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近日，廣東省潮州市110千伏崗東線的鋼管桿“系"上了一條特制的小“腰帶"。盡管只有數指寬度，作用卻不可小覷。廣東電網公司電力科學研究院的羅嘯宇博士介紹，該“腰帶"采用可將電磁能轉換為機械能的磁性伸縮材料，其振動發出的超聲導波能夠精準評估桿塔內部的腐蝕狀態，推動電網運維由事后搶修向事前感知轉變。
在電網輸變電領域，鋼管組合塔、鋼管桿和變電鋼結構等封閉桿狀結構被廣泛應用。廣東地處嶺南，具有高溫、高濕的氣候特征，金屬部件的腐蝕問題尤為突出。隨著線路設備運行年限的增加，如何有效檢測和評估隱蔽環境下鋼管結構部件的腐蝕狀態，成為電力行業的痛點和難點。
一、產品簡介（LYZGS高頻直流高壓發生器提供實時數據，準確又快捷）
直流高壓發生器是根據中國行業標準ZBF 24003-90《便攜式直流高壓發生器通用技術條件》的要求，新研究、設計、制造的，是新時代的科技產品——便攜式直流高壓發生器，是適用于電力部門、廠礦企業動力部門、科研單位、鐵路、化工、發電廠等對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器、電力電纜、發電機、變壓器、開關等設備進行直流高壓試驗，是新世紀理想的換代產品。
直流高壓發生器采用高頻倍壓電路，應用新的PWM高頻脈寬調制技術，閉環調整，采用了電壓大反饋，使電壓穩定度大幅度提高。使用性能的大功率IGBT器件及其驅動技術，并根據電磁兼容性理論，采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發生器實現了高品質、便攜式，并能承受額定電壓放電而不損壞。
直流高壓發生器儀器主要部件選用美國、德國、日本等國技術的元器件，使儀器更可靠、更穩定，倍壓筒體用德國技術研制生產，高頻變壓器經有關專家特殊設計、體積小，容量大，過載能力強，便于現場作業試驗。展望未來，企業將繼續積極開拓市場。以質量和信譽為生命，不斷提高科技水平，研制出的產品，以滿足用戶的需要，努力開拓，再鑄新世紀的輝煌。
二、產品特點（LYZGS高頻直流高壓發生器提供實時數據，準確又快捷）
1、體積更小、重量更輕、更美觀、更可靠、操作簡便、功能齊全，便于野外使用，是新世紀理想的可靠產品。
2、采用新技術、工藝制造，應用新的PWM高頻脈寬調制技術、脈沖串邏輯陣列調制，采用大功率IGBT器件，利用高頻技術提高頻率，頻率高達100kHz，從而使輸出高壓穩定度更高，波紋系數更小。
3、按免維修設計，主要部件均選用美、德、日等國進口*技術的元器件，經久耐用，不怕連續對地直接短路放電。
4、精度高、測量準確。電壓、電流表均為數字顯示，電壓分辨率為0.1kV，電流分辨率為0.1uA，控制箱上電壓表直接顯示加在負載試品上的電壓值，使用時無需外加分壓器，接線簡單。儀器具有高、低壓端測量泄漏電流，高壓端采用圓形屏蔽數字表顯示，不怕放電沖擊，抗干擾性能好，適合現場使用。
5、電壓調節穩定度高，全量程平滑調壓，輸出電壓調節采用進口單個多圈電位器，升壓過程平穩，調節精度高，并設計有粗調和細調功能。電壓調節精度優于0.1%，電壓、電流測量誤差小于1.0%，脈動因數優于0.5%。
6、負極性輸出、零啟動、連續可調、有過電壓、過電流、回零、接地保護、*斷線保護等各種保護功能。自動保護電路功能強，保護完善可靠，使操作安全，各種技術指標均優于行業標準及優于同類產品。
7、增設了高精度75%VDC-1mA的功能，做氧化鋅避雷器測量帶來的方便。輕輕一按無須計算。本儀器控制箱上有75%的電壓功能鍵，在做避雷器試驗時，當電流升到1000uA時、就打開0.75的按鈕，這時電壓表、電流表所顯示的值就是75%的數據，做完后應立即將升壓的旋鈕回到零位上，同時將細調電壓旋鈕回到零位上，并應立即按綠色按鈕，切斷高壓并關閉電源開關。再做其它的試驗。
8、方便的過電壓整定設置功能，采用了數字撥盤開關，能將整定電壓值直觀顯示，使你操作更隨意，顯示數值單位為kV。
