检测关键技术

重点介绍了物联化检测、信息化检测、数字化检测等配电系统设备试验检测关键技术应用情况。关石磊表示，健全完善质量管控体系，进一步开放共享技术资源是下一步工作的重点方向。

结合近年中国电科院所承担的国家电网公司变电站巡检机器人性能集中试验检测情况，对变电机器人性能检测关键指标试验结果进行研究分析总结。同时介绍了中国电科院牵头开展的《变电站巡检机器人检测技术规范》电力行业标准编制工作进展和标准中关键试验项目的编制情况。

介绍了天然酯绝缘油的定义、特点、天然酯绝缘油变压器国内研究现状、研究数据、以及研究过程中存在的问题。

SF6气体作为绝缘介质广泛应用于各电压等级气体绝缘设备中，但SF6气体温室效应严重、高气压使用条件下易液化，因此为了节能减排和降低液化温度的需要，必须对SF6气体绝缘介质加以优化和替代，以降低SF6的用量，同时降低其液化温度。针对上述问题，项目组提出利用SF6/N2混合气体和干燥空气分别作为绝缘介质用于不同电压等级气体绝缘设备中，研制了这两种环保气体的分解组分检测装置，建立了基于气体分解组分分析的环保气体绝缘设备故障诊断方法。通过系列研究、验证和实际工程应用，解决了纯SF6气体绝缘介质温室效应严重、易液化的难题，取得了以下技术创新：针对超/特高压环保气体绝缘设备，构建了宽温范围(-50～100℃)、精密控温的多功能气体绝缘特性试验系统，获取了宽温范围内压力、混合比例对SF6/N2混合绝缘气体绝缘性能的协同效应特性，提出了不同温度下SF6/N2混合气体最优比例、压力配置方法和绝缘性能综合评判准则，提升了气体绝缘设备在宽温范围内的绝缘性能。针对中低压环保气体绝缘设备，提出了常规气压下干燥空气绝缘开关设备气固复合绝缘结构的优化设计方法，结合电场仿真和试验数据获得了不同电场均匀度、气体压力、以及电极间隙下的干燥空气的绝缘耐压特性数据，设计了可拆卸式屏蔽型套管，攻克了高压导体、绝缘气体与绝缘材质三介质交界处易发生电场畸变的难题，实现了环保气体绝缘环网柜电场均匀化、尺寸紧凑小巧化设计。研制了SF6/N2混合气体和干燥空气两种环保气体的分解组分紫外光谱检测装置，揭示了SF6/N2和干燥空气在典型局部放电条件下的分解特性，提取了有效表征设备局部放电状态的特征组分，建立了基于气体分解组分分析的环保气体绝缘设备局部放电状态评估方法。 成果获授权发明专利17项、实用新型专利11项；发表高水平学术论文32篇，其中SCI论文19篇、EI论文10篇。对于“电力设备用SF6/N2混合气体性能及检测关键技术研究与应用”，中国电机工程学会鉴定该成果整体技术达到国际领先水平；对于“NISELA系列环保气体绝缘开关设备”，中国机械工业联合会鉴定该成果整体技术达到国际同类产品水平。项目成果已在武汉特高压交流试验基地1100kV GIL试验段、文昌局、琼海局、澄迈局、儋州局和海口局等得到了现场试验验证，并在黑龙江、内蒙古东部、宁夏等电力公司，以及许继集团等成套电力设备制造企业进行了应用，有效提升了特高压气体绝缘设备在极寒条件下的适用性和经济性，SF6使用量减少了70~80%，气体分解组分检测及分析技术在气体绝缘设备状态监测与故障诊断领域的应用取得了丰硕成果，社会经济效益巨大。

本项目实现了配电网设备带电检测与智能巡检新技术研究及实用化，提高配电网状态检修效率方面，解决了现场工作中的疑难问题，推动配电网带电检测相关产业技术进步，符合国家创新驱动发展战略。 研究成果直接指导配电网带电检测现场应用、诊断分析、风险评估工作，在全国两会、APEC峰会，“一带一路高峰论坛”、“十九大”等重大政治保电活动及首都电网的安全稳定运行发挥了重要作用，已成为实现北京电网政治供电“零闪动”的重要保障措施，并在天津、湖北、上海、浙江等地区全面应用。其中“开关柜局放定量检测新技术”、“架空线路超声波检测”等成果已在电网系统内推广应用。 成果目前己具备行业全面推广应用条件。

本项目属于电气技术学科，涉及低压电器、电气测量技 术与装置等领域。项目获授权专利 90 项（发明专利 39 项、国际专利 9 项）， 论文 31 篇（SCI 6 篇），标准 12 项，软著 8 项，专著 2 部。 罗安院士领衔的鉴定委员会认为：项目在低压开关电弧仿真 建模和灭弧、自动化检测和可靠性评价技术方面居国际领先 水平，经济社会效益显著，具有广阔应用前景。

