特高压气体绝缘全封闭组合电器（GIS）有厚厚的金属外壳，其内部缺陷检测是一项行业难题。国网安徽电力自主研发的高能便携式可视化检测装置可精准捕捉特高压GIS内部细微缺陷。

 

特高压变电站内，一台重160千克的检测装置被推至如小房子般大小的特高压开关设备前。检测装置启动后，X射线瞬间穿透特高压开关设备15毫米厚的金属外壳，设备内部复杂的结构清晰呈现在检测装置屏幕上，细小缺陷也显露无遗。

 

这种检测装置叫作高能便携式可视化检测装置，由国网安徽省电力有限公司自主研发，解决了大尺寸、厚筒壁特高压GIS内部缺陷可视化检测成像模糊的问题，为特高压电网安全稳定运行提供了更有力的技术支持。

 

研发一种既有高穿透力又便于现场操作的检测装置

 

特高压电网承担着大规模电力输送的重要任务。而GIS作为特高压变电站的重要设备，内部结构复杂且完全封闭于厚重的金属壳体之中，一旦出现缺陷，传统检测手段难以快速、准确地找到。

 

“过去，对于这类特高压设备内部的异常，运检人员没有什么太好的办法，只能通过观察窗检查，依靠经验推断，既耗时又不够精确。”安徽电科院输变电所断路器评价专责官玮平介绍。

 

随着特高压电网规模不断扩大，传统检测手段已无法满足电网运维的需求。安徽电网是华东电网的“桥头堡”和重要枢纽，有多回特高压线路。保障安徽电网安全稳定运行对华东地区能源保供至关重要。国网安徽电力决心攻克特高压GIS内部缺陷检测技术，助力提升电网安全水平。

 

2019年，安徽电科院联合中国科学院电工研究所等研究机构、高校和企业组建攻关团队，开始了特高压GIS内部缺陷检测技术的研发工作。“我们要研制一种既能保持高穿透力又要便于现场操作的检测装置。”项目负责人、安徽电科院输变电所青年总师张国宝表示，“这需要突破传统思路，从技术原理上进行创新。”

 

新检测装置不仅“看得清”，还能“看得懂”

 

攻关团队首先面对的是检测装置穿透能力与便携性之间的矛盾。若采用传统X射线检测技术，要穿透特高压GIS的金属外壳，就需要大型检测装置，现场使用不便。而便携式检测装置往往穿透力不足，无法满足特高压设备的检测需求。

 

“传统的可视化装置遇到特高压开关设备这种大家伙，就像得了老花眼，看啥都不清楚。”安徽电科院研发工程师蔡梦怡说。

 

攻关团队从合肥科学岛上的“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置中获得灵感，创新应用电子回旋加速原理，实现有限体积内电子高速运动，最终获得7.5兆电子伏超大剂量X射线。这一突破使得检测装置重量降至160千克，仅为具有同等穿透能量的传统检测装置的三分之一，兼具高穿透力与轻便化特性。

 

攻关团队还解决了“拍得全”的操作难题。他们研制了可移动化检测辅助系统，包括多个电控行走轮、升降台和六自由度运动平台，实现了检测装置多角度灵活拍摄，使单间隔检测时间减少50%，最大可检测高度提升100%，检测效率大幅提高。

 

该检测装置不仅能“看得清”，还能“看得懂”。攻关团队构建了大型电力设备X射线影像图谱库，通过人工智能算法训练，使检测装置具备对GIS内部缺陷的智能识别与诊断能力。“我们分析了大量设备样本的照片，构建了完整的缺陷图谱库，为算法训练打下了基础。”安徽电科院输变电所GIS评价专责韩文虎说。

 

已完成90余台断路器检测，缺陷发现准确率达98%

 

“使用高能便携式可视化检测装置如同有了一双透视眼，可以轻松穿透金属外壳，全面观察设备内部，快速锁定缺陷。”张国宝说，“这不仅提高了检测效率，还降低了人工现场作业的频次和安全风险。”

 

自2024年7月正式投入使用以来，该检测装置已在安徽1000千伏芜湖变电站、±1100千伏古泉换流站等特高压站推广应用，完成了90余台特高压、超高压断路器的精细检测，累计发现缺陷14处，准确率达到98%，有力支撑特高压GIS隐患治理工作。

 

在推广应用装置的同时，国网安徽电力推动技术成果转化为行业标准。2024年3月，由安徽电科院牵头编制的《72.5千伏及以上高压开关设备X射线检测现场应用导则》电气电子工程师学会（IEEE）国际标准提案正式获批，填补了该领域国际标准空白。“这意味着我国在特高压设备检测领域的技术水平得到了国际认可。”国网安徽电力科技部负责人表示。

 

来源：国家电网报