近日，廣東省潮州市110千伏崗東線的鋼管杆（gǎn）“係”上了一條特（tè）製的小“腰帶”。盡管隻有數指寬度，作用卻不可小覷。廣東電網公司電力科學研究院介紹，該“腰帶”采用可將（jiāng）電磁能轉換為機械能的（de）磁性伸縮材料，其振動發出的超聲導波能夠精準評估杆塔內部的腐蝕狀態，推動電網運維由事後搶修向（xiàng）事前感知轉變。
在電網輸變電領域，鋼管組合塔、鋼管杆（gǎn）和變（biàn）電鋼結構等（děng）封閉杆狀結構被廣泛應用。廣東地處嶺（lǐng）南，具有高（gāo）溫、高濕的（de）氣（qì）候特征，金屬部件的腐蝕（shí）問題（tí）尤為突出。隨著線（xiàn）路（lù）設備運（yùn）行年限的增加，如何有效（xiào）檢測和評估隱蔽環（huán）境下鋼（gāng）管結構部件的腐蝕狀態，成為電力行業（yè）的痛（tòng）點和（hé）難點。
“以前（qián），管狀結構內部有無積水、是否存在（zài）嚴重腐（fǔ）蝕等問題都無法得（dé）到準確評估，導致運維人員處於‘盲目’狀態。這給電（diàn）網本質保障（zhàng）帶來了巨大的隱（yǐn）患。”羅（luó）嘯宇說，為了掃清這（zhè）些隱蔽結構檢測的“盲點”，廣東電網公司電（diàn）力科學（xué）研究院材料與結構所無損檢測團隊先後完成超聲導波在鋼管結構上（shàng）的傳輸（shū）特點（diǎn）分析、波場特性模擬仿真，持續改（gǎi）良超聲導波（bō）換能器設計，提（tí）出了基於超聲導波（bō）的管道缺陷動態檢測方法（fǎ）和鋼管（guǎn）杆層析成像的缺陷監測方法，並自主研發了國（guó）內第1個便攜式鋼管結構腐蝕層（céng）析成（chéng）像（xiàng）裝置。
有了換能器和成像裝置，小“腰（yāo）帶”的作用得以發揮。隻需運（yùn）維人員將截取、磁化後（hòu）的磁（cí）致伸縮帶材粘貼在鋼管杆表（biǎo）麵，再（zài）利用換能（néng）器帶動帶材振動，在鋼管杆中形成超聲導波（bō），便攜式成像裝置便能自動完成超聲導波（bō）反射信號采（cǎi）集、掃描層析成像、缺（quē）陷分析和腐蝕評估，為電網鋼管狀結構無損檢測提供了科學管用的工具。
一、適用範圍（LYCJ2000電力每日要聞“雷電衝擊（jī）發生器”應用行業）
本發生器適用於35千伏及以下電壓等級的空氣間隙，套管、電力變壓器(容量2000VA及以下)和互感器等試品進行標（biāo）準（zhǔn）雷電衝擊電壓全波試驗。
二、一（yī）般使用條件（LYCJ2000電力每日（rì）要聞“雷電衝擊發生器”應用行業）
※ 海拔高（gāo）度：<1000m
※ 環境溫度：－10℃～＋40℃
※ 相（xiàng）對濕度：<80％（25℃）
※ 極大日溫差（chà）：25℃
※ 使用環境：戶（hù）內
※ 無導電塵埃
※ 無火災及爆（bào）炸危險
※ 無腐蝕金屬和絕緣的氣體
※ 電源電壓的波形為（wéi）正弦波,波（bō）形畸變率<5%
※ 接地（dì）電阻小於0.5Ω
※ 安裝地點:戶（hù）內
三、遵（zūn）循技術標準（LYCJ2000電（diàn）力每（měi）日要聞“雷電衝擊發生器”應用行業）
※ GB7449 電力變壓器和電抗器的雷電衝擊（jī）和操作衝擊的試（shì）驗導則
※ GB1094.3 電力（lì）變壓器第3部分 絕緣水平和絕緣試驗
※ GB/T 311.1 高壓輸變電設備的絕緣與配合
※ GB/T 16927.1 高電壓試（shì）驗技術 第1部分 一般試驗要求
※ GB/T 16927.2 高電壓試（shì）驗技（jì）術 第（dì）2部分 測量係統
※ GB/T 16896.1 高電壓衝（chōng）擊試驗用數字記錄儀
※ ZBF 24001 衝擊電壓試驗實施細則（zé）
※ GB/T11920 電站電氣部分集中控製裝置通用（yòng）技術條件
※ GB/T191 包裝儲（chǔ）運圖示標誌
※ DL/T 846.1 高電壓測試設備通用技術條件 第1部分：高（gāo）電壓分壓器測（cè）量係統