9、倍壓筒可分節結構，現場使用，靈活方便，一機多用，經濟實惠。
10、底部設有三只內藏式支撐腳，增加了倍壓筒的穩定性。
三、電氣工作原理框圖（LYZGS高頻直流高壓發生器提供實時數據，準確又快捷）
四、產品規格及主要技術性能（LYZGS高頻直流高壓發生器提供實時數據，準確又快捷）
規 格 技術參數 | 60/2 | 100/2 | 120/2 | 160/2 | 180/2 | 200/2 | 250/2 | 100/200 3/2 | 200/300 3/2 | 其 它 等 級 |
輸出電壓(kV) | 60 | 100 | 120 | 160 | 180 | 200 | 250 | 100/200 | 200/300 | 600～800kV等合同 定做。 |
輸出電流(mA) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3/2 | 3/2 | |
輸出功率(W) | 120 | 200 | 240 | 320 | 360 | 400 | 500 | 400 | 600 | |
充電電流(mA) | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 4.5/3.0 | 4.5/3.0 | |
機箱重量(kg) | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.3 | 4.4 | 4.5 | 4.5 | 8.1 | |
倍壓筒高度(mm) | Φ80 ×500 | Φ80 ×620 | Φ80 ×770 | Φ80 ×770 | Φ110 ×770 | Φ110 ×770 | Φ110 ×820 | Φ110 ×800 | Φ110 ×1350 | |
倍壓重量(kg) | 6.3 | 6.8 | 6.8 | 7.2 | 7.2 | 7.2 | 7.6 | 7.5 | 12.6 | |
高壓極性 | 負電壓極性,零電壓啟動,連續可調。 | |||||||||
工作電源 | AC 220V±10%;50Hz | |||||||||
電壓測量偏差 | 1.0%（滿度）±1個字,高分辨率0.1%kV | |||||||||
電流測量偏差 | 1.0%（滿度）±1個字,高分辨率0.1%uA | |||||||||
過壓整定偏差 | ≤1.0% | |||||||||
0.75切換偏差 | ≤0.5% | |||||||||
波紋系數 | ≤1.0% | |||||||||
電壓穩定度 | 隨機波動,電源電壓變化±10%時≤0.5% | |||||||||
工作方式 | 間斷使用;額定負載30分鐘;1.1倍額定電壓使用:10分鐘 | |||||||||
環境溫度 | -15℃～50℃ | |||||||||
相對濕度 | 當溫度為25℃時，不大于90%(無凝露) | |||||||||
海拔高度 | 2500米以下 | |||||||||
五、使用說明（LYZGS高頻直流高壓發生器提供實時數據，準確又快捷）
1、面板元器件使用說明
⑴ 高頻輸出及電壓、電流測量電纜快速聯接多芯插座:用于機箱與倍壓部分的聯接。聯接時只需將電纜插頭上的白點對準插座上的白點順時針方向轉動到位即可。拆卸時只需逆時針轉動電纜插頭即可。注意:安裝、拆卸插頭時,請握緊插頭的金屬圓環處旋轉。嚴禁手握電纜線旋轉及拉撥電纜線旋轉,以免造成插頭與電纜線之間斷線。
⑵ 數顯電壓表:LCD液晶數字顯示直流高壓輸出電壓,單位為kV,小分辨率為±0.1kV。
⑶ 數顯電流表: LCD液晶數字顯示直流高壓輸出電流,單位為uA,小分辨率為±0.1uA。
⑷ 電源保險絲座:保險絲為10A。
⑸ 電源輸入插座:單相交流220V±10%,50Hz。將隨機配置的電源線與電源輸入插座相聯(插座內自帶保險管10A或單獨保險座)。
⑹ 接地接線柱:此接地端子與倍壓筒接地端子及試品接地聯接為一點后,再與接地網相連。
