劉 釗，劉勝軍，岳明明

（1.國網(wǎng)河北省電力有限公司保定供電分公司，河北 保定071000；2.石家莊華電供熱集團(tuán)有限公司，河北 石家莊050000）

為了準(zhǔn)確獲取GIS設(shè)備運(yùn)行過程中的狀態(tài)量，針對GIS設(shè)備開展的帶電檢測項(xiàng)目有5種[2]，其中超聲波局放檢測技術(shù)就是通過檢測運(yùn)行中GIS設(shè)備內(nèi)部局部放電時(shí)，伴隨產(chǎn)生的帶寬在20～200kHz聲波信號，來反映GIS內(nèi)部局放量大小的帶電檢測手段。根據(jù)行業(yè)技術(shù)規(guī)程要求110kV及220kV等級每年至少進(jìn)行1次超聲波局放帶電檢測，363kV及以上電壓等級每年進(jìn)行2次[3]。

開展超聲波局放檢測時(shí)，應(yīng)將超聲波傳感器緊貼在GIS設(shè)備腔體外壁上，測點(diǎn)選取一般遵循GIS殼體軸線方向每間隔0.5m左右選取一處的原則，并在斷路器斷口處、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、導(dǎo)體連接部件等重點(diǎn)部位處均應(yīng)設(shè)置測點(diǎn)。應(yīng)每次保持測量點(diǎn)的位置一致，以便于進(jìn)行比較分析。簡單來講，站內(nèi)GIS設(shè)備超聲波局放測點(diǎn)數(shù)量與變電站規(guī)模以及電壓等級有關(guān)，例如保定地區(qū)220kV變電站內(nèi)GIS超聲波局部放電測點(diǎn)最多的站高達(dá)1386個(gè)，最少的測點(diǎn)也有742個(gè)。

1 現(xiàn)階段存在的問題

測試點(diǎn)位置選擇不規(guī)范及遺漏測點(diǎn)。相關(guān)規(guī)程對測試點(diǎn)有明確規(guī)定，例如斷路器斷口必須設(shè)置測點(diǎn)、母線上的測點(diǎn)間隔不大于0.5m且測點(diǎn)宜選取在母線筒下側(cè)等，由于專業(yè)培訓(xùn)欠缺或者培訓(xùn)不細(xì)致或者現(xiàn)場測點(diǎn)位置特殊不好開展測量等原因，測試點(diǎn)選擇不規(guī)范、遺漏測點(diǎn)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

每次檢測測點(diǎn)位置難保一致。為保持?jǐn)?shù)據(jù)有效性，便于對每個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行縱向比較分析，須保持每個(gè)測點(diǎn)的位置固定?，F(xiàn)場測試人員對超聲波測點(diǎn)的選擇受主觀意識影響很大，在三維立體的GIS設(shè)備體上選擇若干滿足規(guī)程要求的測試點(diǎn)，每名測試人員都會有不一樣的選擇方法，況且每年開展測試時(shí)的工作人員不固定，這樣基本不能保證每次測試測點(diǎn)的一致性，造成歷年測試數(shù)據(jù)縱向?qū)Ρ鹊恼`差，從而導(dǎo)致對設(shè)備狀態(tài)的誤判斷。即便測試人員固定，但時(shí)隔一個(gè)檢測周期，也很難選出同樣的測點(diǎn)。

測點(diǎn)命名復(fù)雜。每次測試完畢后，工作人員首先需要對測點(diǎn)進(jìn)行命名，然后記錄數(shù)據(jù)。目前測試點(diǎn)的命名方法是以測點(diǎn)所在位置命名的，例如“133間隔與134間隔間靠近133間隔第一通盆東側(cè)”“212間隔A相斷路器斷口”等。這種命名方式復(fù)雜且籠統(tǒng)模糊，如舉例中133間隔與134間隔靠近133間隔第一個(gè)通盆東側(cè)有無數(shù)個(gè)測點(diǎn)；212間隔A相斷路器斷口橫切面圓周上也可找出無數(shù)個(gè)測點(diǎn)，并且這種命名方式增加了后期紙上記錄數(shù)據(jù)以及電子數(shù)據(jù)錄入的工作量。

后期數(shù)據(jù)處理工作繁重。由于測試點(diǎn)繁多，工作人員每測完一個(gè)點(diǎn)都需要給該點(diǎn)命名，記錄數(shù)據(jù)，并且要將紙上記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電子數(shù)據(jù)并上傳到公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）里，如此導(dǎo)致了后期數(shù)據(jù)處理所須時(shí)間較長，降低了工作效率并且增加了錯誤率。

2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

為克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種GIS設(shè)備超聲波局部放電檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)小巧靈活、便于布置、操作方便，不影響GIS設(shè)備安全運(yùn)行，能夠避免測試點(diǎn)位置不合理、命名復(fù)雜及其造成的工作量大的問題。

