近日，廣東省潮州（zhōu）市110千伏崗東線的鋼管杆“係”上了一條特製的小“腰（yāo）帶”。盡管隻有數指寬度，作用卻不（bú）可（kě）小覷。廣（guǎng）東電網公司電力科學（xué）研究院介紹（shào），該“腰帶”采用可將電磁能轉換為（wéi）機械能的（de）磁性伸（shēn）縮材料，其振動發出的超聲導波能夠精（jīng）準（zhǔn）評估杆塔內部的腐（fǔ）蝕狀態，推動電網運維（wéi）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、鋼管杆和變電鋼結（jié）構等封閉杆狀結構（gòu）被廣泛（fàn）應用。廣東（dōng）地（dì）處嶺南（nán），具有高溫、高濕（shī）的氣候特征，金屬部（bù）件的腐蝕問題尤為突（tū）出。隨著線路設備運行年限的增加，如何有效檢測和評（píng）估隱蔽環境下鋼管結構部件的腐蝕狀態，成為電力行業（yè）的痛（tòng）點和難點。
“以前，管狀結構內部有無積水、是否存在嚴重腐蝕等問題都無法得到準（zhǔn）確評估，導致運維人員處於‘盲目’狀（zhuàng）態。這給電網本質保障帶來了巨大的隱（yǐn）患（huàn）。”羅嘯（xiào）宇說，為了掃清這（zhè）些（xiē）隱蔽結構檢測的“盲點”，廣東電網（wǎng）公司電力科學研究院材料與結構所無損檢測團隊先後完成超聲導波（bō）在鋼（gāng）管結構上的傳輸特點分析（xī）、波場特性模（mó）擬仿真，持續改良超聲導波（bō）換能器設計，提出了基於超聲導波的管道缺陷動態檢測方法和鋼管（guǎn）杆層析成像的缺陷監測方法，並自主研發了國內第1個便攜式鋼管結構腐蝕層析成像裝置。
有了換能器和成像裝（zhuāng）置（zhì），小“腰帶”的作用得以（yǐ）發揮（huī）。隻需運維人（rén）員將截取、磁化後的磁致伸縮帶材粘貼在鋼管杆表麵，再（zài）利用換能器帶動（dòng）帶材振動（dòng），在鋼管杆中形（xíng）成超聲導波（bō），便攜式成像裝置便能自動完成（chéng）超聲導波反射信號采集、掃描層析成像、缺陷分析和腐蝕評估，為電網鋼管狀結構無損檢測提供（gòng）了科學（xué）管用（yòng）的工具。
一、適（shì）用範圍（LYCJ2000電（diàn）力每日要聞“雷電衝擊發生（shēng）器”應用（yòng）行業）
本發生器適用於35千伏及以（yǐ）下電壓等級的空氣間隙，套（tào）管、電力變壓器(容量2000VA及以下)和互感器等試品（pǐn）進行標準雷電（diàn）衝（chōng）擊電壓全波試驗。
二、一般使用條件（LYCJ2000電力每日要聞“雷電衝（chōng）擊發生器（qì）”應用行（háng）業）
※ 海拔高度：<1000m
※ 環境溫度：－10℃～＋40℃
※ 相對濕度（dù）：<80％（25℃）
※ 極（jí）大（dà）日溫差：25℃
※ 使用環境：戶內
※ 無導電塵埃
※ 無火災（zāi）及爆炸危險
※ 無腐蝕金屬和絕緣的氣體
※ 電源電（diàn）壓的波形為正弦波,波形畸變率<5%
※ 接地電阻小於0.5Ω
※ 安裝地點:戶（hù）內
三、遵循技術標準（LYCJ2000電力每日要聞“雷電衝擊發生器（qì）”應（yīng）用行業（yè））
※ GB7449 電力變壓器和（hé）電抗器的雷電衝擊和操作衝擊的試驗導則
※ GB1094.3 電力變壓器第3部分 絕緣水平和絕緣試驗
※ GB/T 311.1 高壓輸變電設備的（de）絕緣與配合
※ GB/T 16927.1 高電壓試驗技術 第1部分 一般試驗要求（qiú）
※ GB/T 16927.2 高電壓試驗（yàn）技術 第2部分 測量係統
※ GB/T 16896.1 高電壓衝擊試驗用數字記錄儀
※ ZBF 24001 衝擊電壓試驗實施細則
※ GB/T11920 電站電氣部分集（jí）中控製裝置（zhì）通用技術條件
※ GB/T191 包裝儲運圖示標誌
