписи.

Главным преимуществом усовершенствованных версий УФ-камер является возможность обнаружения коронных разрядов в дневное время. Визуальный сигнал, попадая в объектив такой камеры, разделяется на два независимых потока – один направляется на матрицу видимого спектра, второй на УФ-фильтр и матрицу. Затем два полученных кадра накладываются друг на друга и получается видимое изображение с отображением на нём разрядных событий, интенсивность которых фиксируется встроенным счётчиком. Эта функция позволяет выполнить оценку степени развития дефекта в количественном выражении и отслеживать динамику его развития во времени. Данная технология реализована в современных УФ-камерах OFIL, Uvirco, Sonel.

Портативные камеры служат для проведения УФ-обследования электроустановки с земли.

Стационарные УФ-камеры используются для установки непосредственно на объекте и работе в круглосуточном режиме. Это позволяет выполнять непрерывный мониторинг внешней изоляции и оперативно передавать информацию на удалённое рабочее место.

Мобильные УФ-камеры устанавливаются на передвижные платформы, например БПЛА, автомобиль или локомотив, что позволяет выполнять обследование электрооборудования на больших площадях или протяженных участках.

Изображение, полученное УФ-камерой является результатом наложения двух спектров – видимого и ультрафиолетового. Вся информация, попадающая в объектив УФ-камеры, за счёт полупрозрачного зеркала поступает на матрицу видимого спектра и на матрицу УФ-спектра через специальный УФ-фильтр. Далее два полученных кадра накладываются для создания результирующего изображения и вывода его на экран камеры с последующей фото или видеофиксацией.

Коронные разряды отображаются в кадре в виде мерцающих перемежающихся точек, каждая из которых является зафиксированным в УФ-спектре событием разрядной активности. В прошивке современных УФ-камер имеется счётчик разрядной активности, определяющий среднее количество коронных разрядов в 1 минуту в соответствии со встроенным расчётным алгоритмом. Результат расчёта выводится на экран. Таким образом современные УФ-камеры позволяют визуализировать и локализовать коронные разряды, а так же определить их интенсивность в числовом выражении, что может быть полезным с точки зрения отслеживания динамики развития дефектов во времени и сравнения результатов, полученных на идентичных узлах электроустановки.

Как любой вид дефектоскопии, УФ-обследование имеет свои преимущества и недостатки.

К недостаткам можно отнести:
- для обследования требуется дорогостоящие приборы или услуги,
- для подтверждения компетентности требуется аттестация персонала и лаборатории,
- эффективность метода зависит от метеорологических условий проведения обследования.

Преимуществами метода являются:
- данный метод является неразрушающим, не требующим отключения оборудования,
- работа на безопасной дистанции от электрооборудования,
- оперативное получение результатов непосредственно в момент проведения обследования, не требуются дополнительные расчёты,
- универсальный метод обеспечивает единую методику обследования для любого типа высоковольтного оборудования.

В условиях отсутствия общепринятых норм по УФ-дефектоскопии данный метод применяется как эффективный индикатор состояния изоляции высоковольтного электрооборудования, его рекомендуется применять в сочетании с регламентной диагностикой как инструмент раннего обнаружения и контроля развития неисправностей.

Компания ООО «Энергоскан» является официальным дистрибьютором компании OFIL, а также выполняет услуги ультрафиолетового обследования электрооборудования как ручным методом, так и с помощью БПЛА. Квалифицированный персонал и многолетний опыт работы по оказанию услуг в электроэнергетике позволяют нам поддерживать высокое качество выполнения работ. Свидетельство об аттестации лаборатории неразрушающего контроля ЛНК-089А0329 до 31.03.2026