※ DL/T 848.2 高壓試驗（yàn）裝置通用技術條件 第（dì）2部（bù）分：工頻高（gāo）壓試驗裝置
※ DL/T 848.5 試驗裝置通用技術條件 第（dì）5部分：衝擊電壓發生器
※ DL/T ´´´´ 《高壓線路絕緣子衝擊電壓擊穿試驗¾定義、試驗方法和判據》的規定
四、設備組（zǔ）成（LYCJ2000電力每日要聞“雷電衝擊發生器”應用行業）
1.LYCCD－100直流（liú）充電裝置 1套
2.LYCJ2000-400衝（chōng）擊電壓發生器本體(包括全部調波（bō）元件) 1套
3.LYRF－400弱阻尼電容分壓器 1套
4.LYAT自動測控係統 1套
5.LYFJ二次回路測（cè）量線、控製線 1套
五、主要技術指（LYCJ2000電力（lì）每日（rì）要聞“雷電衝擊發生器”應用行業）
係（xì）統技術參數
1、標稱電壓：400kV
2、額定級電壓（yā）：100kV
3、額定能量：20kJ
4、衝擊電容量：0.25 uF
5、總（zǒng）級數：4級（jí）
6、額定級（jí）電容量：1uF (單台脈衝電容器2uF/2×50千伏，共4級（jí）)
7、衝（chōng）擊電壓波形： 雷電波：T1=1.2uS±30%、T2=50uS±20%、峰值電壓偏差≤3%，
截波時間：2～5uS；衝擊電壓波形（xíng）參數及其偏差均符合GB/T 311.1及GB/T 16927.1國家標準的要求。
8、電（diàn）壓利用（yòng）係數：負荷電容為1000PF以下時，標準雷電波的電壓利用係數≥90%，
9、同步（bù）範圍：級電（diàn）壓在20%～100%額定電壓範圍內，正（zhèng）負極性同步範圍不小於20%;
10、同步放電（diàn）失控（kòng）率：<2%
11、極低輸出電壓：≤±20%額定電壓
12、充電（diàn）電壓不穩定度：<±1.0%
13、使用持續時間:在2/3額定電壓以上，每（měi）120秒充放電一次可連續運行（háng），在2/3額定電壓以下，每60秒充放電一次可連續運行
六、主要元件的技（jì）術說明：
1、直流充電部分
(1)采用可（kě）控矽恒（héng）流調壓裝置,額（é）定輸出電（diàn）壓±100kV,額定輸出直流電流10-100mA；
(2)采用油浸式充電變壓器，次級電壓50kV，額定容量5千伏安；
(3)采用LYDL-200kV/100mA的高壓整流矽（guī）堆,反向耐壓³200kV，平均電流³0.1A，高壓整流矽堆（duī）安裝在充電變壓器內，可由傳動機構自動倒換充電電壓極性。控（kòng）製台上有極（jí）性開關轉換按鍵；
(4)高壓整流矽（guī）堆保護電阻采用漆包電阻（zǔ）絲有感密繞在絕（jué）緣管上；
(5)自動控製時，恒流充電裝置在10%～100%額定充電電壓範圍內，實際充電電壓與整定電（diàn）壓偏差不大於±1%，充電電壓的不穩（wěn）定性不大於±1%，充電電壓（yā）的可調精度為1%；
(6)直流（liú）電阻分壓器1隻，采用100kV，200MW，油浸式金屬膜電阻。低壓臂電阻裝在分壓（yā）器底（dǐ）法蘭內，低壓臂上的（de）電壓信號用（yòng）屏蔽電纜引入控（kòng）製台內；
(7)自動接地開關采用電磁鐵分合接地機構，試驗停止時可自動將主電（diàn）容（róng）器短路並經（jīng）保（bǎo）護電阻接地；
(8)充電變壓器(包括高壓整流矽堆及極性轉（zhuǎn）換裝置)及其保護（hù）電阻，自動接地開關和絕緣（yuán）支柱等安裝在一個底盤上；
2、本體部分
(1)主體結構（gòu）形式采（cǎi）用仿德國HIGHVOLT-H型
(2)本體采用雙邊不（bú）對稱充電回路，每級額定電壓100kV；
(3)本體絕緣支柱4級塔（tǎ）式結構.每級包（bāo）括1台MWF100-3鐵外殼油浸式脈衝電（diàn）容器、充（chōng）電電阻、波頭電（diàn）阻、波（bō）尾電阻和（hé）點火球隙等，當（dāng）產生雷電波時，根據試品電容量大（dà）小（xiǎo），選擇（zé）適當的雷電波波頭（tóu）電阻（zǔ）、波尾電阻和級數（shù）；
