電力每日要聞“雷電沖擊發(fā)生器”使用方法
在北京市豐臺區(qū)菜戶營村附近的一條220千伏輸電線路上，一臺小型駐塔式輸電智能巡檢機器人沿著輸電線路避雷線緩緩行走，將拍攝到的金具、導線、通道環(huán)境等要素的高清照片回傳至國網北京檢修公司輸電智能監(jiān)控中心，以便后臺監(jiān)控人員分析處理。
這臺輸電智能巡檢機器人由國網北京市電力公司自主研發(fā)，能24小時不間斷巡檢線路及通道環(huán)境，自動識別吊車等大型機械外力破壞隱患。一旦發(fā)現線下存在違章施工等情況，它會通過內置的語音實時喊話，及時制止違章行為并錄像、拍攝取證。相比于無人機、直升機等設備，它不需要申請空域，巡檢頻次更高，對設備狀態(tài)變化的跟蹤性能更強。
今年，國網北京電力在高質量推進安全生產治本攻堅三年行動、春季百日安全攻堅、迎峰度夏保供等重點工作時，進一步加強輸電智能巡檢機器人、無人機等智能化設備和數字化精益管控系統(tǒng)的應用，壓降各類風險隱患、提升本質安全水平，筑牢首都電網安全屏障。
“無人機遙控、遙測正常，具備起飛條件，可以開展飛巡工作。"伴著螺旋槳的嗡鳴聲，一架無人機迅速升空并沿著預設航線前進。國網北京檢修公司輸電運行中心飛手伊喜村應用無人機對220千伏輸電線路開展精細化巡檢作業(yè)。“無人機可借助高空視角‘捕捉’到一些人工地面巡檢時不易察覺的細微缺陷，提升運維巡檢質效。
一、適用范圍（LYCJ2000電力每日要聞“雷電沖擊發(fā)生器"使用方法）
本發(fā)生器適用于35千伏及以下電壓等級的空氣間隙，套管、電力變壓器(容量2000VA及以下)和互感器等試品進行標準雷電沖擊電壓全波試驗。
二、一般使用條件（LYCJ2000電力每日要聞“雷電沖擊發(fā)生器"使用方法）
※ 海拔高度：<1000m
※ 環(huán)境溫度：－10℃～＋40℃
※ 相對濕度：<80％（25℃）
※ 極大日溫差：25℃
※ 使用環(huán)境：戶內
※ 無導電塵埃
※ 無火災及爆炸危險
※ 無腐蝕金屬和絕緣的氣體
※ 電源電壓的波形為正弦波,波形畸變率<5%
※ 接地電阻小于0.5Ω
※ 安裝地點:戶內
三、遵循技術標準（LYCJ2000電力每日要聞“雷電沖擊發(fā)生器"使用方法）
※ GB7449 電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊的試驗導則
※ 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
※ GB/T 16927.2 高電壓試驗技術 第2部分 測量系統(tǒng)
※ GB/T 16896.1 高電壓沖擊試驗用數字記錄儀
※ ZBF 24001 沖擊電壓試驗實施細則
※ GB/T11920 電站電氣部分集中控制裝置通用技術條件
※ GB/T191 包裝儲運圖示標志
※ DL/T 846.1 高電壓測試設備通用技術條件 第1部分：高電壓分壓器測量系統(tǒng)
※ DL/T 848.2 高壓試驗裝置通用技術條件 第2部分：工頻高壓試驗裝置
※ DL/T 848.5 試驗裝置通用技術條件 第5部分：沖擊電壓發(fā)生器
※ DL/T ′′′′ 《高壓線路絕緣子沖擊電壓擊穿試驗?定義、試驗方法和判據》的規(guī)定
四、設備組成（LYCJ2000電力每日要聞“雷電沖擊發(fā)生器"使用方法）
1.LYCCD－100直流充電裝置 1套
2.LYCJ2000-400沖擊電壓發(fā)生器本體(包括全部調波元件) 1套
3.LYRF－400弱阻尼電容分壓器 1套
4.LYAT自動測控系統(tǒng) 1套
5.LYFJ二次回路測量線、控制線 1套
五、主要技術指（LYCJ2000電力每日要聞“雷電沖擊發(fā)生器"使用方法）
系統(tǒng)技術參數
1、標稱電壓：400kV
2、額定級電壓：100kV
3、額定能量：20kJ
4、沖擊電容量：0.25 uF
5、總級數：4級
6、額定級電容量：1uF (單臺脈沖電容器2uF/2×50千伏，共4級)
