國網(wǎng)河南電科院：匠心守護電網(wǎng)設(shè)備 創(chuàng)新賦能民生用電安全
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2025-10-31 20:55
杜君莉 朱華 姬甜甜
電工材料作為電網(wǎng)設(shè)備的基石，其可靠性直接關(guān)系電網(wǎng)設(shè)備安全。因此，及早識別設(shè)備材料與結(jié)構(gòu)的潛在隱患，從而有效預防設(shè)備故障，是保障電網(wǎng)安全運行的核心環(huán)節(jié)。
國網(wǎng)河南省電力公司電工材料性能檢測及評估技術(shù)實驗室依托國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院（以下簡稱“國網(wǎng)河南電科院”）組建，致力于解決全電壓等級電氣設(shè)備無損檢測和電工材料性能評價等關(guān)鍵領(lǐng)域難題，全力保障電網(wǎng)設(shè)備健康安全穩(wěn)定運行。
破解超聲密碼，從“停電檢修”到“帶電速檢”
作為變電站的“核心樞紐”，變壓器在排查內(nèi)部結(jié)構(gòu)隱患時，需先停電排油。以500千伏變壓器為例，單臺排查至少5天，極易影響供電穩(wěn)定性。若對設(shè)備進行帶電排查，金屬外殼會屏蔽內(nèi)部光、電信號，常規(guī)檢測又“束手無策”。
2020年，實驗室科研人員多次深入全國超特高壓變電站調(diào)研，收集各類電力設(shè)備參數(shù)信息，將超聲技術(shù)“穿透性強、精度高、無輻射”的優(yōu)勢與陣列信號處理相結(jié)合，尋求新的解決方案。經(jīng)過半年多調(diào)試，團隊突破金屬外殼屏蔽、設(shè)備內(nèi)部不均勻溫度場干擾等瓶頸，提出不均勻溫度場聲學信號逆向解調(diào)算法，通過解析溫度場對超聲波傳輸?shù)挠绊?，確定超聲信號傳播路徑，精確還原設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)位置與狀態(tài)。
這項“基于不均勻場下陣列聲學逆向解調(diào)算法的相控陣超聲檢測技術(shù)”為裝備研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，繼而，世界首套變壓器聲學成像測量裝置問世。這套斬獲十余項專利的電網(wǎng)運維“明星產(chǎn)品”，已在300余臺套超特高壓變壓器、電抗器等設(shè)備隱患排查中“大顯身手”，無需停電排油，30分鐘內(nèi)完成內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢測，實現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)隱患排查從“停電檢修”到“帶電速檢”。
此外，實驗室針對變壓器套管膠浸式電容芯子內(nèi)部微缺陷檢測難題，提出“相位干涉全聚焦相控陣超聲成像技術(shù)”，徹底攻克大厚度絕緣材料內(nèi)部小缺陷識別難題。該技術(shù)不僅指導首臺套特高壓套管工藝改進，還填補了國內(nèi)外特高壓套管電容芯子無損檢測空白，從源頭守住絕緣部件“安全關(guān)”。
洞穿視覺盲區(qū)，從“二維成像”到“三維溯源”
氣體絕緣組合電器（GIS）、氣體絕緣金屬封閉輸電線路（GIL）是電網(wǎng)又一類核心設(shè)備。
“以前我們用X射線二維成像觀測GIS、GIL內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖像重疊，分辨率低，亞毫米級缺陷隱患無法識別，造成早期隱患難以發(fā)現(xiàn)?！睂嶒炇覍W術(shù)帶頭人王朝華說。
