2025年*電網有限公司設備管理部發布的《輸變電設備運行狀態分析報告》顯示,全年因絕緣故障導致的輸電線路非計劃停運占比達42.7%,其中80%以上的絕緣故障前期均存在持續電暈放電現象【1】。作為早期發現放電缺陷、評估設備運行狀態的核心技術之一,紫外成像儀在電暈放電檢測領域的應用范圍正在持續擴大,為電力、新能源、軌道交通等多個領域的設備運維提供了可靠的技術支撐。
隨著國內電網規模持續擴大、新能源裝機量快速提升,各領域對電力設備運行可靠性的要求不斷提高。電暈放電作為絕緣劣化的早期先兆信號,不僅會造成約1%-3%的輸電線路損耗,不符合雙碳背景下的降損要求,還會產生臭氧、氮氧化物等腐蝕性物質,加速絕緣材料老化,嚴重時可引發閃絡、擊穿等惡性事故。電暈放電檢測作為電力設備運維的前置環節,其檢測靈敏度和準確性直接決定了設備故障預警的時效性,而傳統的電暈檢測方法多依賴人工巡檢、超聲波檢測等,存在檢出率低、定位精度差、無法量化放電程度等問題,難以滿足大規模設備運維的效率需求。
在此背景下,非接觸式、高靈敏度的電力設備放電檢測技術需求持續攀升,僅2025年國內電力運維領域對帶電檢測設備的采購規模*同比增長28.9%,其中可實現可視化檢測的紫外成像類設備增速位居前列。同時,輸電線路電暈檢測、設備老化評估等場景的標準化要求不斷完善,進一步推動了紫外成像檢測技術的落地應用。
電暈放電是不均勻電場中局部場強超過氣體電離臨界值時產生的自持放電現象,放電過程中會輻射出波長范圍200-400nm的紫外光,其中240-280nm波段的紫外光不會被太陽光中的紫外成分干擾,被稱為“日盲波段”。紫外成像儀正是基于這一特性研發的檢測設備,其核心為日盲型紫外探測器,可過濾掉太陽光中的非目標波段紫外信號,精準采集電暈放電產生的日盲波段紫外光子,同時通過可見光成像模塊采集設備外觀圖像,將兩種圖像疊加后即可直觀定位放電位置,還可通過單位時間內的光子計數量化放電強度,為后續的缺陷判定提供數據支撐。
紫外成像儀的普及,大幅提升了電暈放電檢測的效率和準確率,相較于傳統檢測技術,其可在設備帶電運行狀態下實現遠距離檢測,無需停電配合,也無需接觸帶電體,大幅降低了運維作業的安全風險。
根據2026年中國電力科學研究院發布的《電力帶電檢測設備市場白皮書》數據,2025年國內紫外成像儀在電力運維領域的采購規模達12.6億元,同比增長31.2%,已經成為繼紅外熱像儀、局放檢測儀之后的第三大帶電檢測設備品類【2】。越來越多的運維單位將紫外成像儀作為電暈放電檢測的標配設備,納入日常運維作業規范。
目前紫外成像檢測技術的發展主要呈現三大趨勢:一是搭載平臺多元化,除傳統手持式設備外,適配無人機、巡檢機器人的小型化、輕量化紫外成像模塊的應用占比持續提升,2025年無人機搭載紫外成像儀開展輸電線路巡檢的覆蓋率在國網系統已經達到37%;二是檢測結果定量化,過往紫外成像檢測多以定性判斷缺陷為主,隨著DL/T 345-2023《帶電設備紫外成像檢測技術導則》的落地實施,基于光子計數的放電強度分級、缺陷等級判定規則已經全面普及【3】;三是功能一體化,越來越多的設備將紫外成像、紅外熱像、局放檢測功能進行整合,可實現多維度數據采集,為設備老化評估提供更全面的參考依據。