(4)級脈衝電容（róng）為3±0.05mF，直流工（gōng）作電壓±100kV，電容器剩餘電感£0.15mH，電容器出線套管能夠承受垂直拉力15kg，同時保證不損壞和滲漏油，電容器出（chū）線套管能夠承（chéng）受垂直拉力15kg，在以（yǐ）上範圍無損（sǔn）壞和滲漏油,電容器安裝就位無變形；
(5) 波頭電阻、波（bō）尾電阻均采用板形結構，無感繞製。
電（diàn）阻采用西門（mén）子的特殊結構，保證電阻的熱容量能滿足試驗要求；剩餘電感小（xiǎo）；
(6) 接頭均為彈簧壓接式，方便調波時的插拔且接觸可靠；
(7) 波頭、波尾電阻支架（jià）可以由多支電阻同時並聯使用；
(8) 第1級球隙采用雙邊（biān）異極性觸（chù）發，第2級至第四級球隙（xì）均采用三（sān）間隙橢圓球隙點火，從而保證觸發的可靠性；
(9)各級球隙距離由低速永磁電動機驅動作直線調整，裝置噪音小，定位無慣性，準確、快（kuài）速，控製顯示對應球距（jù）的（de）放電電壓；
(10)球（qiú）隙距離也可在控製部分人為幹預；
(11)本（běn）體可每2級或多極並聯使用，並聯連接杆采用統一接插件，方便換接；
(12) 本體支（zhī）柱采用玻璃鋼材料製造（zào），很高電位的部分采取抗老化和電暈的措施（shī）；
(13) 各級（jí）均采取防暈措施，在充電過程中不會出現明顯電暈。
3、LYRF-400kV/300pF衝擊弱阻尼分壓器
（1）高壓臂由電容器（qì）組成，電容額定參數400kV/300pF
（2）額定（dìng）雷電衝擊耐受電壓為400kV
（3）分（fèn）壓器分壓比為：2000：1
（4）測量不確定度（dù）：小於2.5％
（5）過衝：≤20%
（6）部分響應時間：≤100ns
（7）弱阻尼電容分壓器的方波響應特性滿（mǎn）足GB/T 311.1及GB/T 16927.2的標準要（yào）求
4、LYAT控製測量係統
※ 本（běn）套設備采用具（jù）有先進水平的計算機測控一體化係統,將控製和（hé）測量功能組合（hé）在（zài）一起。
※ 控（kòng）製係統采用了日本三菱（líng）公司的PLC可（kě）編程控（kòng）製器，使控製係統實現了小型化、智能化及高可（kě）靠性。
※ 屏幕采用10”觸摸屏。
※ 控製部分和本體的（de）信號傳輸采用光（guāng）纖傳（chuán）輸，具有雙向信（xìn）號處理功能，從而提（tí）高了（le）控製係統（tǒng）的可靠性。
※ 控製係統中關鍵的元器件及部件全部選用（yòng）進口（kǒu）件，如（rú）：PLC可編程控製器采用日本三菱（líng）公（gōng）司、示波器采用美（měi）國泰克公司等（děng）。
※ 測量係統具有波形顯示、分析（xī）、成圖和打印等功能。可以按照高壓試驗的習慣設定測量參數從而自動整（zhěng）定（dìng）好數字示波器。可自（zì）動計（jì）算各個（gè）波形參數，所采用的計（jì）算方法按照GB/T16896.1-1997及IEC1083標（biāo）準的規定。
※ 控製測量係統采用了先進（jìn）的抗幹擾（rǎo）技術，在高電壓、強（qiáng）電場的環境下運行，係統測量準確、控（kòng）製方便、可靠。
控製係統技術說明如下:
※ 控製係統的主（zhǔ）要目的是控製衝擊電壓發生器（qì）操作，完成正常的充放電過程（chéng），所有（yǒu）運行參數均可通過觸摸屏的操作來完成，並對設備運行參數進行實時監控。
※係統控製方式為手動或自動,自（zì）動控（kòng）製方式能按規定的程序（xù）進行衝擊電壓試驗，在界麵顯示發生器狀態(接地/不接地,充電速度（dù）,充電（diàn）電壓,球距（jù）等)。
（1） 動作控製
能夠手動（dòng）或自動（dòng）控製放電球距跟蹤充（chōng）電電壓，並顯示放電球距值；
控（kòng）製本體自動接地；