※ DL/T 846.1 高電壓測試（shì）設備通用技術條件 第1部分：高電壓分壓（yā）器測量係（xì）統
※ DL/T 848.2 高壓試（shì）驗裝置通用（yòng）技術條件 第2部分：工（gōng）頻高壓試驗裝置
※ DL/T 848.5 試驗裝置通用技術條件 第5部分：衝擊電壓發生器
※ DL/T ´´´´ 《高壓線路絕緣子衝（chōng）擊電壓擊穿試驗（yàn）¾定義、試驗（yàn）方法和判據》的（de）規定
四、設備（bèi）組成（LYCJ2000電力每日要聞“雷電衝擊發生器”應（yīng）用行業）
1.LYCCD－100直流充（chōng）電裝置 1套
2.LYCJ2000-400衝擊電壓發生器本體(包括全部調波元件) 1套
3.LYRF－400弱阻（zǔ）尼電（diàn）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（xiàn） 1套
五、主要（yào）技術指（LYCJ2000電力每（měi）日（rì）要聞“雷電衝擊（jī）發生器”應用行業）
係統技術參數
1、標（biāo）稱電壓：400kV
2、額定級電壓：100kV
3、額定能量：20kJ
4、衝擊電容（róng）量：0.25 uF
5、總級數：4級
6、額定（dìng）級（jí）電容量：1uF (單台脈衝電容器2uF/2×50千伏，共4級)
7、衝擊電壓波形： 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）壓利用係數：負荷電容為1000PF以下時，標準雷（léi）電波的電壓利用係數≥90%，
9、同步範圍：級電壓在20%～100%額定電壓範圍內（nèi），正負極性同步範圍不小於20%;
10、同步放電失控率：<2%
11、極（jí）低輸出電壓：≤±20%額（é）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120秒充放電一次可連續運行，在2/3額定電壓以下，每60秒充（chōng）放電一次可連（lián）續運行
六、主要元（yuán）件的技術說明：
1、直流充電部分
(1)采用可控矽恒流調壓（yā）裝置,額定輸出電（diàn）壓±100kV,額定輸出直流電流（liú）10-100mA；
(2)采用油浸式充電變壓（yā）器，次級（jí）電壓50kV，額定容量5千伏安；
(3)采用LYDL-200kV/100mA的高（gāo）壓整流矽堆,反向耐壓³200kV，平均（jun1）電流³0.1A，高壓整流矽堆安（ān）裝在充電變壓器內，可由傳動機構自動倒換充（chōng）電（diàn）電壓（yā）極性（xìng）。控（kòng）製台上有極性開關轉換按鍵；
(4)高壓整流矽堆保護（hù）電阻采用漆包（bāo）電阻絲有感密繞在絕緣管上；
(5)自動控製時，恒流充電裝（zhuāng）置在10%～100%額定充電電壓範圍內，實際充電電壓與（yǔ）整定電壓偏差不大於±1%，充電電壓的不穩定（dìng）性不大於（yú）±1%，充電電壓的可調精度為1%；
(6)直（zhí）流電阻（zǔ）分壓器1隻，采用100kV，200MW，油浸式金屬膜電阻。低壓臂電阻裝（zhuāng）在分壓器底法蘭內，低壓臂上的電壓信號用屏蔽電（diàn）纜引（yǐn）入控製台內；
(7)自動接（jiē）地（dì）開關（guān）采用電磁鐵分合接地機構，試驗停止時可自動將主電容器短路並經保護電阻接地；
(8)充電（diàn）變壓器(包括高壓（yā）整流矽堆及極性轉換裝置)及（jí）其保護電阻，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（tǐ）結構（gòu）形式采用仿德國（guó）HIGHVOLT-H型
(2)本體采用雙邊不對稱充電（diàn）回路，每級額定電壓100kV；
