一种电磁式GIS超声局放试验辅助伸缩杆的研制

一种电磁式GIS超声局放试验辅助伸缩杆的研制

郭瑞军1何彦昊2杜永涛3

1.国网宁夏银川供电公司宁夏银川750001

2.宁夏送变电工程公司调试分公司宁夏银川750001

3.宁夏送变电工程公司调试分公司宁夏银川750001

摘要：为提高变电站高压组合电气设备局放试验的试验数据精准性，降低安全隐患，研制开发了一种利用电磁感应原理制作的电磁式GIS气体绝缘全封闭组合电器)超声局放试验辅助伸缩杆。通过现场应用，达到了预期效果。证明了采用电磁铁原理制作的电磁式GIS超声局放试验辅助伸缩杆，以下简称伸缩杆。可以稳固吸附于GIS待测区域，充分使超声传感器与待测设备有效接触，提高了试验数据的准确性，大大缩短了局放试验测试工作时间，降低了安全隐患，缩减了试验人员，提高了工作效率。

关键词：变电站；高压试验；GIS；电磁式；电磁感应；局放试验；线圈

1引言

在以往进行GIS设备局放试验工作时，至少需要工作监护人员、设备操作人员、工作辅助人员三人配合完成。因现场GIS设备过高，超声传感器必须由工作辅助人员手持爬高或者利用辅助杆顶触GIS设备待测区，增加了安全隐患的同时，因长时间顶触，使得工作辅助人员手酸疲劳，不能始终使超声传感器能够紧密接触GIS待测设备区域，影响测试准确性。所以有必要研制一种即可节约人工，提高安全性，又能提高试验准确性，减少工作实践，从而提高工作效率的设备或装置解决上述问题。

2项目简介

2.1项目所属科学技术领域

以电磁感应原理为基础研发的电磁式GIS超声局放试验辅助伸缩杆，解决了在变电站进行设备局放试验时，靠人力将传感器顶触GIS设备，费工费时、影响试验数据精准性和试验安全性等问题。

2.2主要特点

⑴设备轻巧，携带方便。

⑵档位调节，吸力可控，刮风天气亦可与待测设备紧密相接，连接可靠。

⑶减少试验时间，提高现场工作效率，节约人工，提高安全性。

⑷220V交流电输入，方便快捷。

⑸尚械绱呕芈饭┑纭Ｔ诘绱鸥杏Φ淖饔孟拢绱盘隚IS设备产生电磁力并互相吸引，使得超声传感器与待测设备区域紧密相接，此时无需人为手扶。由超声传感器将局放试验所需数据通过测试仪专用线送至局部放电测试仪，获得设备试验数据，完成局放试验。

3.2硬件设计

电磁式超声传感器底座包括磁铁就位盒、可调式超声传感器就位盒以及辅助结构三部分。磁铁就位盒的盒体内部放有一块U型条状纯铁材料。材料上缠有螺线管（线圈），根据电磁感应原理通电后将产生电磁力。磁铁就位盒采用玻纤增强PC塑料材料制成，形状为U型结构，垂直安装于底座中心，盒体内侧镶嵌低电阻率的金属片，利用低电阻率的金属材料中所产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果，以便有效屏蔽对超声传感器的电磁干扰。

底座中的可调式超声传感器就位盒安置于磁铁就位盒中间部位，由两块桥型积木及螺纹顶针构成，固定于弹簧专用上层顶板。桥型积木可以起到绝缘抗磁力干扰作用，螺纹顶针可根据超声传感器大小随意调节，可起到稳固传感器的作用。另外，传感器就位盒侧面设有1个U型小线卡，作用为固定传感器探头专用电线，避免试验时乱甩。专用电线直接连接试验设备。

电磁式超声传感器底座中的辅助结构设有顶压专用弹簧，作用为在受到电磁铁向上吸力的同时将传感器有效顶至GIS设备之上，使其充分接触设备本体。底座下开电磁铁引线线孔，电磁铁电源电线，即线圈电源线通过此孔穿过空芯线管，漏出外螺纹后，接电源组合接头（公头）待命。与杆体部分漏出的电源组合接头（母头）插接。以构成完整电磁感应回路。

图2伸缩杆电磁感应原理设计示意图

在选材上，调档升缩杆杆体质量不易过重，固选用铝合金空芯管。考虑到试验时GIS设备较高，设计三节收缩杆，高度达3米。杆体上端设有出线孔，电源线路由此伸出接电源组合接头（母头），与底座所带源组合接头（公头）插接以构成完整电磁感应回路。杆体下端设有手持区域，手持区域采用塑料材质，起到绝缘作用。磁力档位电源开关盒设计在手持区域偏上位置，目的是不影响手持舒适度。磁力档位电源开关盒外部有一个开/闭功能切换开关，作用是给电磁感应回路供电，开关在“开”位置时，启动电磁感应回路，开关在“闭”位置时，断开电磁感应回路。在开关靠上两厘米处，设计了电磁档位切换按钮，分两档，一档为高磁力档位，一档为低磁力档位，根据试验设备的位置及外部环境进行适应实际需求的档位选择。如刮风天气，可选高磁力档位。

3.3回路设计

图2为伸缩杆电磁感应原理设计示意图。

通过图2可以看出，现场试验时接220V交流电，按磁力档位电源开关上的“开”按钮，使回路通电，线圈带电后，铁心和衔铁（GIS设备）被磁化，在电磁感应的作用下，此时辅助伸缩杆磁铁与衔铁（GIS设备）可视为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。通过磁力档位电源开关盒中电路板调节电阻，改变电流大小，使之吸力可调，从而使得辅助杆与试验设备相吸。当吸力大于弹簧的反作用力时，超声传感器即完全与试验设备充分接触，使得局部放电测试仪通过超声传感器获得准确数据，最终完成测试工作。

4总结

采用电磁式GIS超声局放辅助试验伸缩杆进行现场局放时，由于电磁吸力，可将超声传感器牢牢固定于GIS设备表面之上，再无需人力顶压完成测试工作。而且在试验时间上也大大缩短，有效提高工作效率，增加了测试精度，降低了安全隐患。电磁式GIS超声局放试验辅助伸缩杆，真正为局放工作试验提供了便捷。

参考文献：

[1]罗亚桥；脉冲电流法和超声波法局放测试浅析[J]；电力电容器.1996年02期

[2]胡晓岑；1000kV变压器带局部放电测量的长时感应耐压现场试验[J]；电网技术.2009年10期