氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。目前，江蘇省在運(yùn)的高壓GIS設(shè)備間隔約為1.8萬(wàn)個(gè)，數(shù)量居全國(guó)省級(jí)電網(wǎng)前列。2023年以來(lái)，江蘇電力科學(xué)研究院牽頭開(kāi)展國(guó)家電網(wǎng)有限公司重大專項(xiàng)“超/特高壓GIS絕緣可靠性提升”專項(xiàng)研究框架項(xiàng)目中的《GIS外施沖擊振動(dòng)下耐壓和局放試驗(yàn)方法》研究課題，從GIS投運(yùn)前的缺陷檢出方法、運(yùn)行中的缺陷數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)以及偶發(fā)潛伏性缺陷檢測(cè)方法等方面開(kāi)展工作，進(jìn)一步提升江蘇超特高壓GIS設(shè)備的運(yùn)行可靠性。
變被動(dòng)為主動(dòng) 精準(zhǔn)檢測(cè)GIS放電現(xiàn)象
GIS設(shè)備操作后易引發(fā)內(nèi)部毛刺等異物運(yùn)動(dòng)，從而引發(fā)局部放電現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備性能下降甚至損壞。如果采用傳統(tǒng)的靜態(tài)條件下GIS耐壓和局部放電檢測(cè)方法，因GIS內(nèi)部異物大多數(shù)處于靜止且低電位狀態(tài)，往往難以捕捉這些操作瞬時(shí)產(chǎn)生的微弱放電信號(hào)，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障。
2023年起，江蘇電科院開(kāi)展GIS故障機(jī)理研究，探索外施沖擊振動(dòng)下的GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)，研制模擬GIS操作振動(dòng)的外施沖擊振動(dòng)裝置，包含沖擊錘及局部放電同步檢測(cè)裝置。該院輸變電技術(shù)中心開(kāi)關(guān)試驗(yàn)專職李玉杰介紹，沖擊錘應(yīng)用于GIS耐壓及局部放電檢測(cè)試驗(yàn)的局部檢測(cè)階段，可在GIS耐壓試驗(yàn)期間模擬開(kāi)關(guān)操作振動(dòng)，激發(fā)GIS內(nèi)異物運(yùn)動(dòng)。局部放電同步檢測(cè)裝置能精確檢測(cè)振動(dòng)沖擊時(shí)間內(nèi)的放電信號(hào)，為運(yùn)檢人員提供準(zhǔn)確的絕緣異常預(yù)警信息。
目前，該檢測(cè)裝置已在南通220千伏丁倉(cāng)輸變電工程等工程中應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部金屬性異物引發(fā)水平盆式絕緣子擊穿等GIS現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量問(wèn)題3個(gè)。通過(guò)該裝置，運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備的潛在故障，并采取有效修復(fù)措施，避免設(shè)備故障導(dǎo)致的安全事故。
以智能代人工 數(shù)字化管控帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)
GIS設(shè)備經(jīng)過(guò)耐壓局部放電檢測(cè)并投運(yùn)后，電網(wǎng)企業(yè)還會(huì)定期對(duì)設(shè)備開(kāi)展帶電檢測(cè)。帶電檢測(cè)作業(yè)質(zhì)量精細(xì)管理已成為保障設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的重要一環(huán)。
“以往，帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)主要采用紙質(zhì)記錄方式，檢測(cè)作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)需定期組織運(yùn)檢單位集中開(kāi)展帶電檢測(cè)紙質(zhì)報(bào)告互查。為了更好支撐業(yè)務(wù)決策，要進(jìn)一步提升管控效率。”江蘇電科院輸變電技術(shù)中心數(shù)字化專職莊添鑫說(shuō)。
8月，江蘇電科院研發(fā)的帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)匯聚與智能診斷應(yīng)用在新一代設(shè)備資產(chǎn)精益管理系統(tǒng)(PMS3.0)上線，為全省帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)質(zhì)量管理打下了基礎(chǔ)。該應(yīng)用包含紅外、局部放電帶電檢測(cè)測(cè)點(diǎn)臺(tái)賬管理、檢測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)批量上傳、任務(wù)數(shù)據(jù)自動(dòng)關(guān)聯(lián)、結(jié)果智能診斷等功能，可實(shí)現(xiàn)帶電檢測(cè)測(cè)點(diǎn)固化、作業(yè)過(guò)程管理和數(shù)據(jù)檔案構(gòu)建。
