停电试验

目前市面上现有的电缆局部放电检测仪一般均需停电作业，从本质上来说是一种离线检测；而且仪器操作较为复杂，不便于电力员工理解和使用。因此这种停电试验的传统方法所暴露出来的诸如检修周期长，大量耗费人力、物力等种种算端已愈来愈不能适应电力生产和供应的实际需要。 本成果在综合比较和研究目前现有电缆局部放电检测技术及装置的基础上，研究解决现有装置技术中存在的不足之处，提供一种新型的电缆局部放电检测仪，以实现运行中电缆的带电局放检测。 新型局部放电检测仪现场使用方便，不需要停电，只需直接将仪器探头接近电缆接头即可检测出电缆有无局部放电，如电缆局部放电量超过设定的数值即可发出警告。本装置具有使用简单易行、性能安全可靠的优点，可同时检测出电缆内部放电量的大小，具有无需停电、反应迅速、效率高、检测准确等特点

共气室结构的双断口隔离开关（double-fracture disconnect switch，DDS）在不停电耐压试验过程中存在因试验侧断口击穿而影响运行侧断口绝缘性能的风险，在设计阶段需要对其电场分布和击穿特性进行研究。为此，以新研发的110 kV三相共箱式GIS双断口隔离开关为例，采用有限元方法对电场进行仿真分析，得到其在现场不停电工频耐压试验中的内部电场强度分布。根据电场的计算结果，采用基于汤逊放电理论的击穿判据，研究不停电试验中两个断口的击穿特性，证明了在DDS现场不停电交流耐压试验过程中，试验侧断口击穿不会对运行侧的绝缘性能造成影响。研究结果可以为在运的DDS二期扩建时的不停电扩建与现场绝缘试验工作提供安全保证的理论支撑，也为未来新型DDS设备研发过程中的绝缘校核提供了更加翔实的理论依据。

成果研究了技术装备体系、平台支持体系、组织管理体系等配网设备高效运检体系的三个关键要素。首先，搭建配网设备高效运检技术装备体系，实现前端设备全景感知。通过系统分析研究电网企业运维现状，创新应用各种先进运检技术和手段，开展前端设备的集成化、规模化应用，实现前端设备电气量、设备状态、运行环境等数据透明感知。制定了城市配电网运维技术装备发展规划与路线图，提出并设计了符合国内配电网发展阶段、具有广州特色的“智能化在线监测、简约化带电巡检、集成化停电试验”相互补充的配网高效运维技术装备体系规划与路线。首创配网智能单兵巡检装置，实现设备状态的自动获取，打造智能配电房与智能管廊，实现设备状态的透明监测，应用配网设备实物资产编码，实现设备智能识别技术。其次，构建配网设备高效运检平台支持体系，完成中端平台数据驱动。成果开发了配网智能运检管控平台，支撑设备的状态评估与运检管控，引进先进技术分析手段，支撑设备缺陷分析，提升技术监督水平，开展人才培训与标准建设，提升配网设备高效运检技术支撑。最后，构造配网设备高效运检组织管理体系，达成后端业务融合激励。成果以提高效率与效益为导向，以确保安全稳定、优质服务和队伍稳定为前提，以构建配网设备高效运检体系为目标，以有利于安全生产基础更稳固、运检劳动效率更高、单位电网资产运检成本更低为核心目的，打造资源集约化、运维一体化、检修专业化、管理精益化的高效组织管理体系。开展了配网业务量化多维度对标，挖掘人才潜能，创新绩效量化激励，开展运维业务绩效量化评价方法，统筹全网优势资源，搭建了首个跨部门单位的科技创新集智攻关平台。 成果构建了“技术装备达到国际先进水平，数字与技术平台完备支撑，组织运作模式持续优化”的配网设备高效运检体系。在技术装备体系方面，带电监测技术能力种类配置齐全、技术先进，应用水平处于国内领先或先进。在平台支持体系方面，数据平台与技术平台能很好的支持配网设备的高效运检。在组织管理体系方面，全员熟练PDCA方法优化流程，管理分析能力处于国内先进水平。