7、沖擊電壓波形： 雷電波：T1=1.2uS±30%、T2=50uS±20%、峰值電壓偏差≤3%，
截波時間：2～5uS；沖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、電壓利用系數：負荷電容為1000PF以下時，標準雷電波的電壓利用系數≥90%，
9、同步范圍：級電壓在20%～100%額定電壓范圍內，正負極性同步范圍不小于20%;
10、同步放電失控率：<2%
11、極低輸出電壓：≤±20%額定電壓
12、充電電壓不穩(wěn)定度：<±1.0%
13、使用持續(xù)時間:在2/3額定電壓以上，每120秒充放電一次可連續(xù)運行，在2/3額定電壓以下，每60秒充放電一次可連續(xù)運行
六、主要元件的技術說明：
1、直流充電部分
(1)采用可控硅恒流調壓裝置,額定輸出電壓±100kV,額定輸出直流電流10-100mA；
(2)采用油浸式充電變壓器，次級電壓50kV，額定容量5千伏安；
(3)采用LYDL-200kV/100mA的高壓整流硅堆,反向耐壓3200kV，平均電流30.1A，高壓整流硅堆安裝在充電變壓器內，可由傳動機構自動倒換充電電壓極性?？刂婆_上有極性開關轉換按鍵；
(4)高壓整流硅堆保護電阻采用漆包電阻絲有感密繞在絕緣管上；
(5)自動控制時，恒流充電裝置在10%～100%額定充電電壓范圍內，實際充電電壓與整定電壓偏差不大于±1%，充電電壓的不穩(wěn)定性不大于±1%，充電電壓的可調精度為1%；
(6)直流電阻分壓器1只，采用100kV，200MW，油浸式金屬膜電阻。低壓臂電阻裝在分壓器底法蘭內，低壓臂上的電壓信號用屏蔽電纜引入控制臺內；
(7)自動接地開關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并經保護電阻接地；
(8)充電變壓器(包括高壓整流硅堆及極性轉換裝置)及其保護電阻，自動接地開關和絕緣支柱等安裝在一個底盤上；
2、本體部分
(1)主體結構形式采用仿德國HIGHVOLT-H型
(2)本體采用雙邊不對稱充電回路，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臺MWF100-3鐵外殼油浸式脈沖電容器、充電電阻、波頭電阻、波尾電阻和點火球隙等，當產生雷電波時，根據試品電容量大小，選擇適當的雷電波波頭電阻、波尾電阻和級數；
(4)級脈沖電容為3±0.05mF，直流工作電壓±100kV，電容器剩余電感￡0.15mH，電容器出線套管能夠承受垂直拉力15kg，同時保證不損壞和滲漏油，電容器出線套管能夠承受垂直拉力15kg，在以上范圍無損壞和滲漏油,電容器安裝就位無變形；
(5) 波頭電阻、波尾電阻均采用板形結構，無感繞制。
電阻采用西門子的特殊結構，保證電阻的熱容量能滿足試驗要求；剩余電感?。?/p>
(6) 接頭均為彈簧壓接式，方便調波時的插拔且接觸可靠；
(7) 波頭、波尾電阻支架可以由多支電阻同時并聯使用；
(8) 第1級球隙采用雙邊異極性觸發(fā)，第2級至第四級球隙均采用三間隙橢圓球隙點火，從而保證觸發(fā)的可靠性；
(9)各級球隙距離由低速永磁電動機驅動作直線調整，裝置噪音小，定位無慣性，準確、快速，控制顯示對應球距的放電電壓；
(10)球隙距離也可在控制部分人為干預；
(11)本體可每2級或多極并聯使用，并聯連接桿采用統(tǒng)一接插件，方便換接；
(12) 本體支柱采用玻璃鋼材料制造，很高電位的部分采取抗老化和電暈的措施；
(13) 各級均采取防暈措施，在充電過程中不會出現明顯電暈。
3、LYRF-400kV/300pF沖擊弱阻尼分壓器
（1）高壓臂由電容器組成，電容額定參數400kV/300pF
（2）額定雷電沖擊耐受電壓為400kV
（3）分壓器分壓比為：2000：1
（4）測量不確定度：小于2.5％
（5）過沖：≤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GB/T 311.1及GB/T 16927.2的標準要求