⑺ 過電壓整定撥盤開關:用于設定過電壓保護值。過壓整定范圍為0.05-1.2倍額定電壓內,撥盤開關所顯示值單位為kV。
⑻ 單雙節選擇開關(為雙節倍壓筒)、電壓滿度換檔(分節)開關:當開關撥向1時,倍壓筒為單節,電壓表顯示的是單節倍壓筒電壓;當開關撥向2時,倍壓筒為雙節,電壓表顯示的是雙節倍壓筒電壓。
雙節倍壓筒使用時，請將上節下端法蘭白點標記對準下節上端法蘭白點后，順時針方向旋轉到碰足(約30度角左右),即上下節電氣聯接到位,反之為卸下。
單節使用時,請別忘記把另配置的一端頂蓋,用上述的方法裝到下節的頂端上。
⑼ 75%VDC-1mA用黃色帶燈按鈕:紅燈亮時有效。當按下黃色按鈕后黃燈亮,輸出高壓降到原來的0.75倍,并保持此狀態,此功能是專門為氧化鋅避雷器快速測量用0.75VDC-1mA,按下綠色按鈕紅燈、黃燈均滅,高壓切斷并退出0.75倍狀態。
⑽ 綠色帶燈按鈕:綠燈亮表示電源已接通及高壓斷開。在紅燈亮狀態下,按下綠色按鈕,紅燈滅綠燈亮,高壓回路切斷。
⑾ 紅色帶燈按鈕、高壓接通按鈕、高壓指示燈:在綠燈亮的狀態下,按下紅色按鈕后,紅燈亮綠燈滅,表示高壓回路接通。此時可升壓。此按鈕須在電壓調節電位器回零狀態下才有效。如按下紅色按鈕紅燈亮,綠燈仍亮,但松開按鈕紅燈滅綠燈亮,表示機內保護電路已工作,此時必須關機檢查過壓整定撥盤開關是否小于滿量程的5%及有無其它故障,檢查無誤后再開機。
⑿ 粗調電壓調節電位器:該電位器粗調多圈電位器,順時針旋轉為升壓,反之為降壓。此電位器具備控制電子零位保護功能。因此升壓前必須先回零位。電壓調節精度0.1%kV,試驗完畢后,該電位器應回到零位上。
⒀ 細調電壓調節電位器:為調整精度用,該電位器微調多圈電位器,順時針旋轉為升壓,升壓很微慢,反之為降壓。細調一般為后用于調整電壓準確數和做氧化鋅避雷器試驗,后調整電流準確數用。試驗完畢后,該電位器應回到零位上。
⒁ 電源開關:將此開關朝上邊按下,電源接通,綠燈亮;反之為關斷。避免用此開關直接關斷高壓,關機時,首先使電壓粗調和微調電位器都回到零位后,然后關閉電源開關。
2、倍壓筒使用說明
1.高壓引出接線柱 2.均壓罩
3.倍壓筒體 4.上節倍壓筒
5.上下節聯接法蘭 6.下節倍壓筒
7.接地端子 8.與控制箱聯接電纜插座
9.△-Y形伸縮式接腳
“以前，管狀結構內部有無積水、是否存在嚴重腐蝕等問題都無法得到準確評估，導致運維人員處于‘盲目’狀態。這給電網本質安全帶來了巨大的隱患。"羅嘯宇說，為了掃清這些隱蔽結構檢測的“盲點"，廣東電網公司電力科學研究院材料與結構所無損檢測團隊先后完成超聲導波在鋼管結構上的傳輸特點分析、波場特性模擬仿真，持續改良超聲導波換能器設計，最終提出了基于超聲導波的管道缺陷動態檢測方法和鋼管桿層析成像的缺陷監測方法，并自主研發了國內第1個便攜式鋼管結構腐蝕層析成像裝置。
有了換能器和成像裝置，小“腰帶"的作用得以發揮。只需運維人員將截取、磁化后的磁致伸縮帶材粘貼在鋼管桿表面，再利用換能器帶動帶材振動，在鋼管桿中形成超聲導波，便攜式成像裝置便能自動完成超聲導波反射信號采集、掃描層析成像、缺陷分析和腐蝕評估，為電網鋼管狀結構無損檢測提供了科學管用的工具。
“通俗地講，現場檢測過程就像為鋼管桿做‘B超’，可以事先發現隱蔽的腐蝕問題，采取相應的措施進行修復，從而保證電網的安全穩定運行。"廣東電網公司電力科學研究院材料與結構所專家董重里說，它不僅補全了隱蔽結構檢測的空白，提高了電網的安全性和穩定性，而且具備成本低、檢測速度快、人工復檢率低等優點，適用于不同直徑規格和截面類型的鋼管桿內外壁腐蝕檢測，擁有良好的應用前景。
目前，該成像裝置已在東莞、潮州供電局穩定試運行超過4個月，發現并處理多個鋼管結構內部大面積腐蝕問題。隨著技術的不斷發展，缺陷數據和檢測波形的進一步豐富，裝置直接判斷腐蝕區域面積和腐蝕大小坑深度的精度也將進一步提升。屆時，一線人員的復檢量將大大降低，切實為基層工作減負增效。
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