随着技术的发展，金属氧化物避雷器应用范围逐渐扩展并最终成为电力系统中避雷器选择的主流类型。随着电压等级的升高，避雷器的体型越大，220kV 及以上电压等级多节避雷器往往距离地面达到5m以上。 避雷器洲漏电流试验是考察氧化锌避雷器内部绝缘状态的最有效的方法之一。现场试验时，试验人员需要使用绝缘梯子或者升降车等手段进行接线，为调整试验线与避雷器之间接线的角度，需要多次登高作业。这种方式较难满足接线与避雷器90°角的要求，对测试结果影响较大，也存在较大安全风险。 现在社会经济发展需求对电网的可靠性也越来越高，这就需要尽可能缩短停电时间、提供可靠的数据、及时准确的分析出各项试验结果，尽快复电。另一方面，依据《电力设备检修试验规程》Q/CSG 1206007- -2017 规定，氧化锌避雷器直流1mA电压U1mA及I0.75U1mA下的泄漏电流为必做预试项目，其中110kV及以下试验周期为6年/次，220kV. 500kV避雷器为3年/次，预试工作量大，而且试验人员在日常预试工作中发现，氧化锌避雷器停电试验中测试数据总是偏差很大，重复作业偏多，影响预试效率，因此研制一种避雷器高压试验接线工具降低试验异常率有重要意义。

电力设备局部放电检测技术相较于传统停电试验，以其检测灵活、无需停电、缺陷检出率高等优点，在行业迅猛普及和开展，是电力设备安全、稳定运行的重要保障。但是目前海量检测数据利用率较低，存在的难题为：（1）不同检测仪器导出的数据格式千差万别，且多为图片等非结构化数据，不利于对数据进行深度挖掘和分析诊断（大数据下基于机器学习的智能诊断算法输入向量为维度确定的结构化数据），使得检测得到的海量数据利用目前人工依赖性过高；（2）传统的智能诊断方法（利用智能诊断模型进行分类辨识，自动判断电力设备绝缘故障及缺陷的类型、严重程度及其置信度）在缺陷智能识别上准确度低，尤其是自由颗粒缺陷识别。鉴于以上问题，国家电网天津电科院进行了局部放电智能诊断方面的研究，实现局部放电类型智能诊断及相似案例精准匹配。同时建立了基于大数据存储、管理和分析技术的局部放电数据中心，充分挖掘各类数据之间的关联关系，提高数据利用效率，并依托可视化技术展示设备状态。 目前，本项目已发表中文核心及以上文章 17 篇，其中 SCI 检索 2 篇，EI 检索 11 篇，中文核心 4 篇，授权发明专利 3 项，实用新型 4 项，软件著作权 1 项。项目成果通过了以清华大学刘卫东教授为主任的高级别委员会鉴定，达到国际先进水平，获 2018 年度国家电网公司第四届“青年创新创意大赛”金奖，2018 年度国家电网天津市电力公司专利一等奖等多项荣誉。项目成果成功应用于国网天津市电力公司、国网长沙市供电公司、上海思源电气股份有限公司等单位，在 2017 年全国运动会保电等专项工作中发挥重要作用，对有效保障电网设备安全稳定运行，经济效益和社会效益显著。同时本项目成果将作为独立功能模块纳入国家电网运检部开发的“电网运检智能化分析管控系统”，实现囯家电网系统内全面推广。

本成果不局限于某一种测量方法的离线与在线实现形式及其测量效果相对比，而是以设备的缺陷为出发点，比较离线所有手段与在线所有手段检测发现该缺陷的能力。这是相对而言比较科学的研究方法。本成果首先针对五种典型缺陷的主要离线与带电检测手段，对比其检测原理，对其灵敏度进行了评价。其次建立三维有限元电场与温度场模型，仿真计算缺陷造成的电场及温度变化。最后设计五种典型缺陷离线与带电检测方法对比平台，设计相应试验方案，验证了带电检测取代离线试验的可行性。本成果给出了变压器离线与带电检测诊断效果比对结论，并编制了状态检修工作指导建议书。 本成果基于变压器故障退到的实际问题，立足当前电力设备状态检修技术的高速发展，验证了带电检测方法与停电试验方法的等效性，为变压器带电检测技术提供了理论依据和技术支持。变压器带电检测方法具有不停电、在运行工况下检测以及检测周期灵活等特点，且其针对常见的变压器故障具有与离线检测相当的检测灵敏度，因此可以在行业进行全面推广，利用带电检测的优势对变压器运行状态进行实时评价，有利于提高变压器运行状况管理水平，确保电力系统安全稳定运行。若后续研究能够进一步确定带电检测技术替代传统试验的可行性和有效性并进行试点和推广应用，将对我国整个电力行业的变压器检修模式进行重大变革。