(3)本體絕緣支柱4級塔式結構.每級包括1台MWF100-3鐵外殼油浸式脈衝電容器、充電電阻、波頭電阻、波尾（wěi）電阻和（hé）點火球隙等，當產生雷電波時（shí），根據試品電容量大小（xiǎo），選擇適（shì）當的雷電波波頭電阻、波尾電阻和級數；
(4)級脈衝電容為3±0.05mF，直流工作電（diàn）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（bú）損壞和滲（shèn）漏油，電容器出線套管能夠承（chéng）受垂直拉力15kg，在以上範圍無損壞和滲漏油,電（diàn）容（róng）器安裝就位無變形；
(5) 波頭電阻、波尾電阻均采用板形結構，無感繞製。
電阻采用西門子的特（tè）殊結構（gòu），保證電阻的熱（rè）容（róng）量能滿足試驗要求；剩餘電感小；
(6) 接（jiē）頭均為彈簧壓接式（shì），方便（biàn）調波時的插拔且接（jiē）觸可靠；
(7) 波頭、波尾電阻支架可以由多支電阻同時並聯使用；
(8) 第1級球（qiú）隙采用雙邊異極性觸發，第2級至第四級球隙均（jun1）采用三間隙橢圓（yuán）球隙點火，從而保證觸發（fā）的可靠性；
(9)各級球（qiú）隙距（jù）離（lí）由低速永磁電動機驅動（dòng）作直（zhí）線調整，裝置噪音小，定位無慣性，準確、快速，控製顯示（shì）對應球距的放電電壓；
(10)球隙距離（lí）也可在控製部分人為幹預（yù）；
(11)本體可每2級或多極並聯使用，並聯連接杆（gǎn）采用統一接插件，方便換接；
(12) 本體支柱采用玻璃鋼材料製造，很高電位的部（bù）分采取抗老化和電暈的措施；
(13) 各級均采取防暈措施，在充電（diàn）過程（chéng）中不會出現明顯電暈。
3、LYRF-400kV/300pF衝擊（jī）弱阻尼分壓器
（1）高壓臂由電容器組（zǔ）成，電容額定參數400kV/300pF
（2）額定雷電衝擊耐受電壓為400kV
（3）分壓器（qì）分壓比為：2000：1
（4）測量不確定度：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足（zú）GB/T 311.1及GB/T 16927.2的（de）標準要求
4、LYAT控製測量係統
※ 本套設（shè）備采用具有先（xiān）進水（shuǐ）平的計算機測控一體化係統,將控製和測量功能組合在一起。
※ 控製係（xì）統采用了（le）日本三菱公司（sī）的PLC可編程控製（zhì）器，使控製係統實（shí）現了小型化、智能化及高可靠性。
※ 屏幕采用10”觸摸（mō）屏。
※ 控製部分和本體的信號傳（chuán）輸采用光纖傳輸，具有雙向信號處理功（gōng）能，從（cóng）而提高了（le）控製係統的可靠性。
※ 控製係統中關鍵的元（yuán）器件（jiàn）及（jí）部件全部選用進口件，如：PLC可編程（chéng）控製器采用日本三菱公司、示波器采用美國泰克公司等。
※ 測量係統具有波形顯示、分析、成圖和打印（yìn）等功能。可以按照高壓試驗的習慣設定測（cè）量參（cān）數（shù）從而自動整定（dìng）好數字示波器。可（kě）自動計算各（gè）個波（bō）形參數，所采用的（de）計算方法按照GB/T16896.1-1997及IEC1083標準的規定。
※ 控製測量係統采用了先進的抗幹擾技術（shù），在高（gāo）電壓、強電場的環境下（xià）運行，係統測（cè）量（liàng）準確（què）、控製方便、可靠。
控製係統技術說明如下:
※ 控（kòng）製係統的主要目（mù）的是控（kòng）製衝擊電壓發生器操作，完成正常的充放（fàng）電過程，所有運行參數均可（kě）通過觸摸屏（píng）的操（cāo）作來完成，並對設備運行參數進行實時監控。
※係（xì）統控製方式為手動或自動,自動控製方式能按規定（dìng）的程（chéng）序進行（háng）衝（chōng）擊電壓試驗，在界麵顯示發生器狀態(接地/不接（jiē）地（dì）,充電（diàn）速度,充電電壓（yā）,球距等)。
