開關柜內設備大都處在空氣中,在設備沿面空氣發生電離放電時,根據電場強度(或電壓差)的不同,會產生電暈、火花放電或弧光放電等。放電過程中,空氣中的電子將通過不同形式釋放出能量,其中包括光輻射。以棒一板電極為例,在電壓還較低時,棒極處的場強可能已超過臨界值,棒端附近即發生自持放電,離棒端稍遠處,由于場強大為減小,故電離放電只能局限在棒極附近的空間,而不能擴展開去。該區內所形成的離子在復合時或被激發的氣體分子在回到常態時將輻射出光子,其中除了可見光外大部分為紫外光,此時表現為電暈放電。外加電壓升高時,若電極間距較小,則間隙可能被直接擊穿而形成火花放電,若間距比較大,則在擊穿前還存在一個過渡階段,即刷形放電。刷形放電時,表現為從棒極散發出毛刷樣式的密集細光束,若電壓再升高時,則毛刷中的個別光束突發地前伸到達板極,間隙被擊穿形成明亮火花,刷形放電轉變成火花放電。當電源功率足夠時,火花擊穿迅即轉變成電弧??梢娀鸹ǚ烹姾碗娀》烹娛请姇灧烹姁夯蟾鼑乐氐姆烹姡廨椛涞男再|相同,紫外輻射同樣是增強的,兩者的發展方向是一致的。圖2.1是典型的電力設備電暈放電光譜,光譜大部分處于400nm以下的紫外區域,故可選擇處于紫外區域作為檢測放電的突破點。
有研究表明對空氣中不同外加電壓下尖板放電的電暈光譜進行了實測,如圖2.2-2.4所示。
紫外光的波長范圍是10nm-400nm,由圖2.1典型放電光譜可知,其波長大部分在280nm-400nm的區域,也有小部分波長在230nm-280nm。太陽也是強烈的紫外輻射源,但由于波長小于280nm的部分被大氣中的O3所吸收,所以能通過大氣傳輸的只有280nm-400nm的紫外波段,低于280nm的波長區間稱為“日盲”區。因此,為了實現在日照情況下對電氣設備的放電檢測,可利用這一段日盲區,采用特定的紫外線傳感器,使之工作在185nm-260nm之間,從而去除其他頻譜的干擾,可以得到比較理想的探測效果。