為高電壓設備“聽診把脈” 構筑電力安全“防火墻”

隨著電力行業的迅速發展，高電壓設備應用為人們的生產生活帶來了極大便利的同時，相關電氣設備及運輸線路長時間在高壓和外部環境因素的作用下出現絕緣劣化現象，造成多起電力安全事故。為及時發現高電壓部件絕緣劣化，提前排除電力安全隱患，廣電計量可靠性與環境工程研究所成立專項科研小組，開展高電壓部件放電異響監測與在線診斷技術研究，為電力設備的安全保駕護航。

電力安全存隱患 絕緣劣化是關鍵

電能作為國家經濟發展的重要能源支撐著人們生活生產活動，然而電力安全事故屢屢發生，國家對電力安全隱患排查愈發嚴格。國家能源局南方監管局最新公布數據顯示，截至2023年5月，其轄區內電力企業共排查安全隱患53059項，電網企業共排查隱患3169項，發電企業共排查隱患49890項，主要為設備設施事故隱患。據統計，在高電壓設備故障中，50%的設備故障與絕緣老化有著直接或間接的關系。絕緣系統的好壞決定著高電壓設備的安全性能和運行性能，絕緣性能嚴重受損，將會導致高電壓設備發生災難性故障，造成重大安全事故。

“聽聲辨位" 在線診斷辨故障

高電壓設備中的部件長期在電熱場、機械應力和化學腐蝕等多因素作用下，其絕緣性能逐步下降，一定程度后產生局部放電現象，是絕緣劣化的重要征兆。絕緣劣化常規檢測方法（采用狀態量包括紅外、紫外、電磁和溫度等）通常在故障發生后才能發現問題，存在滯后性。為及時發現劣化問題，降低設備故障發生率，廣電計量可靠性與工程研究所開展高電壓部件放電異響監測與在線診斷技術研究，通過采集部件在絕緣劣化后放電輻射出不同于正常運行時的聲信號（異響），將其作為診斷依據，再基于聲學成像檢測技術將異響位置成像，定位設備故障位置，研制出一套完善的高電壓部件放電異響監測、故障特征提取與在線診斷系統。

高壓部件放電異響檢測與在線診斷系統及檢測模塊

本系統通過增加信號帶寬提高傳輸信息量和速率，可實現寬頻帶的全面檢測，彌補常規檢測方法信息量缺失和滯后的不足，迅速鎖定設備故障位置。同時還可滿足不同場景下，可視化設備的聲響異常位置，實現不改變設備運行狀態的無接觸式檢測，大大減少啟停設備造成的不便和損失。該項技術已發表核心期刊論文1篇，并向國家知識產權局提交申請，具備成熟的技術能力。目前該項技術已應用于某動車段、某微創機器人和某玻璃升降器聲學異常分析項目。

助力高電壓設備安全運行

該項技術除應用于變電站內變壓器、電抗器外，還對高速列車組高壓電氣系統（受電弓、絕緣子、高壓電纜及附件等），以及其他使用高電壓部件并在長期運行中出現絕緣裂化的電氣設備發揮至關重要的作用，確保高電壓設備安全穩定運行。除異響識別與定位技術和聲學可視化技術外，可靠性與環境工程研究所還在主動控制降噪（ANC）、主動聲設計（ASD）、聲學超材料技術和噪聲、振動與聲振粗糙度（NVH）等聲學先行技術上持續研究，通過聲學技術為各行業設備故障檢測與壽命分析提供技術支撐，不斷提升技術及科研服務水平。

廣電計量可靠性與環境工程研究所

廣電計量可靠性與環境工程研究所可提供振動噪聲分析評價、整改設計與試驗驗證服務，包括設備振動噪聲認證測試與評價、聲學成像技術研究及工程應用、異響及聲品質主客觀分析評作價方法研究，產品振動應力譜及環境剖面的采集與分析、應力應變測試與仿真分析研究，整車NVH性能試驗驗證及調教、主動降噪及主動補償技術研究，基于聲學可視化技術和故障模型庫開發在線監測與故障診斷方法研究等?？蔀槠?、船舶、軌道交通、航空、電力等國家戰略性行業提供綜合的振動噪聲技術服務，協助客戶提升產品品質。