瓷支柱绝缘子性能检测精益管

一、立项背

瓷支柱绝缘子是变电站设备及输电线路重要组成部分，起着支撑导线、断路器和隔离开关等设备的作用。运行中的绝缘子受制造质量、安装工艺、结构应力、检修工艺、工作载荷、恶劣环境、温度变化及异常工况等因素的影响，其机械强度性能会逐渐下降、劣化，直至失效断裂，从而引发突发性的电网事故，影响客户用电，造成经济损失，甚至造成设备附近工作人员的人身伤亡，以及造成不良的社会影响

目前对瓷绝缘子的性能检测和管理上还欠缺全面有效的手段。主要存在需要停电、检测难度大、检测耗时长、部分类型无法开展、检测精度差等问题。因此，需要一种方便快捷，科学高效的检测手段，实现定期对瓷支柱绝缘子的状态性能进行带电检测，有效发现设备隐患并及时处理，避免因瓷支柱绝缘子的状态性能低下导致突然断裂的风险

内涵和主要做

（一）内

瓷支柱绝缘子性能检测技术上存在较多短板，无法对瓷支柱绝缘子性能检测进行全面有效的跟踪及管控，导致瓷支柱绝缘子精益管理手段缺失。为实现瓷支柱绝缘子性能检测精益管理，首先从技术上研发一种智能带电快速检测手段，掌握绝缘子的运行状态，从而为瓷支柱绝缘子运行维护制定精准的检修策略

瓷支柱绝缘子性能智能带电检测系统是基于振动声学原理来判断绝缘子是否有裂纹、裂纹大概部位、机械强度是否降低或丧失以及绝缘子是否老化等。瓷支柱绝缘子性能智能带电检测具有以下两个创新点

1.快速带电检测、即测即

可带电作业，单人操作、同步智能语音播报，测试结果直观显示，单个绝缘子检测10s内完成，实现检测的高效性和可靠性

2.具备“成长型”数据

通过对现场各因素下瓷支柱绝缘子检测，收集大量检测数据，导入到计算模型中，形成多因素检测数据库，调用并进行交叠建模，智能提取、交叉比对、识别分析，得出准确的判定区间，配合超声波检测复核验证，不断的建模及判定，实现多因素检测值数据库的“成长型”，提升检测精度，为瓷支柱绝缘子的状态检测提供支撑

（二）主要做

1.院企联合，组建创新团

瓷支柱绝缘子性能检测是供电公司变电检修现场工作的一项检修内容，传统检测手段给检修人员带来诸多困难。福建省庄建煌技能大师工作室创新团队，具有丰富的设备运维管理和实践经验，着力于解决现场检修工作的难点。为充分利用专业科研机构的研发优势，结合团队丰富的现场工作经验，本团队与国网福建省电力有限公司电力科学研究院（简称“福建电科院”）进行多次沟通交流，组建联合创新团队，共同研究攻克现场检修工作中绝缘子性能检测存在的难题

2.确立目标，明确整体思

针对传统瓷支柱绝缘子性能检测存在需要停电、检测难度大、检测耗时长、部分类型无法开展、检测精度差等问题，福建省庄建煌技能大师创新团队和福建电科院经过多次协作商讨，确立研发思路，即研发一种方便快捷，科学高效的检测手段，能够及时发现绝缘子隐患并处理，检测技术应用“大数据”思维，能够采集大量的变电站瓷支柱绝缘子状态检测值，结合实验室故障缺陷瓷支柱绝缘子试验数据，做交叉支撑比对，总结出适应变电站现场实际检测要求的高准确性的新型检测仪标准值，创新性构建“成长型”的多因子检测值开放数据库，基于该数据库对瓷绝缘子进行实时跟踪检测，最终实现绝缘子健康状况检测的精准判断