（1） 動作控製
能夠手動（dòng）或自動控製放電球距跟蹤充電電（diàn）壓，並顯示放電球距值；
控製本體自（zì）動接地；
衝擊次數預置、極性自動換接等功能；
控製（zhì）並顯示截波（bō）球距。
（2）充電控製（zhì）
充電電壓,充電速度,充電極性直接由界麵（miàn）輸（shū）入設定；係統自動跟蹤設（shè）定電（diàn）壓下的球隙跟蹤。充電方式采用可控矽調壓方式恒流充電。能夠自（zì）動控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（diàn）電壓和充電時間（jiān），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方式，具（jù）有體積小，響應速度快，控（kòng）製精度高。充電穩定度0.3%，充電速度可調。
采用自控（kòng）方（fāng）式充（chōng）電時,能使充電電壓按所需的充電曲線上升，自動穩（wěn）定在預（yù）先整定的充電電壓值上，從而（ér）保證了充電的均勻性、重複性（xìng）和試驗結果的準確性。
（3）觸發控製
采用高（gāo）性能的（de）點火脈衝放大器，能夠產生大於15kV/100nS的脈衝電壓，確保衝擊設備（bèi）點火可靠，同步放電穩定。
截波延時方式采用電子延時回路，可方便地獲（huò）得2～6μS的截波觸發（fā）延時，穩定性好，精（jīng）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
整個係統具有完善（shàn）的警燈（dēng）、警鈴等試驗區的報警功能和（hé）控製接口；
具有自動接地和可靠接地與係統聯鎖，過（guò）流和過壓保護功能；
緊急停止功（gōng）能。
（5）擴展（zhǎn）功能
能與其它計算機通過串口進行通訊（xùn）和數據（jù）交換；
測量係統結構說明如下：
測控一（yī）體化工作台為兩聯櫃形式（shì），顯示器、鍵盤、鼠標放置在桌麵上，計算機主機、示波器、隔離濾波電源、UPS放（fàng）在辦公桌內，繼電（diàn）器、PLC、過電壓和過電流保護元件等放置在本體底盤內。
用戶在係統（tǒng）界麵上選擇“波（bō）形分析”功能後,係統進入測量功（gōng）能設置（zhì）界麵。
測量係統以美（měi）國泰克公司的數字存儲示波（bō）器TBS-1102B為波形數據采集平台（tái）,工作方式的設置由測控軟件（具有軟件著（zhe）作權）自動（dòng）完成。其帶寬100MHz，標稱分辯率達（dá）9bit，很高采樣（yàng）速度達2. GS/s，記錄長度10M，通道2個；可記錄雷電全波和雷電截波（bō）。用戶隻需根據界麵提示，輸入各項試驗條件即可（用戶也可選（xuǎn）擇其它示（shì）波器）。
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（xì）統波形參數分析（xī）功能。
表1 衝擊電壓波形及（jí）其參數
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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/波前時間/半（bàn）峰值時間
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表2 測（cè）量係統不確定度(含分壓器)
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測量的衝擊波類型
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測量係統不確定度(含分壓器) Ke£ %
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標準雷電波/截波