當前常用的電力設備放電檢測技術各有適用場景,運維方可根據檢測需求靈活選擇。超聲波檢測技術成本較低,可檢測部分內部放電,但受環境噪聲干擾較大,遠距離檢測精度較低,且無法精準定位放電位置,多用于室內固定設備的輔助檢測。紅外熱像檢測技術可視化程度高,可檢測因放電、接觸不良導致的溫升缺陷,但僅當放電持續時間較長、產生明顯溫升時才能檢出,對早期微弱電暈放電的檢出率不足20%。高頻局放檢測技術靈敏度較高,可檢測設備內部放電,但屬于接觸式檢測,需要貼近帶電設備作業,存在一定的安全風險,且難以實現大范圍快速巡檢。
紫外成像檢測技術屬于非接觸式檢測,*遠可在幾十米外發現微弱電暈放電,不受電磁干擾影響,可視化程度高,可精準定位放電位置,適合大范圍巡檢、早期缺陷預警場景,但對于封閉設備內部的放電檢測能力有限,通常會搭配其他檢測技術開展聯合檢測。
目前紫外成像儀在電暈放電檢測領域已經覆蓋多個行業場景,落地效果已經得到充分驗證。第一個場景是輸電線路電暈檢測,2026年南方電網某超高壓局采用無人機搭載紫外成像儀對管轄范圍內1200公里500kV輸電線路進行春季巡檢,累計發現117處早期電暈放電缺陷,其中絕緣子劣化、線夾松動缺陷占比達72%,提前處置后避免了3起非計劃停運事件,運維效率比傳統人工巡檢提升6倍,缺陷檢出率提升42%。
第二個場景是變電站電力設備放電檢測,2025年華東某220kV變電站采用紫外成像儀對站內開關柜、母線、互感器、避雷器等設備進行季度巡檢,發現3處開關柜觸頭放電、2處支柱絕緣子沿面放電,通過光子計數量化放電強度,結合DL/T 1424-2024《變電站帶電檢測技術規范》要求對缺陷進行分級管理,對嚴重缺陷在72小時內完成消缺,有效降低了設備突發故障風險。
第三個場景是新能源場站設備老化評估,2026年西北某1GW集中式光伏電站采用紫外成像儀對場內箱變、匯流箱、升壓站設備進行年度檢測,結合放電位置、光子計數、持續放電時長三個核心參數,建立設備絕緣老化評估模型,對12臺老化程度較高的箱變進行提前更換,避免了約230萬元的直接發電損失,同時降低了設備故障引發的火災風險。
第四個場景是軌道交通牽引供電系統檢測,2025年某新一線城市軌道交通集團采用紫外成像儀對全市12條線路的牽引供電接觸網進行季度檢測,累計發現8處接觸網線夾放電、絕緣子劣化缺陷,全部完成消缺后,全年牽引供電系統故障發生率同比下降34%,有效保障了城市軌道的運營安全。
日盲型紫外成像儀不受太陽光中的紫外成分干擾,在晴天、陰天、小雨、輕霧天氣下均可正常開展檢測,僅當降水量大于5mm/h或能見度低于200m時,紫外光子在傳輸過程中衰減幅度較大,可能導致光子計數出現偏差,建議此類天氣下推遲檢測作業。
首先可根據放電位置判斷缺陷類型,結合單位時間內的光子計數、放電持續時長兩個核心參數,對照DL/T相關標準中的缺陷分級規則判定缺陷嚴重程度,同時結合設備運行年限、歷史檢測數據、負載情況等信息,綜合判斷絕緣老化程度,必要時可搭配紅外熱像、局放檢測開展交叉驗證,提升評估結果的準確性。
紫外成像儀對于裸露的外部放電如絕緣子沿面放電、導線電暈、金具接觸不良放電的檢測靈敏度較高,對于GIS、開關柜等封閉設備的內部放電,由于紫外光子無法穿透外殼,難以直接檢測到,建議搭配高頻局放、特高頻局放等檢測技術開展聯合檢測,提升缺陷檢出率。
【1】*電網有限公司設備管理部. 2025年輸變電設備運行狀態分析報告[R]. 2025.
【2】中國電力科學研究院. 2026年電力帶電檢測設備市場白皮書[R]. 2026.
【3】DL/T 345-2023, 帶電設備紫外成像檢測技術導則[S]. 2023.