3.充分论证，提出基本原

本项目团队结合现场工作实际，对问题进行充分研究论证，提出了基于振动声学原理的瓷支柱绝缘子性能智能带电检测技术，通过振动激励波对瓷支柱绝缘子进行检测的理论研究得出如下重要结论：（1）绝缘子的振动在大多数情况下出现在驻波频率上；（2）绝缘子底部法兰的振动，当向其加动态力（非运动力）载荷时，该振动包含绝缘子动态特性的完整信息。当绝缘子底部法兰区域有缺陷（裂纹）时，导致出现低于基础频率的频率分量，当绝缘子上部法兰区域有缺陷（裂纹）时，导致出现高于基础频率的频率分量

4.划分模块，开展针对性研

基于机械强度、振幅、频率、频谱之间相关特性的内在联系，来判断支柱式绝缘子缺陷。项目创新团队提出了瓷支柱式绝缘子性能智能带电检测系统的组成部分应有三部分组成，即振动激励源模块、振动信号接收模块和结果处理分析模块

基于上述提出的研究结论及基本原理，本项目团队进一步开展了带电状态下便捷检测、人机交互系统设计以及通过建立数据库验证并归纳出对瓷绝缘子频谱的准确分析判断依据等方面研究

5.实践检验，确定检测标准范

项目创新团队通过深入研究振动声学理论，结合现场工作实际，研发出瓷支柱绝缘子性能智能带电检测系统。为充分论证系统的准确性、可靠性，研发人员注重实践，从现场实际出发，通过大量的检测数据，不断总结归纳绝缘子性能变化规律，创新修正检测手段

6.融合应用，构建技术管理体

建立高效的工作组织体系，联合应用多种检测手段，对瓷支柱绝缘子性能进行问题会诊断，推动瓷支柱绝缘子性能智能带电检测的标准化，规范管理体系，达到瓷支柱绝缘子精益管理目的

三、实施应用前后效果（益）情况对

（一）管理水平方

1.依托技术创新，提高设备管理水

本项目团队依托技术创新，通过研制瓷支柱绝缘子性能智能带电检测系统，实现对瓷绝缘子的精益管理，提高设备管理水平

2.降低劳动强度，提高带电作业效

瓷支柱绝缘子智能带电检测系统，具有快速带电检测等优点，提高带电作业效率，保证电网可持续、安全、可靠供电,实现电网企业提质增效的目标

（二）社会经济效益方

1.拓展带电作业，树立企业社会良好形

上述带电作业项目的成功实施，可以做到最大限度减少电网停电时间，是解决对广大客户和全社会实现不间断供电的根本途径之一，有利于实现“人民电业为人民”的企业良好形象

2.减少停电时间，显著创造经济效

瓷支柱绝缘子性能精益管理的落地实施创造巨大的社会经济效益：（1）减少正常停电检修时间带来的经济效益，如以一条220kV线路平均输送容量为5万kW为例，每次带电作业减少停电时间为4个小时，按莆田地区平均电价0.65元/度，每次多供电量直接产生的经济效益为：4（小时）×5(万千瓦)×0.65(元/千瓦?时)＝13(万元)，若按每度电创造的30元产值，则可以创造600万元的国民经济生产产值；（2）减少事故停电带来的经济效益，若每年减少一次因高压支柱瓷绝缘子瓷支柱绝缘子断裂引起变电站运行故障，以180MW容量、突发停电6小时为例计算，减少一次突发停电可增加供电量而产生的经济效益为：6(小时)×18(万千瓦)×0.65(元/千瓦?时)＝70.2(万元)。

四、可推广应用范

智能运检是电网运检未来发展的方向，瓷支柱绝缘子性能精益管理与智能运检的大趋势不谋而合，有效降低停电检修和绝缘子失效带来的经济损失，实现对设备的精细化管理，减少了设备维护量，降低了劳动强度，提高工作效率，达到提质增效目标。本项目成果已在国网泉州、宁德、三明等供电公司推广应用，应用效果明显、前景广阔，可在电力系统行业带电检测方面全面推广