无损检测

他介绍，为了解决高压电缆多发性本体缓冲层烧蚀严重缺陷缺乏有效检测手段的问题，湖南电力组织省电科院开展了系统攻关，经理论分析和实验室反复验证，摸索出一种基于X射线无损检测，结合图像深度处理、缺陷智能识别技术的检测方法IDIP-DR（Image Depth Intelligent Processing-Digital Radiography），可在电缆设备带电工况下，准确、直观、快速地检测高压电缆缓冲层烧蚀缺陷，判断缺陷的严重程度，并在110千伏茶菊钢电缆进行了现场应用，效果良好。为推广、深化该技术在国网系统的应用，提升公司高压电缆本质安全水平。

项目属于高电压技术领域。 超特高压换流变压器是直流输电系统的核心设备，其状态直接影响电网安全运行。在运换流变承受交直流复合电压、极性反转电压，绝缘设计与交流变显著不同，依靠交流变技术进行绝缘状态检测评估的局限性日益凸显，体现在换流变绝缘故障机理不明确、高纸板比例主绝缘评估准确性差、复杂电压下套管绝缘评估手段缺乏、局部放电性缺陷检测不灵敏。因此亟需研究超特高压换流变绝缘故障预防关键技术。 在国家自然科学基金项目支持下，项目开展了复合电压下油纸绝缘击穿特性、主绝缘电气无损检测评估、套管绝缘状态有功损耗评估、局放超声检测诊断四方面关键技术研究并实现工程应用。

复合绝缘子内部缺陷是影响电网安全稳定运行的一大隐患，如何有效地检测电网绝缘子内部缺陷一直是研究的 热点问题。微波无损检测技术已被广泛应用于航天工业、军事等领域，其在电网绝缘子缺陷检测方面的应用研究近年来 愈发受到关注。本文利用有限元软件COMSOL建立了绝缘子内部微波传播过程的仿真计算模型，并针对不同工况的绝缘子 进行了微波检测仿真，结果表明：存在内部缺陷的绝缘子微波传播过程与正常绝缘子明显不同，尤其是当缺陷处的相对 介电常数、电导率和相对磁导率远大于绝缘子有机材料时，大量电磁波在缺陷处发生反射；缺陷距离输入边界处越近， 边界处功率密度的峰值越大，采用微波检测可以诊断绝缘子内部缺陷位置。本文研究结果可为复合绝缘子微波无损检测 技术的实践提供理论参考。

目前GIS已经成为高压电器的主流开关设备。截至2015年底,国网公司GIS在运量已经超过60000间隔。GIS壳体已经成为GIS设备稳定运行的重要因素。据国网公司统计，2006年至2015年壳体损伤引起的缺陷，包括壳体损伤漏气（如图1)，壳体焊缝开裂（如图2)及壳体爆炸（如图3)等，占GIS缺陷总数的15%，高居第二位。GIS壳体损伤轻则引起SF6气体泄漏导致绝缘性能下降影响GIS设备安全运行，重则危害人体健康造成人身伤亡事故。因此GIS壳体特别是具有更高参数的特高压GIS壳体的安全性显得日益重要。目前GIS壳体安全方面存在以下两大问题:一是设备入网前GIS壳体无损检测技术不完善，GIS壳体质量检测存在盲区。例如:常规超声、射线等检测方法是逐点检测，无法实现GIS壳体整体快速检测而且存在检测盲区;对于GIS壳体的一些复杂结构如角焊缝,不锈钢壳体，常规的检测方法无能为力，使得这些设备的制造质量缺乏有效监督。二是在运行阶段，特高压GIS壳体环境载荷复杂，参考数据缺乏，壳体缺陷定量精度差，也无GIS壳体的安全性评定方法，导致壳体的安全状况无法准确掌握。针对以上问题，本项目成果开发特高压GIS壳体的无损检测及安全性评定的关键技术，为特高压GIS壳体的安全保驾护航。

油浸式电力变压器作为电网的重要组成部分，其可靠运行至关重要。针对变压器长期运行后无法定量评估其绝缘状态的问题，文中开展了油纸绝缘模型的加速老化及受潮试验，探究了油纸绝缘老化及受潮程度对其回复电压曲线的影响规律，并提出采用粒子群优化-极限学习机(particle swarm optimization-extreme learning machine，PSO-ELM)算法的参数预测方法，实现了基于回复电压曲线特征参量的油纸绝缘老化与受潮状态量化评估。由油纸绝缘模型理化性能分析的对比结果可知，基于PSO-ELM方法的预测值精度远高于传统ELM方法，油纸绝缘内含水率及纸板聚合度预测的绝对误差范围分别小于±0.4%、±30。

GIS壳体是影响GIS设备安全稳定运行的关键部件。据统计，2006年至2015年期间，壳体损伤引起的缺陷，包括壳体漏气、壳体焊缝开裂、壳体爆炸等，占国网公司GIS缺陷总数的15%，高居第二位。随着电压等级升至特高压，特高压GIS壳体设计强度更大，壳体材质、壳体结构更为复杂，由此也必须具有更高的可靠性。目前针对GIS壳体安全保障方面仍存在以下两方面问题：设备入网前GIS壳体质量检测存在盲区；运行阶段含缺陷GIS壳体安全状况无法评定。项目经多年产学研用联合攻关，在特高压GIS壳体无损检测及安全性评定等关键技术方面。 应用项目成果，在基建阶段全方位无死角的对GIS壳体的制造质量进行监督，发现并处理了大量的设备隐患。2015年至2017年，浙江电网、江苏电网及山东电网共发现263个GIS壳体不合格，避免了设备带缺陷入网。项目成果得到平高电气、新东北、山东泰开等国内主要设备制造厂的深度认可并广泛采用。各厂应用项目成果对GIS壳体进行质量检测，优化了生产工艺，提高了产品质量，使不合格返厂的GIS设备数量逐年下降。2016年1月，应用项目成果中的安全性评定技术对1000kV浙江安吉特高压站含缺陷GIS壳体进行评估，评定结果为特高压GIS壳体的运行维护提供了决策依据。项目成果产生的直接经济效益约8.4亿元，并提高了设备的本质安全及促进了行业技术进步，经济社会效益显著。