衝擊次數預置（zhì）、極性（xìng）自動換接等功能（néng）；
控製並顯示截波球距（jù）。
（2）充（chōng）電控製
充電電壓,充電速度,充電極性直（zhí）接由界（jiè）麵輸入設（shè）定；係統自動跟（gēn）蹤設定電壓下的球隙跟蹤。充電方式采用可（kě）控矽（guī）調壓（yā）方式恒流充電。能夠自（zì）動控（kòng）製衝擊電壓發生器的充電過程，可以根據試驗要求（qiú），調節充電電壓和（hé）充電時（shí）間，並顯示充電電壓值；可控矽調壓方式較之傳統的調壓器調壓（yā）方式，具有體積小，響應速度（dù）快，控（kòng）製精度高。充電穩定度0.3%，充電速度可調。
采（cǎi）用自控方式充電時,能使（shǐ）充電電壓（yā）按所（suǒ）需的充電曲線上升，自（zì）動穩定在預先整定的充電電壓值上，從而（ér）保（bǎo）證了充電的均勻性、重複性和試驗結果的準確（què）性。
（3）觸發控製
采用高性能的點火脈衝放大器，能夠產生大於15kV/100nS的脈衝電壓，確保（bǎo）衝擊設備點火可靠，同步（bù）放電穩定。
截波延時方式采用電子延時回路，可方（fāng）便地獲（huò）得2～6μS的截波觸發延時（shí），穩定性好，精度高，截斷分散性小於0.1μS，點火脈衝延時可調範圍：0～9.9μS。
（4）可靠聯鎖控製（zhì）
整個係統具有（yǒu）完善的警燈、警鈴等試驗區（qū）的報（bào）警功能和控製接（jiē）口；
具有自動接地（dì）和可靠（kào）接地（dì）與係統聯鎖（suǒ），過流和過壓保護功能；
緊（jǐn）急停止功能。
（5）擴展功能
能（néng）與其它（tā）計（jì）算機通過串口進（jìn）行通訊和數據交（jiāo）換；
測（cè）量係（xì）統結（jié）構說明如下：
測控一體化工作台為兩聯櫃形式，顯示器、鍵盤、鼠標放置在桌麵上，計算機主（zhǔ）機、示波器、隔離濾波（bō）電源、UPS放在辦公桌內（nèi），繼（jì）電器（qì）、PLC、過（guò）電壓和過電流保護元件等（děng）放（fàng）置在本體底（dǐ）盤內。
用戶在係統界麵（miàn）上（shàng）選擇“波形分析”功能後,係統進入測量功能設置界麵。
測量係統以美國泰克公司的數字存儲示（shì）波器TBS-1102B為波形數據采集平台（tái）,工作（zuò）方式（shì）的設置由測控軟件（具有軟件著作（zuò）權）自動完成。其帶（dài）寬100MHz，標稱分（fèn）辯率達9bit，很高采樣速度達2. GS/s，記錄長度10M，通道2個；可記（jì）錄雷電全波和雷電截波。用戶隻需根據（jù）界麵提示，輸入各項試驗條件即可（用戶也可（kě）選擇其它示波器（qì））。
係統可以完成表1所示的各種衝擊電壓的測量和表2測量誤差及係統波形參數分析功能（néng）。
表1 衝擊（jī）電（diàn）壓波形及其參（cān）數
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波形
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參數
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雷電衝擊標準波
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峰值（zhí）/波前時（shí）間/半峰值時（shí）間
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表2 測（cè）量係統不確定度(含分壓器)
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測量的衝（chōng）擊波類型
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測量係統不確（què）定度(含分壓器) Ke£ %