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3
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衝擊（jī）電壓的所有信（xìn）息均以位圖(.bmp)文件和數據文（wén）件(.DAT)格式保存在硬盤上。
係統的典型測量功能包（bāo）括:
衝擊電壓測量和波形分析: 2通道,很高（gāo）采樣速率1.25GS/S
不同衝擊電壓波形的比較和離線分析: 可將試驗得到的波形 以數（shù）據（jù）文件(*.DAT)的格（gé）式存盤，從硬盤中讀（dú）出並顯示在屏幕上，幫助用戶比較不同衝擊（jī）試驗得到的衝擊試驗（yàn）波形
試驗報告數字化（huà）: 點擊菜單項“試驗報告”可（kě）直接進入中文（wén）Word ，在已設計好的衝擊試驗報告模板上編（biān）寫試驗報（bào）告。利用Word 強大的處理功能, 輸入文字，繪（huì）製（zhì）和插入（rù）電路接線圖，插入試驗波形圖，存（cún）儲、打（dǎ）印（yìn）試驗報告等。
多時基波形顯示: 係統具備將各個通（tōng）道波形（xíng）數據(例如變壓器的入波電壓和示傷電流波形)分別獨立按不同的時基顯（xiǎn）示的功能，方便用戶分析波形（xíng）。
控製（zhì）係統技術參數
充電（diàn）電壓整定範圍 0.5～100.0kV
充電電壓 0.5～100.0kV
充電電（diàn）壓調節精度 1 %
充電電壓不穩定度 < 1 %
充電時間設定範圍 30～900S
充電時間調節精度 1 S
報警延時 2 S
截波觸發脈衝延時 0.0～9.9μS
截波延（yán）時調節精度 0.1μS
衝擊試驗次數（shù）設定範（fàn）圍 0～99次
衝擊試驗次數調節精度 1次
輸入電源電壓 220VAC±10%
輸出交流電壓 0～220VAC(連續（xù）)
輸出交流電流 0～16A
雙屏蔽（bì）測（cè）量電（diàn）纜（lǎn）
“裝置完全符合理論計算值，達到設計預（yù）期的保障（zhàng）標準及（jí）穩定性要求（qiú），可以正（zhèng）式推廣應用。”在國網吉林省（shěng）吉林供電公司輸電運檢中（zhōng）心66千（qiān）伏培訓鐵塔上，專業技術人員對該公司研（yán）發的新型防墜落（luò）裝置進行試驗，確認該裝置符合標準。
以往登塔（tǎ）作業，工（gōng）作人員需使用雙鉤保障帶，攜帶防墜落大繩，在塔上移動（dòng）時一步一掛，負（fù）重較大，耗時費力，容易產（chǎn）生高空（kōng）作業風險（xiǎn）。為有效（xiào）防範此類（lèi）風險，4月以來，國網吉林供電公（gōng）司抽調相關專業骨幹人員（yuán）組建（jiàn）專項更新團隊，更（gèng）新研發新型防墜落裝置。
新型防墜（zhuì）落（luò）裝置利用無人機攜帶小繩穿過架空（kōng）地線，通過感光裝置在合（hé）適位置將小繩拋下，人員登塔之前利用單項鎖緊裝置（zhì）將大繩收（shōu）緊，再將防墜器掛在大繩上，形成可靠（kào）的登塔防墜裝置。作業完成後，通過防墜繩牽引將滑車順下。該（gāi）裝置在不改變（biàn）作業人員登塔習慣的基礎（chǔ）上，避免了（le）使用雙鉤保障帶的繁瑣流程和攜帶防墜（zhuì）繩的體力（lì）消（xiāo）耗，提升作業可靠性。
“新型防墜落裝置采用無人機將（jiāng）繩索傳遞上去，從‘人（rén）背’到‘機運’的模（mó）式轉變，實現了作業人員可隨滑道輕鬆移動，省時省（shěng）力，還提（tí）高了（le）可靠係數。”
下一（yī）步，國網吉林供電（diàn）公司將結合工作實際進一步完善新（xīn）型防墜落裝置功能，拓寬裝置應用範圍，以更新成果應用助力高質量發展。
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