如圖1所示，該系統(tǒng)由超聲波傳感器、定位板、移動終端3部分組成。其中超聲波傳感器為接觸式且須滿足國家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

如圖2所示，定位板由主體、上耳板、下耳板及定位通孔組成。定位板主體為軟磁板，能貼附于GIS設(shè)備外壁上且不影響設(shè)備的正常運(yùn)行；上耳板外表面為編碼區(qū)，該編碼區(qū)內(nèi)噴涂該定位板的唯一編碼，編碼采用變電站名加阿拉伯?dāng)?shù)字的方式；下耳板外表面為掃碼區(qū)，該區(qū)域內(nèi)噴涂有唯一的二維碼或條形碼。定位通孔處露出的GIS設(shè)備外壁為測點(diǎn)位置即放置超聲波傳感器的位置。需要對GIS設(shè)備的局部放電進(jìn)行檢測時(shí)，操作人員將超聲波傳感器放置在定位通孔位置并與GIS設(shè)備外壁接觸從而進(jìn)行測量，這樣可以為超聲波傳感器檢測提供統(tǒng)一的位置，每次檢測時(shí)即使操作人員不同，也能夠保證測點(diǎn)相同，方便同一測點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)的縱向比較。

移動終端為手機(jī)、平板電腦或者具有識別條形碼和二維碼功能的GIS超聲波局部放電檢測儀。移動終端中設(shè)置有信息輸入單元、信息處理單元、信息存儲單元、顯示單元及報(bào)警單元。當(dāng)移動終端掃描定位板下耳板上的二維碼或條形碼后，顯示屏上會顯示該測點(diǎn)所在位置的相關(guān)信息，位置信息以文字和立體圖示的方式展現(xiàn)，還會顯示該測點(diǎn)對應(yīng)設(shè)備的生產(chǎn)廠家、出廠及投入運(yùn)行的時(shí)間、歷次檢測數(shù)據(jù)（包括檢測時(shí)間、溫濕度、檢測數(shù)據(jù)以及所用測試儀器型號等），顯示屏還會彈出數(shù)據(jù)錄入界面操作人員可以將超聲波傳感器的檢測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)錄入界面進(jìn)行輸入，數(shù)據(jù)包括空氣背景、金屬背景和檢測數(shù)值，其中空氣和金屬背景是指測試環(huán)境里空氣中和金屬架構(gòu)上存在的無法排除的固有干擾數(shù)值。移動終端中的信息處理單元將輸入的檢測數(shù)值與歷史檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，無異常時(shí)，數(shù)據(jù)保存如果出現(xiàn)異常即超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，報(bào)警單元的報(bào)警燈或者蜂鳴器會起到提示作用，數(shù)據(jù)保存。最終保存的數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳送至專用數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)管理系統(tǒng)中。

實(shí)際工作中GIS設(shè)備須在不同位置設(shè)置多個(gè)定位板，移動終端可以是一個(gè)，依次進(jìn)行所有定位板的掃碼工作并上傳數(shù)據(jù)，也可以是多個(gè)，同時(shí)進(jìn)行掃碼工作并上傳數(shù)據(jù)。首次使用該檢測系統(tǒng)時(shí)，需要將定位板逐一定位、布置，定位板一經(jīng)固定不得隨意移動，之后每次進(jìn)行GIS超聲波局部放電測試時(shí)只須要按照定位板標(biāo)定的測點(diǎn)逐一進(jìn)行測試并將測試數(shù)據(jù)上傳保存即可。

3 結(jié)束語

本GIS設(shè)備超聲波局部放電檢測系統(tǒng)借助小巧靈活、設(shè)置方便的定位板為超聲波傳感器提供精確的測點(diǎn)位置，即定位通孔位置，保證了每一次檢測位置的一致，使得每一個(gè)測點(diǎn)的多次檢測數(shù)據(jù)比較更具有參考價(jià)值，同時(shí)，定位板上的編碼為測點(diǎn)提供了簡單的命名并公開顯示，可供操作人員進(jìn)行比對參考，通過移動終端掃描定位板上的條形碼或者二維碼，能夠?yàn)椴僮魅藛T在線顯示測點(diǎn)對應(yīng)設(shè)備的信息和歷史檢測數(shù)據(jù)，操作人員通過移動終端錄入檢測數(shù)據(jù)并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，提示操作人員檢測數(shù)據(jù)是否存在異常，有利于操作人員屏蔽錯誤信息，使得檢測數(shù)據(jù)的利用更加準(zhǔn)確有效，避免了異常數(shù)據(jù)對檢測結(jié)果的干擾。此外，操作人員通過移動終端進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)信息的錄入和上傳，簡化了工作流程，使操作人員從繁重的數(shù)據(jù)整理上報(bào)工作中解放出來。本系統(tǒng)已經(jīng)申請國家實(shí)用新型及發(fā)明型專利，其中實(shí)用新型專利ZL201721589267.4已于2018年06月01日獲得授權(quán)。