氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要保障。目前，江蘇省在運的高壓GIS設(shè)備間隔約為1.8萬個，數(shù)量居全國省級電網(wǎng)前列。2023年以來，江蘇電力科學(xué)研究院牽頭開展國家電網(wǎng)有限公司重大專項“超/特高壓GIS絕緣可靠性提升”專項研究框架項目中的《GIS外施沖擊振動下耐壓和局放試驗方法》研究課題，從GIS投運前的缺陷檢出方法、運行中的缺陷數(shù)字化檢測技術(shù)以及偶發(fā)潛伏性缺陷檢測方法等方面開展工作，進一步提升江蘇超特高壓GIS設(shè)備的運行可靠性。

　　變被動為主動 精準(zhǔn)檢測GIS放電現(xiàn)象

　　GIS設(shè)備操作后易引發(fā)內(nèi)部毛刺等異物運動，從而引發(fā)局部放電現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備性能下降甚至損壞。如果采用傳統(tǒng)的靜態(tài)條件下GIS耐壓和局部放電檢測方法，因GIS內(nèi)部異物大多數(shù)處于靜止且低電位狀態(tài)，往往難以捕捉這些操作瞬時產(chǎn)生的微弱放電信號，無法及時發(fā)現(xiàn)和處理故障。

　　2023年起，江蘇電科院開展GIS故障機理研究，探索外施沖擊振動下的GIS局部放電檢測技術(shù)，研制模擬GIS操作振動的外施沖擊振動裝置，包含沖擊錘及局部放電同步檢測裝置。該院輸變電技術(shù)中心開關(guān)試驗專職李玉杰介紹，沖擊錘應(yīng)用于GIS耐壓及局部放電檢測試驗的局部檢測階段，可在GIS耐壓試驗期間模擬開關(guān)操作振動，激發(fā)GIS內(nèi)異物運動。局部放電同步檢測裝置能精確檢測振動沖擊時間內(nèi)的放電信號，為運檢人員提供準(zhǔn)確的絕緣異常預(yù)警信息。

　　目前，該檢測裝置已在南通220千伏丁倉輸變電工程等工程中應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部金屬性異物引發(fā)水平盆式絕緣子擊穿等GIS現(xiàn)場安裝質(zhì)量問題3個。通過該裝置，運維人員及時發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備的潛在故障，并采取有效修復(fù)措施，避免設(shè)備故障導(dǎo)致的安全事故。

　　以智能代人工 數(shù)字化管控帶電檢測業(yè)務(wù)

　　GIS設(shè)備經(jīng)過耐壓局部放電檢測并投運后，電網(wǎng)企業(yè)還會定期對設(shè)備開展帶電檢測。帶電檢測作業(yè)質(zhì)量精細(xì)管理已成為保障設(shè)備平穩(wěn)運行的重要一環(huán)。

　　“以往，帶電檢測數(shù)據(jù)主要采用紙質(zhì)記錄方式，檢測作業(yè)質(zhì)量評價需定期組織運檢單位集中開展帶電檢測紙質(zhì)報告互查。為了更好支撐業(yè)務(wù)決策，要進一步提升管控效率。”江蘇電科院輸變電技術(shù)中心數(shù)字化專職莊添鑫說。

　　8月，江蘇電科院研發(fā)的帶電檢測數(shù)據(jù)匯聚與智能診斷應(yīng)用在新一代設(shè)備資產(chǎn)精益管理系統(tǒng)(PMS3.0)上線，為全省帶電檢測數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)質(zhì)量管理打下了基礎(chǔ)。該應(yīng)用包含紅外、局部放電帶電檢測測點臺賬管理、檢測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)批量上傳、任務(wù)數(shù)據(jù)自動關(guān)聯(lián)、結(jié)果智能診斷等功能，可實現(xiàn)帶電檢測測點固化、作業(yè)過程管理和數(shù)據(jù)檔案構(gòu)建。

　　此外，該應(yīng)用還規(guī)范了不同站點的設(shè)備測點臺賬，提供了數(shù)據(jù)匯聚和集中管理的平臺，為帶電檢測業(yè)務(wù)數(shù)字化管理提供基礎(chǔ)條件。與以往紙質(zhì)化存檔和人工定期審查相比，該應(yīng)用的數(shù)據(jù)歸檔和評價時效由數(shù)月縮減到一周以內(nèi)，帶電檢測質(zhì)量評價效率提高了5倍以上。

　　從普查到重點 監(jiān)測預(yù)警偶發(fā)性局部放電

　　帶電檢測業(yè)務(wù)實現(xiàn)數(shù)字化管控后，按照近年來的設(shè)備故障情況及現(xiàn)場運行經(jīng)驗判斷，受電場分布、環(huán)境等因素影響，GIS內(nèi)部潛伏性絕緣缺陷引發(fā)的局部放電呈現(xiàn)較強的間歇偶發(fā)特征。

　　此前，主流的GIS帶電檢測或在線監(jiān)測技術(shù)僅能獲得設(shè)備局部放電信號幅值、相位等“輪廓特征”，再通過累積特征圖譜等方式辨識診斷局部放電類型。這種方法無法及時捕獲、精準(zhǔn)定位與可靠診斷GIS內(nèi)部的潛伏性缺陷偶發(fā)局部放電信號。

　　2023年9月，江蘇電科院啟動了GIS全場景高精度局部放電智能監(jiān)測技術(shù)研究，先后攻克了偶發(fā)局部放電原始波形不間斷高保真采集處理、多源信號自動分離與高精度定位等技術(shù)難題。該院于今年7月成功研發(fā)GIS全場景高精度局放智能監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括局放傳感器、系統(tǒng)主機和遠(yuǎn)程后臺，既可用于實時帶電檢測和疑似偶發(fā)局部放電信號診斷定位，也可作為GIS“重癥”監(jiān)護系統(tǒng)在現(xiàn)場長期部署，滿足多種場景下GIS特高頻局部放電實時檢測與遠(yuǎn)程監(jiān)護需求。

　　“與人體體征監(jiān)護儀的工作原理類似，現(xiàn)場專業(yè)人員只需通過內(nèi)置或外接傳感器，將GIS內(nèi)部特高頻信號接入監(jiān)測系統(tǒng)主機，即可對檢測數(shù)據(jù)開展不間斷的高速采集與就地分析，實現(xiàn)缺陷精準(zhǔn)定位與高可靠診斷，準(zhǔn)確率達(dá)95%以上。監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過4G電力無線專網(wǎng)交互通道實時接入PMS3.0，為運維人員提供決策支撐。”江蘇電科院輸變電技術(shù)中心狀態(tài)檢測專責(zé)尹澤介紹。

　　截至目前，該系統(tǒng)已在1000千伏東吳變電站、±800千伏姑蘇換流站、220千伏東大變電站等7站的10余個GIS間隔上部署應(yīng)用，成功檢測并定位7起GIS內(nèi)部絕緣缺陷，輔助供電企業(yè)制訂針對性檢修計劃，及時消除設(shè)備安全隱患。

　　江蘇電科院正加快推動GIS帶電檢測數(shù)據(jù)匯聚分析，推進新型GIS監(jiān)測裝置研發(fā)應(yīng)用，有序開展GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，保障電網(wǎng)設(shè)備安全可靠運行。(趙科 孫婷)