4、LYAT控制測量系統(tǒng)
※ 本套設備采用具有先進水平的計算機測控一體化系統(tǒng),將控制和測量功能組合在一起。
※ 控制系統(tǒng)采用了日本三菱公司的PLC可編程控制器，使控制系統(tǒng)實現了小型化、智能化及高可靠性。
※ 屏幕采用10"觸摸屏。
※ 控制部分和本體的信號傳輸采用光纖傳輸，具有雙向信號處理功能，從而提高了控制系統(tǒng)的可靠性。
※ 控制系統(tǒng)中關鍵的元器件及部件全部選用進口件，如：PLC可編程控制器采用日本三菱公司、示波器采用美國泰克公司等。
※ 測量系統(tǒng)具有波形顯示、分析、成圖和打印等功能。可以按照高壓試驗的習慣設定測量參數從而自動整定好數字示波器?？勺詣佑嬎愀鱾€波形參數，所采用的計算方法按照GB/T16896.1-1997及IEC1083標準的規(guī)定。
※ 控制測量系統(tǒng)采用了先進的抗干擾技術，在高電壓、強電場的環(huán)境下運行，系統(tǒng)測量準確、控制方便、可靠。
控制系統(tǒng)技術說明如下:
※ 控制系統(tǒng)的主要目的是控制沖擊電壓發(fā)生器操作，完成正常的充放電過程，所有運行參數均可通過觸摸屏的操作來完成，并對設備運行參數進行實時監(jiān)控。
※系統(tǒng)控制方式為手動或自動,自動控制方式能按規(guī)定的程序進行沖擊電壓試驗，在界面顯示發(fā)生器狀態(tài)(接地/不接地,充電速度,充電電壓,球距等)。
（1） 動作控制
能夠手動或自動控制放電球距跟蹤充電電壓，并顯示放電球距值；
控制本體自動接地；
沖擊次數預置、極性自動換接等功能；
控制并顯示截波球距。
（2）充電控制
充電電壓,充電速度,充電極性直接由界面輸入設定；系統(tǒng)自動跟蹤設定電壓下的球隙跟蹤。充電方式采用可控硅調壓方式恒流充電。能夠自動控制沖擊電壓發(fā)生器的充電過程，可以根據試驗要求，調節(jié)充電電壓和充電時間，并顯示充電電壓值；可控硅調壓方式較之傳統(tǒng)的調壓器調壓方式，具有體積小，響應速度快，控制精度高。充電穩(wěn)定度0.3%，充電速度可調。
采用自控方式充電時,能使充電電壓按所需的充電曲線上升，自動穩(wěn)定在預先整定的充電電壓值上，從而保證了充電的均勻性、重復性和試驗結果的準確性。
（3）觸發(fā)控制
采用高性能的點火脈沖放大器，能夠產生大于15kV/100nS的脈沖電壓，確保沖擊設備點火可靠，同步放電穩(wěn)定。
截波延時方式采用電子延時回路，可方便地獲得2～6μS的截波觸發(fā)延時，穩(wěn)定性好，精度高，截斷分散性小于0.1μS，點火脈沖延時可調范圍：0～9.9μS。
（4）可靠聯鎖控制
整個系統(tǒng)具有完善的警燈、警鈴等試驗區(qū)的報警功能和控制接口；
具有自動接地和可靠接地與系統(tǒng)聯鎖，過流和過壓保護功能；
緊急停止功能。
（5）擴展功能
能與其它計算機通過串口進行通訊和數據交換；
測量系統(tǒng)結構說明如下：
測控一體化工作臺為兩聯柜形式，顯示器、鍵盤、鼠標放置在桌面上，計算機主機、示波器、隔離濾波電源、UPS放在辦公桌內，繼電器、PLC、過電壓和過電流保護元件等放置在本體底盤內。
用戶在系統(tǒng)界面上選擇“波形分析"功能后,系統(tǒng)進入測量功能設置界面。
測量系統(tǒng)以美國泰克公司的數字存儲示波器TBS-1102B為波形數據采集平臺,工作方式的設置由測控軟件（具有軟件著作權）自動完成。其帶寬100MHz，標稱分辯率達9bit，很高采樣速度達2. GS/s，記錄長度10M，通道2個；可記錄雷電全波和雷電截波。用戶只需根據界面提示，輸入各項試驗條件即可（用戶也可選擇其它示波器）。
系統(tǒng)可以完成表1所示的各種沖擊電壓的測量和表2測量誤差及系統(tǒng)波形參數分析功能。
表1 沖擊電壓波形及其參數
波形 | 參數 |
雷電沖擊標準波 | 峰值/波前時間/半峰值時間 |
表2 測量系統(tǒng)不確定度(含分壓器)
