氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，盆式絕緣子是其中的重要部件。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)盆式絕緣子內(nèi)部隱患，山西電科院研發(fā)了GIS盆式絕緣子斷層掃描成像裝置——
7月1日，在山西太原220千伏解放變電站內(nèi)，國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院技術(shù)人員用氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）盆式絕緣子斷層掃描成像裝置檢測(cè)了220千伏南母A相盆式絕緣子。反射回波信號(hào)正常，技術(shù)人員判斷盆式絕緣子狀態(tài)良好。
GIS盆式絕緣子斷層掃描成像裝置應(yīng)用激光超聲快速檢測(cè)成像方法，能準(zhǔn)確識(shí)別、定位盆式絕緣子內(nèi)部缺陷，缺陷識(shí)別率達(dá)95%以上，為提升GIS設(shè)備運(yùn)行可靠性提供了技術(shù)支撐。
一、產(chǎn)品概述（SHHZYD試驗(yàn)變壓器操作簡單,方便適用）
YDQC系列輕型交直流高壓試驗(yàn)變壓器是在同類產(chǎn)品YDJ（G）型高壓試驗(yàn)變壓器的基礎(chǔ)上，按試驗(yàn)變壓器國家標(biāo)準(zhǔn)ZBK41006—89要求，經(jīng)改進(jìn)后生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品，本系列產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、使用方便等特點(diǎn)。實(shí)用于電力、工礦、科研等部門，對(duì)各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)和直流泄漏試驗(yàn)，是高壓試驗(yàn)中*的儀器。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（SHHZYD試驗(yàn)變壓器操作簡單,方便適用）
YDQC系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器鐵芯為單框式。線圈采用同芯圓筒多層塔式結(jié)構(gòu)，初級(jí)低壓繞組繞在鐵芯上，次級(jí)高壓繞組繞在低壓繞組外側(cè)，這種同軸布置減少了繞組間的藕合損耗。高壓硅堆用特殊工藝封裝在套管內(nèi)，產(chǎn)品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結(jié)構(gòu)，整體外型美觀大方。其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)見圖1。
產(chǎn)品型號(hào)含義
1-均壓球；2-硅堆短路桿；3-高壓套管；4-油閥；5-殼體；6、7-調(diào)整電壓輸入a、x端子；8、9-儀表測(cè)量E、F端子；10-高壓尾X端子；11-變壓器外殼接地端；12-高壓輸出A端子；13-高壓整流硅堆；14-內(nèi)部均壓環(huán)；15-變壓器鐵芯；16-初級(jí)低壓繞組；17-測(cè)量儀表繞組；18-二次級(jí)高壓繞組；19-變壓器油。
三、工作原理（SHHZYD試驗(yàn)變壓器操作簡單,方便適用）
YDQC系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)II。單臺(tái)高壓試驗(yàn)變壓器的工作過程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺(tái)），經(jīng)電源控制箱（臺(tái)）內(nèi)自藕調(diào)壓器（50KVA以上調(diào)壓器外附）調(diào)節(jié)0~200V（10KVA以上0~400V）電壓至試驗(yàn)變壓器的初級(jí)繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在試驗(yàn)變壓器高壓繞組可獲得試驗(yàn)所需的高電壓。其工作原理圖見圖2所示。
1、單臺(tái)YDQC高壓試驗(yàn)變壓器工作原理示意圖
在試驗(yàn)變壓器中：a、x為低壓輸入端；A、X 為高壓輸出端；E、F為儀表測(cè)量端。
2、單臺(tái)交直流兩用型高壓試驗(yàn)變壓器工作原理見圖3。圖中所示：高壓套管內(nèi)裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作高壓整流，以獲得直流高電壓。當(dāng)用一短路桿將高壓硅堆短接時(shí)，可獲得交流高電壓，其狀態(tài)為交流輸出；反之在抽出短路桿時(shí)，其狀態(tài)為直流輸出。
3、三臺(tái)高壓試驗(yàn)變壓器串激獲得更高電壓原理見圖4，串激高壓試驗(yàn)變壓器有很大的*性，因?yàn)檎麄€(gè)試驗(yàn)裝置由多個(gè)單臺(tái)串激式試驗(yàn)變壓器組成，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器有著體積小、重量輕、便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，它既可以串接成高出幾倍的單臺(tái)試驗(yàn)變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開單獨(dú)使用。整套試驗(yàn)裝置投資小、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。圖3所示：在三臺(tái)串激式試驗(yàn)變壓器串激使用中，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，1、2級(jí)的試驗(yàn)變壓器內(nèi)部都有一個(gè)激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當(dāng)控制電壓加在1級(jí)試驗(yàn)變壓器B1的初級(jí)繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗(yàn)變壓器B2初級(jí)繞組供電，第2級(jí)試驗(yàn)變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗(yàn)變壓器B3的初級(jí)繞組供電。由于1級(jí)試驗(yàn)變壓器B1的高壓尾及殼體接地，第2、3級(jí)的試驗(yàn)變壓器B2和B3對(duì)地有絕緣支架的隔離，這樣試驗(yàn)變壓器B1、B2、B3對(duì)地輸出電壓分別為1U、2U、3U。
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級(jí)對(duì)地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。
GIS因占地面積小、可靠性高、集成化水平高、維護(hù)工作少等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。盆式絕緣子是GIS中的重要部件，具有電氣絕緣、隔離氣室、支撐導(dǎo)體的作用。盆式絕緣子主要由環(huán)氧樹脂有機(jī)材料組成，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷時(shí)，會(huì)引起局部放電現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致絕緣擊穿。同時(shí)，不同廠家生產(chǎn)的盆式絕緣子部件互換性差，發(fā)生絕緣故障后修復(fù)時(shí)間長。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)盆式絕緣子內(nèi)部缺陷對(duì)保障GIS安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
19年起，山西電科院智慧配電網(wǎng)技術(shù)中心副主任帶領(lǐng)帶電檢測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)開展盆式絕緣子隱患排查研究。王偉介紹，盆式絕緣子出現(xiàn)裂紋、氣泡、雜質(zhì)、毛刺等缺陷是誘發(fā)局部放電的主要原因。以往，檢測(cè)盆式絕緣子內(nèi)部缺陷有三種方法，但在應(yīng)用中存在各種問題：特高頻、超聲等局部放電檢測(cè)方法靈敏度高，但難以識(shí)別潛伏性缺陷，精準(zhǔn)定位難度大；X射線檢測(cè)方法易受絕緣子安裝位置影響，實(shí)施難度大，成像效果差，且對(duì)非金屬雜質(zhì)、氣泡等微小缺陷不敏感；壓電超聲探傷檢測(cè)方法穿透能力弱，僅適用于發(fā)現(xiàn)絕緣子表面缺陷。上述現(xiàn)狀導(dǎo)致盆式絕緣子檢測(cè)后仍有可能“帶病"運(yùn)行，給電網(wǎng)運(yùn)行帶來隱患。為此，王偉和同事決定探索一種新的盆式絕緣子檢測(cè)方法。
激光超聲作為一種新型無損檢測(cè)技術(shù)，可規(guī)避以上三種傳統(tǒng)檢測(cè)方法的弊端，但此前主要應(yīng)用于金屬材料探傷，在環(huán)氧樹脂有機(jī)材料領(lǐng)域的應(yīng)用尚屬空白。如何將激光超聲技術(shù)應(yīng)用到環(huán)氧樹脂有機(jī)材料上？研究人員開始了探索。
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