1、1990200020102020020406080100 电气化铁路运量比率（%）时间（年）一、概况199020002010202002468 电气化铁路里程（万公里）时间（年）3.2万公里1.2万公里65%33%80%18%近10年电气化铁路运营里程增加到3倍,电气设备数量大幅度增加一、概况高压设备是牵引供电系统中主要的设备避雷器牵引变压器高压电容器高压互感器高压电缆牵引变电所GIS电器GIS柜一、概况变压器绕组烧毁避雷器损坏互感器爆炸电容器炸裂电缆头击穿 绝大部分供电设备寿命终止由绝缘失效引起牵引供电系统的状态检测体系远端网络化管理系统就地监测单元现场总线每个变电所的主机系统电力数据通信网
2、被监测对象牵引供电设备在线监测系统l绝缘油中溶解气体在线监测l变压器局部放电在线监测l变压器铁芯接地电流监测l变压器油中含水量在线监测l变压器绝缘套管介质损耗角正切在线监测l变压器内部温升在线监测变压器在线监测油中氢气监测油中氢气监测变压器在线监测油中氢气在线监测在线油中气体色谱分析在线油中气体色谱分析变压器在线监测油中气体色谱分析套管末屏电流监测套管末屏电流监测变压器在线监测套管介质损耗监测，变压器在线监测局部放电在线监测220kV变压器与超宽带天线阵列超宽带天线定位检测系统变压器在线监测局部放电在线监测传统高压试验：属破坏性试验，有些场被限制使用；传统绝缘试验：所获信息单一，诊断效果有限；
3、传统在线监测：只能监测部分绝缘，如套管、铁心等。急需一种能够有效急需一种能够有效检测检测主绝缘主绝缘，且对，且对变压器绝缘无损的变压器绝缘无损的检测和诊断技术。检测和诊断技术。变压器无损检测电介质响应检测考虑暂态微水扩散的电介质响应模型理论研究：理论研究： 针对牵引变压器的绝缘结构、接线特征和温升、微水针对牵引变压器的绝缘结构、接线特征和温升、微水等特性，建立了相应的理论模型。等特性，建立了相应的理论模型。牵引变压器电介质响应检测VAHiLoGroundCHLCLCH应用研究：应用研究： 开发了变压器电介质响应无损检测系统，并在现场应用，开发了变压器电介质响应无损检测系统，并在现场应用，有效发
4、现绝缘故障。有效发现绝缘故障。牵引变压器电介质响应检测电缆头击穿电缆头击穿典型案例：萱州分区所 老堂屋变电所原因：电缆头制作工艺问题电缆击穿电缆击穿典型案例：武汉站 里水分区所 原因：电缆内有明显进水现象电缆护层击穿电缆护层击穿原因：护层电压过高，在靠近 接地点放电。典型案例：荷叶坪变电所 长沙变电所 电缆头内部闪络击穿电缆头内部闪络击穿典型案例：乐昌变电所原因：户外头固定抱箍位置错误， 导致应力锥出现变形，界面 出现空隙。高压电缆检测与试验新技术高压电缆在线监测局部放电监测电缆头局部放电监测变压器在线监测电缆温度监测 变压器在线监测电缆温度监测变压器在线监测电缆温度监测局部放电超声波检测光纤
5、光栅分布式温度监测介质损耗紫外成像电、热联合检测与诊断RVM、FDS等介质响应法抗干扰能力强，易检测；但无法反应局放量大小测量距离长、精度高；但各类缺陷造成的局部温升不敏感进行导线外伤探测电缆终端电晕放电检测测试精度受谐波影响大；判断整体状态抗干扰能力强，无损检测，较好地反应绝缘水树状态XLPE电缆及其附件状态检测准确判别与预测电缆和电缆头绝缘故障高压电缆检测与智能修复高压电缆的载流与高压的同步试验系统解决传统高压试验无法发现载流状态下绝缘解决传统高压试验无法发现载流状态下绝缘性能大幅下降的问题。性能大幅下降的问题。高压高压大电流大电流0102030405060510152025303540
6、硅氧烷A技术修复后电缆 硅氧烷B技术修复后电缆 未修复电缆击穿电压/kV老化时间/年修复前后绝缘诊断国外已商业化近30年西南交大致力于电缆修复XLPE电缆修复技术修复系统制造修复液配制修复技术智能修复，无需更换电缆延长寿命10至15年高压电缆检测与智能修复PTA电容型设备高压母线ABCBC电压监测现场总线ABC电源AC 220V电流监测高压互感器在线监测介质损耗监测压互压互流互流互压压互互末末屏屏电电流流监监测测流互末屏电流监测流互末屏电流监测避雷器试验氧化锌避雷器试验氧化锌避雷器在线监测阻性电流监测避雷器避雷器n三相电流的实时值n开关的动作时间n累计的动作次数n每相的触头磨损量及累计的触头磨
7、损量，相对剩余电寿命n开关辅助接点的动作状态n开关动作时刻的三相负荷以及短路电流波形，分合闸线圈电流波形，机械振动波形n储能电机打压时刻与储能时间性能特点：性能特点：实时采集波形断路器在线监测设备名称 监测参数 测量范围 测量精度 断路器状态监测单元(TIMS-B)一次电流0.1In-30In正常工作电流1%短路开断电流测量6%断路器动作录波时间170ms100s储能电机计量精度1s技术指标：技术指标： 断路器电寿命监测基于触头累计磨损量模型。通过对累计触头磨损量通过对累计触头磨损量，I2 t的监测来判断电寿命是目前一种比较公认的方法。所达到性能指标如下表。断路器在线监测GIS在线监测与无损检
8、测GIS组合电器GIS柜2022-4-1732GIS在线监测GIS组合电器结构示意图双母线GIS组合电器截面图 绝缘特性：主要监测局部放电绝缘特性：主要监测局部放电 SF6漏气监测：气体密度监测漏气监测：气体密度监测 局部过热监测局部过热监测 断路器动作特性监测断路器动作特性监测 接地点故障监测：振动监测接地点故障监测：振动监测GIS在线监测监测项目GIS在线监测超高频法局部放电监测临近击穿临近击穿GIS在线监测超高频法局部放电监测急需高效诊断急需高效诊断GISGIS组合电器和组合电器和GISGIS柜内部故障的方法柜内部故障的方法GIS组合电器无损检测GIS常见内部缺陷既有方法这些方法存在的不
9、足GIS组合电器无损检测机理：机理：在放电、过热情况下在放电、过热情况下SF6会产会产生化学反应，出现：生化学反应，出现：SO2、SOF2、H2S、HF、SO2F2、SOF4、S2F10 等。等。急需且正在研究：急需且正在研究： 气体含量与内部故障的关联度；气体含量与内部故障的关联度； 高效的检测和在线监测方法。高效的检测和在线监测方法。SF6分解气体的典型色谱分解气体的典型色谱某种放电后某种放电后SF6分解气体色谱分解气体色谱基于基于SF6气体组分的气体组分的GIS高压设备状态检测高压设备状态检测GIS组合电器无损检测绝缘子污秽测试与分析绝缘子试验与状态检测绝缘子试验与状态检测高海拔、高寒等试验绝缘子试验与状态检测绝缘子试验与状态检测绝缘子的红外与紫外检测42高高压压测测试试大大厅厅测试平台测试平台测试平台测试平台工频、冲击电压测试平台44测试平台测试平台电弧测试平台谢谢谢谢
