高压设备

油的绝缘性能由组成成分和环境条件（纯度，湿度，气体）共同决定。 液体中流柱的传播会最终影响液体的高压性能（局部放电，击穿时间）。 较高的加速电压是必要的一可以降低对短时过电压的敏感度。 矿物油中，适量的芳香烃起着重要作用。

本成果聚焦面向高电压设备的机器人带电作业技术及智能装备，围绕 分层协同控制、多源视觉感知、高电压等电位防护、新型工法工艺等关键 技术研究，研制了10kV至220kV高压设备等电位带电作业机器人，已实现 变电设备过热螺栓更换、绝缘子干冰清洗，以及配网导线激光剥线与带电 搭火、部件安装等多项作业功能。

接地线是指在电力生产现场检修设备时为了防止已停电的高压设备由于人为误操作合闸、感应电压及被检修设备与电源断开后剩余电荷对检修人员所造成的伤害，将待检修设备输入的三相电源短路并接地所采用的设备。在电力检修工作中，为了保证作业安全，均需要挂接地线，可以防止突然来电对人体的伤害，挂接地线是保护检修人员人身安全的重要措施也是倒闸操作任务中的重要步骤。接地线也具有双面性，它具有安全的作用，但使用不当也会产生破坏效应，所以工作完毕要及时拆除接地线。目前接地线的使用现场只依靠工作人员的责任心及相关的纸制登记记录，工作人员在繁忙的工作及复杂的工作流程影响下很容易遗忘远方现场已挂接的接地线。一旦忘记拆除接地线（地线接地、三相电源短路）而合闸送电将造成重大的人员伤亡及设备损坏事故。带接地线合开关会轻则损坏电气设备，重则导致恶性电气事故，造成大面积长时间停电，损坏人身安全及电网稳定。由于接地线使用频繁，一项工作中可能需要挂多处接地线，人员拆除时可能遗漏几处接地线，导致开关无法关合，在查找遗漏的接地线的过程中，会延长停电时间，导致客户不满。

随着特高压电网建设的逐步推进和高压直流输电技术的日益成熟，我国特高压输电系统取得了稳步的发展。按照国家电网的发展战略，2020年前后，将建设成以1000kV交流和士800kV直流特高压骨干网架为核心的坚强的国家电网。另外随着中国“一带一路”战略的启动，特高压项目在国外正不断落地，中国首个特高压技术项目是投资18亿元人民币的巴西美丽山士800kV特高压直流项目。拥有一支技术全面经验丰富的特高压系统运行人才队伍是保证特高压电网长期安全运行的必要条件，因此加强相关技术及管理人员的培训显得尤为重要，特别是开发一些英语、葡萄牙语等国际化培训。 一方面，目前大多数学员对特高压设备的认知仅仅停留在课本上，没有见过真实设备，对设备没有直观认识，不能理解内部构造和原理；另一方面，特高压真实设备受空间和经费限制的问题。大多数特高压实体设备体积比较庞大，实训室放置实体设备就受到一定限制。而且该类设备造价较高，如果购买大量特高压设备也需要耗费大量经费。 因此亟待开发出一种集成套实训装置、三维虚拟仿真、与增强现实智能终端于一体的培训系统，打破特高压设备学习的时间和空间的限制以满足培训需+求，提高培训质量和效率。

发电机励磁设备的灭磁开关、灭磁电阻以及励磁功率柜，均是大功率电气设备，现有的励磁系统缺少运行温度自动监测功能，只能利用人工巡检测温，但开启高压设备盘柜门有误碰带电部位风险，并且部分大功率元器件分布位置不易观察，人工巡检存在“死角”，不能及时发现设备过热，十分不利于励磁设备的故障诊断和分析。 据了解，白山电厂'开发出了灭磁电阻在线测温系统，葛洲坝电厂开发出了功率柜晶闸管在线测温系统，但是，均没有灭磁开关触头和阻容保护器件等自动测温系统。近几年发生的几起励磁功率柜烧毁事故中，有一次是因阻容保护的电容过热爆裂造成，而溪洛渡电站励磁功率柜阻容保护的电容就在功率柜上端，在励磁风机的热风和电阻高温的辐射作用下，电容损耗会增大，内部压力也增大，而现场缺乏有效的温度监测手段，若发生爆裂击穿，被击穿的电容碎片极可能会引起励磁整流柜三相交流输入短路或直流输出短路或者晶闸管短路而引发事故。 2014年，瑞士HPB灭磁开关在运行中，因其塑料复合材料器件产生裂纹，造成主触头合闸压力不够，动静触头接触电阻变大，在大电流下过热烧毁。溪洛渡电站也是HPB灭磁开关，为了有效避免上述事件再次发生，励磁设备关键部位温度监测十分有必要。

高电压下带电作业面临的高电压、强电磁、复杂工况苛刻，本项目从机器人控制与感知、高电压等电位防护、带电作业工法工艺等方面，介绍国网湖北电科院团队在高压设备机器人带电作业技术研究、成套装备研发、现场带电应用领域所开展的工作，以及取得的经验与阶段性成效。

近年来，有载调压变压器以其能够进行在线调压的技术优势在电力系统中得到广泛应用，并呈逐年增长趋势。有载分接开关是有载调压变压器中唯一一个在高电压、大电流中快速运动的部件，由它所引起的大型变压器事故连年增多，严重影响电网安全稳定运行。国家能源局已将防止变压器有载分接开关事故列为《防止电力生产事故的二十五项重点要求》的重点内容之一，标志其已上升为威胁国家能源安全的行业重大安全隐患。如何测试有载分接开关动作特性并得到可靠结论已成为电力行业的一个亟待解决的重大技术难题。有载调压变压器应用之初，采用直流测试法进行有载分接开关测试。该测试法存在试验重复性差、解析不唯一等重大缺陷，极易导致误判造成安全隐患，严重影响有载调压变压器的大面积推广应用。由于测试方法无法满足工程实际应用，一度致使有载调压变压器退出高压设备竞争市场。该成果针对有载分接开关动作特性的测试原理、装置的研制与开发、过渡过程识别与故障诊断方等技术难题，进行了创新研究，该成果将有载分接开关的交流测试新技术进行了全国推广应用。该成果申请发明专利2项(2项受理中)，获实用新型专利授权3项，申请软件著作权2部（受理中），产品标准1部，发表论文8篇。

本项目研究开发一种和电缆头一体化成型制造的无源无线测温传感装置，并配合温度采集器和部署在云平台的后台软件系统实现电缆头温度在线监测。该装置根本解决了箱式变电站、环网柜、电缆分支箱中电缆连接头部位发热无法监测的问题，并且结合大数据分析预警设备缺陷，用科学的手段保障了电网安全可靠运行，符合企业的“双智”驱动发展战略，对智慧型城市建设具有重要意义。攻克了测温传感器供电电源的问题，采用静电场感应能量收集技术，为无线测温传感器提供一次周期工作所需的全部能量，填补了国内空白。攻克了测温传感器常规安装方式的制约问题，将测温传感器通过特殊的安装金具整体成型浇注到电缆头绝缘塞内，国内首次实现了电缆头“接触式”测温。攻克了高压设备测量的绝缘问题，利用物联网无线通信技术，通过ZigBee无线方式将测温传感器和测温采集器之间进行通信采集。搭建了在线测温系统的云平台，实现了分散电力设备的温度在线采集和分析，为设备状态检修提供决策。本项目发表核心论文2篇，申请专利2项，其中发明专利受理1项，实用新型专利授权1项，软件著作权1项。

发电厂、变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备，在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致事故发生。近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。