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標（biāo）準（zhǔn）雷電波/截波
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3
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衝（chōng）擊電壓的所有信息均以位圖(.bmp)文件和數據文件(.DAT)格（gé）式保存在硬盤上。
係統的典型測量功能包括:
衝擊（jī）電壓測量和波形分析: 2通道,很高采樣速率1.25GS/S
不同衝擊電壓（yā）波形的比較和離線分析（xī）: 可將試驗得到的波形 以數據文件(*.DAT)的格式存（cún）盤，從（cóng）硬盤中（zhōng）讀出並顯示在屏幕上，幫助（zhù）用戶比較不同衝擊試驗得到的衝擊試驗波形
試驗報告數字化: 點擊菜（cài）單項“試驗報告”可直接進（jìn）入中文Word ，在已設計好（hǎo）的衝擊試驗報告模板上編寫試驗報告。利用Word 強大的（de）處理功能, 輸入文（wén）字，繪製和插入電路接線圖，插入試驗波形圖，存儲、打印（yìn）試驗報告等。
多時基波形顯示: 係統（tǒng）具備將各個通道波形數據(例如變壓器的入波電壓（yā）和示傷電流波形)分別獨（dú）立按不同的時基顯示（shì）的功能，方便用戶分析波形。
控製係統技術參數
充電電壓整定範圍 0.5～100.0kV
充電電壓 0.5～100.0kV
充電電壓（yā）調節精度 1 %
充電電壓不穩定度 < 1 %
充電時（shí）間設定範圍 30～900S
充電時間調節精度（dù） 1 S
報警延時 2 S
截波觸發脈衝延時 0.0～9.9μS
截波延時（shí）調節精（jīng）度 0.1μS
衝擊試驗次數設定範圍 0～99次
衝擊試驗次數調節精度 1次
輸入電源電壓 220VAC±10%
輸出交（jiāo）流電壓（yā） 0～220VAC(連續)
輸出交流電流 0～16A
雙（shuāng）屏蔽測量電纜
“裝置完全符合理論計（jì）算值，達到設計預期（qī）的保障標準及（jí）穩（wěn）定（dìng）性要求，可以正式推廣應用。”在國網吉林省吉林供電公司輸電運（yùn）檢（jiǎn）中心66千伏培訓鐵塔上，專業技術人員對（duì）該公（gōng）司（sī）研發的新型防墜落裝置進行試驗，確認該裝置符合標準。
以往登（dēng）塔（tǎ）作業，工作人員需使（shǐ）用雙鉤保障帶，攜帶防（fáng）墜落大繩，在塔上移動時一步一掛，負重較大，耗時費力，容易產生高空作業（yè）風險。為有效防（fáng）範此類風險，4月以（yǐ）來，國網吉林供電公司抽調相關（guān）專業骨幹人員組建專項（xiàng）更新團隊，更新研發新型防墜落裝置。
新型防墜落裝置利用無（wú）人機攜帶小繩穿過（guò）架空地線，通（tōng）過感光裝置在合適位置將小繩拋下，人員登塔之前利用（yòng）單項（xiàng）鎖緊裝置（zhì）將大繩收緊，再將防墜器掛在大（dà）繩上，形成（chéng）可靠的登塔（tǎ）防墜裝（zhuāng）置。作業完成後（hòu），通過防墜繩牽引將（jiāng）滑車順下（xià）。該裝置在不改變作業人（rén）員登塔習慣的基礎上，避免了使用雙鉤保障帶的繁瑣流程和攜帶防墜繩的體力消耗，提升作業可靠性。
“新（xīn）型防墜落（luò）裝（zhuāng）置采用無人機將繩（shéng）索傳遞上去，從（cóng）‘人背’到‘機運’的模式轉變，實現了（le）作業人員可隨滑道輕鬆移動（dòng），省時省力，還提高了可（kě）靠係數。”
下一步（bù），國（guó）網吉（jí）林供電公司將結合（hé）工（gōng）作實際進一（yī）步完善新型防墜落裝置（zhì）功（gōng）能，拓寬裝置應用範（fàn）圍，以更新成果應用助力高質量發展。
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