此外，該應(yīng)用還規(guī)范了不同站點(diǎn)的設(shè)備測(cè)點(diǎn)臺(tái)賬，提供了數(shù)據(jù)匯聚和集中管理的平臺(tái)，為帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)數(shù)字化管理提供基礎(chǔ)條件。與以往紙質(zhì)化存檔和人工定期審查相比，該應(yīng)用的數(shù)據(jù)歸檔和評(píng)價(jià)時(shí)效由數(shù)月縮減到一周以內(nèi)，帶電檢測(cè)質(zhì)量評(píng)價(jià)效率提高了5倍以上。
從普查到重點(diǎn) 監(jiān)測(cè)預(yù)警偶發(fā)性局部放電
帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管控后，按照近年來(lái)的設(shè)備故障情況及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷，受電場(chǎng)分布、環(huán)境等因素影響，GIS內(nèi)部潛伏性絕緣缺陷引發(fā)的局部放電呈現(xiàn)較強(qiáng)的間歇偶發(fā)特征。
此前，主流的GIS帶電檢測(cè)或在線監(jiān)測(cè)技術(shù)僅能獲得設(shè)備局部放電信號(hào)幅值、相位等“輪廓特征”，再通過(guò)累積特征圖譜等方式辨識(shí)診斷局部放電類型。這種方法無(wú)法及時(shí)捕獲、精準(zhǔn)定位與可靠診斷GIS內(nèi)部的潛伏性缺陷偶發(fā)局部放電信號(hào)。
2023年9月，江蘇電科院?jiǎn)?dòng)了GIS全場(chǎng)景高精度局部放電智能監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，先后攻克了偶發(fā)局部放電原始波形不間斷高保真采集處理、多源信號(hào)自動(dòng)分離與高精度定位等技術(shù)難題。該院于今年7月成功研發(fā)GIS全場(chǎng)景高精度局放智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括局放傳感器、系統(tǒng)主機(jī)和遠(yuǎn)程后臺(tái)，既可用于實(shí)時(shí)帶電檢測(cè)和疑似偶發(fā)局部放電信號(hào)診斷定位，也可作為GIS“重癥”監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期部署，滿足多種場(chǎng)景下GIS特高頻局部放電實(shí)時(shí)檢測(cè)與遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)需求。
“與人體體征監(jiān)護(hù)儀的工作原理類似，現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)人員只需通過(guò)內(nèi)置或外接傳感器，將GIS內(nèi)部特高頻信號(hào)接入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主機(jī)，即可對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)展不間斷的高速采集與就地分析，實(shí)現(xiàn)缺陷精準(zhǔn)定位與高可靠診斷，準(zhǔn)確率達(dá)95%以上。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可通過(guò)4G電力無(wú)線專網(wǎng)交互通道實(shí)時(shí)接入PMS3.0，為運(yùn)維人員提供決策支撐。”江蘇電科院輸變電技術(shù)中心狀態(tài)檢測(cè)專責(zé)尹澤介紹。
截至目前，該系統(tǒng)已在1000千伏東吳變電站、±800千伏姑蘇換流站、220千伏東大變電站等7站的10余個(gè)GIS間隔上部署應(yīng)用，成功檢測(cè)并定位7起GIS內(nèi)部絕緣缺陷，輔助供電企業(yè)制訂針對(duì)性檢修計(jì)劃，及時(shí)消除設(shè)備安全隱患。
江蘇電科院正加快推動(dòng)GIS帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)匯聚分析，推進(jìn)新型GIS監(jiān)測(cè)裝置研發(fā)應(yīng)用，有序開(kāi)展GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，保障電網(wǎng)設(shè)備安全可靠運(yùn)行。(趙科 孫婷)
作者：趙科 孫婷
評(píng)論