5月13日，在新疆昌吉110千伏汽车城变电站，昌吉供电公司两名员工相互配合使用该公司自主研制的气体绝缘全封闭组合电器（GIS）电接触智慧辨识装置，对该站GIS设备开展电接触状态振动检测。运维人员张佳伟将装置连接无线网后，把该装置的传感器贴在GIS设备表面，运维人员陈新同步在电脑上启动了该装置的配套系统。随着电脑屏幕上三维振动图谱的生成，GIS设备触头的电接触状态以数字化方式清晰呈现，显示设备运行一切正常。

GIS设备具有集成度高、占地面积小、抗恶劣环境能力强等优势，在新疆等沙尘天气频发地区应用率达87%。但GIS设备的全封闭结构犹如“黑箱”，传统的红外测温、局部放电检测等手段难以穿透金属外壳监测内部触头状态。国家电网有限公司2020～2022年的GIS设备典型缺陷与事故分析数据显示，GIS设备因触头接触不良造成的故障数量占全部GIS设备故障次数的29%。

“GIS设备触头松动0.5毫米就会导致接触电阻倍增。但现有的技术只能在设备出现发热或放电后才能检测出异常。”昌吉供电公司深蓝创新工作室技术专家何龙介绍。2022年12月，新疆220千伏瑶池变电站出现了一起GIS设备触头接触不良引发的220千伏Ⅰ、Ⅲ母母线分段间隔故障。检修人员用了32个小时才完成故障处置。

2023年3月，昌吉供电公司深蓝创新工作室成立专项攻关小组，着手解决GIS设备触头电接触状态无法精准检测的问题。攻关小组仔细研究了国内外相关文献，对GIS设备实际运行中的故障开展类比分析，参考汽车振动信号检测技术及听棒检测的原理，提出了“基于振动信息分析实现GIS设备电接触状态智能诊断”的技术路线。成员们使用动态采集分析软件陆续完成GIS设备触头电接触状态与振动信息关系建模、振动信号特征提取与数字化图谱构建、振动信息数字化图谱构建等关键任务。同年9月，首台原型机研制完成，但在模拟测试中因样本数据来源较少，传感器灵敏度不足。

此后，攻关小组将原型机的传感器升级为高精度传感器，同时构建了不同测点和电接触状态对应的振动信息数字化图谱，形成了GIS设备电接触状态检测判据集。由于不同厂家GIS设备的结构谐振频率差异显著，攻关小组首批采集的振动数据中，有效特征占比不足15%。于是，攻关小组在动态采集分析软件中引入迁移学习框架，对多个品牌GIS设备的8000余组样本开展训练，将GIS设备内部振动信号特征识别准确率从68%提升至92%。

2024年2月，攻关小组在110千伏亚中变电站对改进后的装置进行了首次现场测试。该装置成功识别出GIS设备触头轻微松动隐患，但装置仍存在体积过大、测试耗时较长等问题。对此，攻关小组采用模块化设计精简了装置结构，并将振动信号采集模块由单通道优化为四通道，显著缩短了测试用时。

2024年7月，GIS设备电接触智慧辨识装置正式投入使用。该装置集成了数字智能化分析系统，可自动完成GIS设备内部振动信号采集、特征提取及故障诊断，诊断准确率达94%以上。

截至目前，借助GIS设备电接触智慧辨识装置，昌吉供电公司运维人员已在供区12座变电站开展了52次GIS设备电接触状态检测，累计发现隐性缺陷2处，使运维成本降低40%。

来源：国家电网报