在電力系統(tǒng)中，GIL(氣體絕緣金屬封閉輸電線路)與 GIS(氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備)是保障高壓電傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，其內(nèi)部一旦出現(xiàn)絕緣缺陷、金屬微粒、局部放電等故障，若無(wú)法精準(zhǔn)定位，可能導(dǎo)致設(shè)備爆炸、電網(wǎng)大面積停電。鄂電 GIL/GIS 故障定位超聲傳感器憑借 “從信號(hào)感知到位置鎖定” 的全鏈條技術(shù)設(shè)計(jì)，成為破解高壓設(shè)備故障定位難題的關(guān)鍵工具，其精準(zhǔn)定位能力可從四大技術(shù)環(huán)節(jié)深度解析。?

首先，高靈敏度超聲信號(hào)捕捉：精準(zhǔn)感知故障源的 “初始信號(hào)”，是實(shí)現(xiàn)定位的基礎(chǔ)。GIL/GIS 設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，局部放電會(huì)產(chǎn)生頻率 20kHz-1MHz 的超聲波信號(hào)，這些信號(hào)微弱且易被電網(wǎng)電磁噪音干擾。鄂電超聲傳感器采用 “寬頻帶接收 + 抗干擾設(shè)計(jì)” 雙技術(shù)保障：一方面，其超聲探頭的頻率響應(yīng)范圍覆蓋 30kHz-800kHz，可完整捕捉不同故障類型(如絕緣擊穿、金屬尖端放電)產(chǎn)生的特征超聲信號(hào)，靈敏度達(dá) 0.1Pa，即使是微弱的局部放電信號(hào)也能被精準(zhǔn)感知;另一方面，傳感器內(nèi)置多層電磁屏蔽層與噪音過(guò)濾芯片，能有效隔絕電網(wǎng)中 50Hz 工頻干擾及其他設(shè)備的電磁輻射，避免 “誤捕捉” 導(dǎo)致的定位偏差。例如，在 220kV GIS 設(shè)備檢測(cè)中，傳統(tǒng)傳感器易將母線電磁噪音誤判為故障信號(hào)，而鄂電傳感器可通過(guò)噪音過(guò)濾算法，準(zhǔn)確識(shí)別出絕緣支架局部放電產(chǎn)生的超聲信號(hào)，為后續(xù)定位奠定基礎(chǔ)。?

其次，多維度信號(hào)分析算法：鎖定故障的 “精準(zhǔn)坐標(biāo)”，是定位的核心環(huán)節(jié)。僅捕捉信號(hào)無(wú)法確定故障位置，鄂電傳感器通過(guò) “多傳感器陣列 + 時(shí)差定位算法” 實(shí)現(xiàn)空間定位：在 GIL/GIS 設(shè)備上，按 “30cm-50cm 間距” 布置多個(gè)鄂電超聲傳感器，形成分布式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò);當(dāng)故障產(chǎn)生的超聲波向四周傳播時(shí)，不同位置的傳感器會(huì)因距離差異產(chǎn)生毫秒級(jí)接收時(shí)差。傳感器內(nèi)置的芯片會(huì)實(shí)時(shí)計(jì)算各探頭接收信號(hào)的時(shí)間差，結(jié)合設(shè)備三維模型中的傳感器坐標(biāo)，通過(guò) “三角定位原理” 反推故障點(diǎn)位置 —— 例如，3 個(gè)傳感器分別在 0.02ms、0.05ms、0.08ms 接收到信號(hào)，算法可快速計(jì)算出故障點(diǎn)距離每個(gè)傳感器的直線距離，最終將定位誤差控制在 ±5cm 以內(nèi)。同時(shí)，傳感器還能通過(guò)分析超聲信號(hào)的波形特征(如峰值、脈沖寬度)，區(qū)分故障類型：絕緣缺陷的超聲信號(hào)呈 “連續(xù)脈沖波”，金屬微粒放電則呈 “間歇性尖峰波”，實(shí)現(xiàn) “位置 + 類型” 的雙重精準(zhǔn)判斷。?

再者，場(chǎng)景化結(jié)構(gòu)適配設(shè)計(jì)：確保傳感器 “貼緊設(shè)備”，消除監(jiān)測(cè)死角，是定位精準(zhǔn)的保障。GIL/GIS 設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含母線、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等不同部件，表面曲率、安裝空間差異大，若傳感器無(wú)法緊密貼合設(shè)備外殼，會(huì)導(dǎo)致超聲信號(hào)衰減，影響定位精度。鄂電傳感器針對(duì)不同設(shè)備部位設(shè)計(jì)了三類適配方案：針對(duì) GIL 直段的平面外殼，采用 “磁吸式固定探頭”，吸附力達(dá) 50N，確保探頭與外殼無(wú)縫貼合;針對(duì) GIS 轉(zhuǎn)角處的弧形外殼，定制 “弧形貼合探頭”，探頭弧度與設(shè)備外殼曲率完全匹配，減少信號(hào)傳播損耗;針對(duì)空間狹小的斷路器艙體，推出 “微型嵌入式探頭”，直徑僅 25mm，可嵌入設(shè)備預(yù)留檢測(cè)孔，避免因安裝空間不足導(dǎo)致的監(jiān)測(cè)盲區(qū)。某 500kV 變電站反饋，此前使用的通用傳感器在 GIS 轉(zhuǎn)角處定位誤差達(dá) 30cm，更換鄂電弧形貼合探頭后，誤差縮小至 5cm 內(nèi)，成功鎖定轉(zhuǎn)角處的金屬微粒故障。?

智能聯(lián)動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn) “定位 - 可視化 - 運(yùn)維” 閉環(huán)，讓精準(zhǔn)定位落地為實(shí)際故障處理。鄂電傳感器并非孤立工作，其通過(guò) 4G/5G 無(wú)線模塊與后臺(tái)運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)：傳感器將捕捉的信號(hào)數(shù)據(jù)、計(jì)算出的故障坐標(biāo)實(shí)時(shí)傳輸至系統(tǒng)，系統(tǒng)在 GIL/GIS 設(shè)備三維模型上標(biāo)記故障點(diǎn)的精確位置(如 “2 號(hào) GIS 斷路器艙體左側(cè) 30cm 處”)，并生成包含故障類型、信號(hào)強(qiáng)度、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的檢測(cè)報(bào)告;同時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)推送定位結(jié)果至運(yùn)維人員手機(jī)端，附帶設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖與故障點(diǎn)標(biāo)注，指導(dǎo)運(yùn)維人員直接前往故障位置開(kāi)展檢修，避免 “盲目拆檢” 導(dǎo)致的設(shè)備損壞與時(shí)間浪費(fèi)。例如，某特高壓換流站通過(guò)該系統(tǒng)，僅用 2 小時(shí)就根據(jù)傳感器定位結(jié)果找到 GIL 母線的絕緣缺陷，較傳統(tǒng)排查方式節(jié)省 12 小時(shí)，大幅減少停電損失。?

從 “捕捉微弱信號(hào)” 到 “鎖定厘米級(jí)位置”，再到 “聯(lián)動(dòng)運(yùn)維閉環(huán)”，鄂電 GIL/GIS 故障定位超聲傳感器通過(guò)全鏈條技術(shù)設(shè)計(jì)，將高壓設(shè)備故障定位從 “經(jīng)驗(yàn)判斷” 升級(jí)為 “數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”。在電網(wǎng)向 “智能化、無(wú)人化” 運(yùn)維轉(zhuǎn)型的背景下，其精準(zhǔn)定位能力不僅降低了高壓設(shè)備運(yùn)維難度，更為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。?

審核編輯 黃宇