超特高压输电线路中瓷绝缘子大量使用。受制造质量、机电负荷、污秽、环境等复杂因素影响，近年来，新投运的及挂网运行时间较长的瓷绝缘子的零值劣化问题日渐突出，给大电网安全稳定运行带来了严重隐患。传统的火花间隙、绝缘电阻、泄漏电流、紫外、电场、超声等检测方法，目前尚无法实现不停电条件下零值瓷绝缘子快速准确检测；而常规的红外测温方法依赖主观判断，且事后图像数据处理分析工作量大，极有可能造成零值缺陷漏检或误检问题。本报告将汇报科研团队在盘形悬式瓷绝缘子无人机自主红外测零方面的研究进展，并分享典型实践案例及应用体会。

本项目是南方电网公司重点科技项目，属于电气测量技术及其仪器仪表技术领域。 随着网络信息技术及智能化的发展，数字化测量技术已成为测量领域的发展方向，智能电网的建设使得数字化测量和计量得到大面积应用。数字化计量在设备接口及功能、传输链路、溯源方法、检测技术方面带来变革，虽然国内外已开展了大量研究，但均局限于单一设备及方法，数字化计量设备向国家基准溯源仍存在链路断点，计量检测不成体系，导致数字化计量准确性和法制性难以得到保障。 项目历经多年攻关，研究建立了从数字量到模拟量的不间断溯源链路，以及涵盖交直流电子式互感器、合并单元、网络设备及数字化电能表等数字化测量各环节、从单一设备到间隔和站域的整体检测系统、现场与实验室研究平台，开发了溯源及检测的成套装备。项目提出了4个主要创新方法，建立了2个仿真、研究平台，形成了18套软硬件系统。

项目研究成果属于海上风电试验检测领域。海上风电是我国风电发展的重要方向之一，2018年底，我国海上风电装机已达450万千瓦，到2020年我国海上风电建设规模将超过1000万千瓦。试验检测是保障风电并网安全和促进产品质量提升的有效手段。我国陆上风电发展初期，大量风电机组未经检测并网运行，大面积脱网与产品质量事故频发，给行业发展产生了巨大的改造成本及负面影响。海上风电机组结构设计与控制更加复杂，国内主流制造商的海上机组均已下线，海上风电亟需试验检测进行设计校核与性能验证。 项目获授权发明专利10项、实用新型专利4项，软件著作权2项，制定国家标准4项，发表论文28篇。项日研发的海上风电试验检测系统与装备，已为我国主流制造商的10余个海上机型提供了试验研发与检测服务。近3年累计实现销售收入7596万元。研究成果为海上风电制造商提供了试验、研发与检测平台，保障了海上风电并网安全与稳定运行，对我国海上风电开发战略的顺利实施具有重要意义。

因电站锅炉省煤器、过热器和再热器管屏等结构紧凑、排布密集、节距小，常称为密集管排。密集管排泄漏一直是困扰电厂安全可靠和经济运行的主要因素之一，常导致机组发生非停事故。在泄漏前，密集管排上一般会出现裂纹或腐蚀坑缺陷。对于上述服役缺陷的检测，因密集管排管间距狭小，相邻管子妨碍检测实施，现有的超声、渗透、磁粉及涡流等检测技术均无法对密集管排服役缺陷进行全方位检测，存在检测局限性和盲区，易造成缺陷漏检，给电站的安全运行带来很大隐患。因此，该项目结合各种无损检测方法的特点，开展了密集管排服役缺陷超声波检测关键技术及应用研究。 本项目提出了密集管排外表面裂纹类缺陷的表面波检测方法，实现了密集管排外表面裂纹的全方位检测；提出了密集管排内壁腐蚀坑缺陷的横波、高频纵波检测方法，实现了密集管排内壁腐蚀坑的全方位检测和腐蚀深度精确测量。基于密集管排外表面裂纹类缺陷的表面波检测方法，开发了表面波传感器和密集管排外表面裂纹对比管样。基于密集管排内壁腐蚀坑缺陷的横波、高频纵波检测方法，开发了横波传感器和密集管排内壁腐蚀坑对比管样。 该项目的研究成果，由中国电机工程学会鉴定委员会组织成果鉴定，对基于超声表面波的密集管排外表面裂纹类缺陷检测项目的评价为：该项目研究成果达到国际先进水平；对基于超声横波、高频纵波的密集管排内壁腐蚀坑缺陷检测的评价为：该项目成果达到国内领先水平。 该项目开发的表面裂纹类缺陷技术已应用于8台锅炉的密集管排，共计检出150余处表面裂纹，及时进行了消缺处理，后续投运中均未发生因裂纹类缺陷引起的管排泄漏事故；密集管排内壁腐蚀坑检测技术已在全国6台锅炉的密集管排上应用，可快速检出管子内壁腐蚀坑缺陷，定位和定量更准确可靠，仅江苏常熟发电有限公司2台锅炉密集管排共检出110余处内壁腐蚀坑缺陷，避免了锅炉的非计划停运。该项目的研究成果经济效益突出，在节能减排以及保障电力供应方面具有显著的社会效益。