實驗室瞄準“隱患早發(fā)現(xiàn)早治理”的目標，在國網(wǎng)總部科技項目和國網(wǎng)河南省電力公司科技項目支持下，創(chuàng)新現(xiàn)場原位CT三維檢測技術(shù)。從反復打磨方案、到實地勘察與實驗調(diào)整，團隊在無數(shù)次試錯與優(yōu)化中，提出緊湊半圓形掃查和分體式載重模塊快速組裝方式，將射線發(fā)射模塊與探測成像模塊分離，像“拼圖”一樣快速組裝，完美避開了設(shè)備間隔干涉，工裝動態(tài)精度配合也精準到了亞毫米級。面對圖像重疊難題，團隊又研發(fā)出不完全三維重建與幾何角度糾偏算法，讓屏幕上原本重疊的陰影瞬間轉(zhuǎn)化為清晰的三維結(jié)構(gòu)——連0.5毫米的部件偏移或金屬顆粒都清晰可見。
歷時兩年，實驗室科研人員成功研制出原位CT檢測裝置?！?span style="font-family: 微軟雅黑, "Microsoft YaHei"; font-size: 16px; margin-bottom: 10px; line-height: 2em;">現(xiàn)在檢測只需操作設(shè)備繞GIS掃2/3圈，‘三維影像’就像高清地圖，微小缺陷位置尺寸一目了然。為組合電器安全運行再添‘保障鎖’?！睂嶒炇也┦亢蠖啪蚪榻B道。
此外，實驗室還瞄準絕緣部件內(nèi)部微缺陷，提出微納尺度射線CT技術(shù)，牽頭制定絕緣部件射線檢測系列技術(shù)標準，讓射線技術(shù)成為紙質(zhì)絕緣材料質(zhì)量控制的“行業(yè)標尺”。這項技術(shù)已為數(shù)百臺變壓器、換流變設(shè)備甄選絕緣部件，直接推動絕緣材料行業(yè)質(zhì)量管控升級。
賦能行業(yè)生態(tài)，從“技術(shù)突破”到“生態(tài)落地”
無論是超聲檢測的“聲學密碼”，還是射線CT檢測的“三維慧眼”，實驗室深知一項技術(shù)的價值不僅在于突破“卡脖子”難題，更在于轉(zhuǎn)化為行業(yè)可復用的標準、可傳承的人才與可推廣的生態(tài)。
目前，實驗室通過多年深耕，研制出多套先進超聲、射線類先進檢測裝備，授權(quán)發(fā)明專利100余項，編制各類標準10余項，發(fā)表學術(shù)期刊論文60余篇，將多年超聲與CT檢測實踐經(jīng)驗提煉成冊，聯(lián)合出版10余部專著，把技術(shù)的檢測原理、缺陷判定方法、實操技巧融入書中，成為行業(yè)“知識寶庫”。同時，開展覆蓋無損檢測新技術(shù)、設(shè)備運維管理培訓，采用“理論授課+案例拆解+現(xiàn)場實操”模式，累計培訓近400學時，惠及1200余名從業(yè)者，讓基層人員也能熟練掌握先進超聲與射線CT檢測技能。
憑借超聲與CT技術(shù)的卓越突破，實驗室先后獲“鄭州市工人先鋒號”“國網(wǎng)河南電科院先進班組”等稱號，榮獲省部級科技獎勵20余項，相關(guān)技術(shù)與標準已在全國十余省份推廣應(yīng)用。從“聲學”到“影像”，從“技術(shù)突破”到“行業(yè)賦能”，實驗室以超聲、CT雙輪驅(qū)動的檢測技術(shù)創(chuàng)新，為超特高壓電網(wǎng)設(shè)備安全運行提供堅實支撐，更以“人民電業(yè)為人民”的使命擔當，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)注入強勁動力。
“攻堅電網(wǎng)安全生產(chǎn)運行重大問題與技術(shù)難題，就是國網(wǎng)河南電科院人的初心和使命。”國網(wǎng)河南電科院輸變電中心負責人說。正是憑著這份堅守和認真，國網(wǎng)河南電科院才涌現(xiàn)出諸如電工材料性能檢測及評估技術(shù)實驗室等團隊，他們用技術(shù)解決了一個個難題、避免了一項項風險，進一步保障了河南電網(wǎng)的高質(zhì)量發(fā)展和民生用電安全。
責任編輯：楊娜
