这支电网设备智检“梦之队” 护航民生用电安全

　　□杜君莉 朱华 姬甜甜

　　电工材料作为电网设备的基石，其可靠性直接关系电网设备安全。及早识别设备材料与结构的潜在隐患，从而有效预防设备故障，是保障电网安全运行的核心环节。

　　国网河南省电力公司电工材料性能检测及评估技术实验室依托国网河南省电力公司电力科学研究院(以下简称“国网河南电科院”)组建，致力于解决全电压等级电气设备无损检测和电工材料性能评价等关键领域难题，全力保障电网设备健康安全稳定运行。

　　破解超声密码 从停电检修到带电速检

　　作为变电站的“核心枢纽”，变压器在排查内部结构隐患时，需先停电排油。以500千伏变压器为例，单台排查至少5天，极易影响供电稳定性。若对设备带电排查，金属外壳会屏蔽内部光、电信号，常规检测又“束手无策”。

　　2020年，实验室科研人员多次深入全国超特高压变电站调研，收集各类电力设备参数信息，将超声技术“穿透性强、精度高、无辐射”的优势与阵列信号处理结合，探索新的解决方案。经过半年多调试，团队突破了金属外壳屏蔽、设备内部不均匀温度场干扰的瓶颈，提出不均匀温度场声学信号逆向解调算法，通过解析温度场对超声波传输影响，确定超声信号传播路径，精确还原内部结构位置与状态。

　　这项“基于不均匀场下阵列声学逆向解调算法的相控阵超声检测技术”为装备研发奠定了基础，并由此诞生了世界首套变压器声学成像测量装置。这套斩获10余项专利的电网运维“明星产品”，已在全国300余台套超特高压变压器、电抗器等设备隐患排查中“大显身手”，无需停电排油，30分钟内完成内部结构检测，实现内部结构隐患排查从停电检修到带电速检。

　　此外，实验室针对变压器套管胶浸式电容芯子内部微缺陷检测难题，提出“相位干涉全聚焦相控阵超声成像技术”，彻底攻克大厚度绝缘材料内部小缺陷识别难题。该技术不仅指导了首台套特高压套管工艺改进，还填补了国内外特高压套管电容芯子无损检测空白，从源头上守住了绝缘部件的“安全关”。

　　穿透视觉盲区 从二维成像到三维溯源

　　气体绝缘组合电器(GIS)、气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)是电网又一类核心设备。

　　“以前我们用X射线二维成像观测GIS、GIL内部结构，图像重叠，分辨率低，亚毫米级缺陷隐患无法识别，造成早期隐患难以发现。”实验室学术带头人王朝华说。

　　实验室瞄准“隐患早发现早治理”的目标，在国家电网总部和国网河南省电力公司科技项目支持下，创新现场原位CT三维检测技术。从反复打磨方案，到实地勘察与实验调整，实验室科研人员在无数次试错与优化中，提出紧凑半圆型扫查和分体式载重模块快速组装方式，将射线发射模块与探测成像模块分离，像“拼图”一样快速组装，完美避开了设备间隔干涉，工装动态精度配合也精准到亚毫米级。面对图像重叠难题，科研团队又研发出不完全三维重建与几何角度纠偏算法，让屏幕上原本重叠的阴影瞬间转化为清晰的三维结构——连0.5毫米的部件偏移或金属颗粒都清晰可见。

　　历时两年，实验室科研人员成功研制出原位CT检测装置。“现在检测只需操作设备绕GIS扫2/3圈，‘三维影像’就像高清地图，微小缺陷位置尺寸一目了然，为组合电器安全运行再添‘保障锁’。”实验室博士后杜君莉介绍。

　　此外，实验室还瞄准绝缘部件内部微缺陷，提出微纳尺度射线CT技术，牵头制定绝缘部件射线检测系列技术标准，让射线技术成为纸质绝缘材料质量控制的“行业标尺”。这项技术已为数百台变压器、换流变设备甄选绝缘部件，直接推动绝缘材料行业质量管控升级。

　　技术传承与生态构建 尖端检测技术落地生根

　　无论是超声检测的“声学密码”，还是射线CT检测的“三维慧眼”，实验室深知一项技术的价值不仅在于突破“卡脖子”难题，更在于转化为行业可复用的标准、可传承的人才与可推广的生态。

　　目前，实验室通过多年深耕，研制出多套先进超声、射线类检测装备，授权发明专利100余项，编制各类标准10余项，发表学术期刊论文60余篇，将多年超声与CT检测实践经验提炼成册，联合出版10余部专著，把技术的检测原理、缺陷判定方法、实操技巧融入书中，成为行业“知识宝库”。同时，开展覆盖无损检测新技术、设备运维管理培训，采用“理论授课+案例拆解+现场实操”模式，累计培训近400学时，惠及1200余名从业者，让基层人员也能熟练掌握先进超声与射线CT检测技能。

　　凭借超声与CT技术的卓越突破，实验室先后获“郑州市工人先锋号”“国网河南电科院先进班组”等称号，荣获省部级科技奖励20余项，相关技术与标准已在全国10余省份推广应用。从“声学”到“影像”，从“技术突破”到“行业赋能”，实验室以超声、CT双轮驱动的检测技术创新，为超特高压电网设备安全运行提供坚实支撑，更以“人民电业为人民”的使命担当，为新型电力系统建设注入强劲动力。

　　“攻坚电网安全生产运行重大问题与技术难题，就是国网河南电科院人的初心和使命。”国网河南电科院输变电中心负责人说。正是凭着这份坚守和认真，国网河南电科院才会涌现出诸如电工材料性能检测及评估技术实验室等团队，他们用技术解决了一个个难题、避免了一项项风险，进一步保障了河南电网的高质量发展和民生用电安全。