測量的沖擊波類型 | 測量系統(tǒng)不確定度(含分壓器) Ke￡ % |
標準雷電波/截波 | 3 |
沖擊電壓的所有信息均以位圖(.bmp)文件和數據文件(.DAT)格式保存在硬盤上。
系統(tǒng)的典型測量功能包括:
沖擊電壓測量和波形分析: 2通道,很高采樣速率1.25GS/S
不同沖擊電壓波形的比較和離線分析: 可將試驗得到的波形 以數據文件(*.DAT)的格式存盤，從硬盤中讀出并顯示在屏幕上，幫助用戶比較不同沖擊試驗得到的沖擊試驗波形
試驗報告數字化: 點擊菜單項“試驗報告"可直接進入中文Word ，在已設計好的沖擊試驗報告模板上編寫試驗報告。利用Word 強大的處理功能, 輸入文字，繪制和插入電路接線圖，插入試驗波形圖，存儲、打印試驗報告等。
多時基波形顯示: 系統(tǒng)具備將各個通道波形數據(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示的功能，方便用戶分析波形。
控制系統(tǒng)技術參數
充電電壓整定范圍 0.5～100.0kV
充電電壓 0.5～100.0kV
充電電壓調節(jié)精度 1 %
充電電壓不穩(wěn)定度 < 1 %
充電時間設定范圍 30～900S
充電時間調節(jié)精度 1 S
報警延時 2 S
截波觸發(fā)脈沖延時 0.0～9.9μS
截波延時調節(jié)精度 0.1μS
沖擊試驗次數設定范圍 0～99次
沖擊試驗次數調節(jié)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
雙屏蔽測量電纜
近年來，國網北京電力全面推進無人機巡檢體系建設，加快推動傳統(tǒng)人工巡檢模式向立體化巡檢運維模式轉變。今年上半年，該公司進一步提高新投產線路無人機驗收比例，已累計應用無人機完成18條線路136基新建鐵塔的驗收工作。該公司還充分利用變電站、供電所等場所加快推進無人機機場建設，提升無人機巡檢效率。“我們已經完成多座無人機機場部署工作，年底前將形成輸電、變電、配電多專業(yè)網格化協同巡檢模式。"
與此同時，國網北京電力強化輸電線路視頻監(jiān)控裝置配置，截至目前已累計安裝1.1萬余套，實現了北京平原地區(qū)輸電線路視頻監(jiān)控全覆蓋。視頻監(jiān)控裝置每3分鐘即可回傳照片至該公司輸變電智能可視化監(jiān)控系統(tǒng)。該公司技術人員持續(xù)迭代更新圖像識別算法，使該監(jiān)控系統(tǒng)對吊車等大型機械的識別準確率達到97%以上，大大提高了人工監(jiān)屏效率。
國網北京電力安全督查中心依托大數據、云計算、物聯網、移動互聯等新技術，匯聚了30個信息化系統(tǒng)及32種智能物聯設備，能夠實現設備狀態(tài)和人員狀態(tài)穿透監(jiān)督，提升安全智能化管控水平。
國網北京電力安全督查中心接入了能實時遠程監(jiān)控重點站線的輸變電智能可視化監(jiān)控系統(tǒng)，可以精準提供0.5千米維度、10分鐘頻度氣象預警信息的精準氣象預報預警系統(tǒng)，以及能夠通過精準定位、人臉識別、遠程監(jiān)控等技術手段實現全時段監(jiān)控、施工現場全覆蓋的安全生產風險管控平臺等。該中心輸變電、電纜等6個工作組的工作人員各司其職，24小時通過電子屏幕監(jiān)控各類系統(tǒng)。每天，大量的信息在這里被匯總、提取和傳遞，不僅為管理人員正確決策提供有力支撐，還能聯動一線人員及時處置發(fā)現的安全隱患，降低電網運行風險。
作為國家電網有限公司服務首都的窗口單位，國網北京電力始終將安全生產工作放在第1位，在充分依靠科技創(chuàng)新手段賦能賦效的同時，持續(xù)提升全員安全意識和能力素質。該公司通過深化安全警示教育、加強技能培訓和應急演練、加強安全文化交流等一系列活動，營造“人人講安全"的濃厚氛圍。
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