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電力調(diào)試標準產(chǎn)品“互感器局放屏蔽室”易于維護，使用簡單

日前，基于高效能油氣分離膜的油溶氣體在線監(jiān)測裝置在上海±800千伏奉賢特高壓換流站掛網(wǎng)試運行。該裝置由中國電力科學研究院有限公司自主研發(fā)，可監(jiān)測變壓器等充油設備的運行狀態(tài)，通過捕獲、分析絕緣油中的氣體信息，及時發(fā)現(xiàn)設備潛在故障，確保其可靠穩(wěn)定運行。

特高壓變壓器、換流變壓器、高壓并聯(lián)電抗器、油浸式互感器等充油設備是新型電力系統(tǒng)的核心裝備。油溶氣體是充油設備內(nèi)部目前少數(shù)攜帶各類缺陷故障信息的關鍵介質(zhì)，精準監(jiān)測油溶氣體組分及含量對于大型充油設備內(nèi)部絕緣狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷具有重要意義。在線監(jiān)測技術(shù)是目前充油設備故障診斷和狀態(tài)評價中很有效的手段。

據(jù)了解，油氣分離膜是油溶氣體在線監(jiān)測裝置內(nèi)部實現(xiàn)絕緣油與故障特征氣體穩(wěn)定分離的關鍵材料。22年以來，中國電科院傳感所開展新型油溶氣體在線監(jiān)測技術(shù)攻關，掌握了油氣分離膜配方工藝及技術(shù)參數(shù)，自主研制高效能油氣分離膜，不僅實現(xiàn)了關鍵材料國產(chǎn)化，而且能夠精準捕捉絕緣油中溶解的故障特征氣體，攻克了變壓器油與故障特征氣體穩(wěn)定分離難題。中國電科院將高效能油氣分離膜與光學檢測技術(shù)融合，研制了適用于充油設備的油溶氣體在線監(jiān)測裝置，可為診斷變壓器等充油設備內(nèi)部隱患提供關鍵數(shù)據(jù)支撐。

一、設計施工依據(jù)（LYPBS-V電力調(diào)試標準產(chǎn)品“互感器局放屏蔽室”易于維護，使用簡單）

GB-T 12190         電磁屏蔽室屏蔽效能的測量方法

GB50205             鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準

GJB20219            屏蔽機房通用技術(shù)要求檢測

GB/T 51103         電磁屏蔽室工程施工及質(zhì)量驗收規(guī)范

GB50174                    電子計算機房設計規(guī)范

GB 9361                     計算機場地保障要求

GB/T2887            計算機場地通用規(guī)范

BMB3                  處理涉密信息電磁屏蔽技術(shù)要求和測量方法

GB50116                    火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范

相關電磁兼容技術(shù)原理和國家保障的現(xiàn)行規(guī)定

二、系統(tǒng)主要技術(shù)指標（其中涉及的尺寸誤差±1%）（LYPBS-V電力調(diào)試標準產(chǎn)品“互感器局放屏蔽室”易于維護，使用簡單）

屏蔽室整體尺寸：長7米×寬5米×高4米

控制室整體尺寸：長3米×寬2米×高4米

手動雙開旋轉(zhuǎn)屏蔽門門洞尺寸：寬2米×高3米                   1扇（試品進出，有門聯(lián)鎖）

手動單開鎖緊屏蔽門尺寸：寬0.9米×1.9米                        1扇（人員進出）

控制室小門（非屏蔽）尺寸：寬0.9米×高1.9米                 1扇（人員進出，有門連鎖）

絕緣地坪尺寸：長7.5米×寬5.5米（不挖地）

屏蔽性能（在大門內(nèi)1米處測量）

磁場：10KHz-100KHz時≥60dB     電場：100KHz-1GHz時≥60dB

在空載測試回路條件下局部放電背景噪音≤1pC

局放試驗主回路設備濾波器：380V/63A/2P                1路

儀器用電電源濾波器：220V/16A/2P                                  1路

照明/空調(diào)用電電源濾波器：220V /32A /2P                1路

屏蔽殼體機械性能：鋼板不平度≤4mm/M2，屏蔽體垂直度≤5mm

二年內(nèi)變形程度：  頂部下陷 ≤8mm      底部凹陷 ≤3mm

三、屏蔽系統(tǒng)的設計安裝方案（LYPBS-V電力調(diào)試標準產(chǎn)品“互感器局放屏蔽室”易于維護，使用簡單）

3.1、屏蔽室屏蔽系統(tǒng)的總體設計方案

3.1.1、屏蔽殼體

屏蔽殼體是保證屏蔽室屏蔽性能的基礎，是裝飾材料和大部分附屬系統(tǒng)的載體，是屏蔽室很基本的組成部分，這些都要求屏蔽室的墻體有足夠的強度和穩(wěn)定性。經(jīng)過計算，該屏蔽室整體理論重量約為4t，要求車間地面承受壓力為110kg/m2左右（此重量不含人員、設備、試品、運輸工具和其它）。屏蔽體的使用壽命是20-30年，屏蔽殼體的抗震等級按照8級計算。

綜合考慮底層的承重量、屏蔽室的設計壽命、成本和生產(chǎn)工藝及鋼板的結(jié)構(gòu)強度，屏蔽室頂板和墻體屏蔽模塊均采用厚度2mm鍍鋅鋼板，鋼板通過剪切、沖孔、折彎、應力處理等工藝制作而成。組裝時用鍍鋅螺栓、螺母、墊片進行固定，中間夾壓導電襯墊組裝而成，側(cè)墻屏蔽模塊采用自支撐結(jié)構(gòu)。為了減少屏蔽體頂部中間部分的下沉，在頂部上方設置若干根槽鋼加強梁，有效地減少頂部鋼板的變形。

屏蔽室底面采用3mm鋼板，鋼板經(jīng)過剪切成形，形成單元拼接成標準模塊。將鋼板貼附壓鉚在龍骨框架上，地面龍骨采用方管或其他型鋼焊接；做好后，表面要做防銹處理。

屏蔽室及隔離區(qū)域平面示意圖，

圖1 屏蔽室及隔離區(qū)域平面示意圖

圖2 屏蔽室三維示意圖，供參考

        

         

     

圖3屏蔽室實物圖（屏蔽室外墻集成護墻板裝修，室內(nèi)墻面噴塑處理）

屏蔽室底面設計

由于屏蔽室的底面長期承受一定的載荷（如設備的搬運，產(chǎn)品出入等），為減少地板屏蔽體不應有的顫動和變形，屏蔽室底面采用3mm鋼板+方管龍骨制作而成。車間地面設計受力為600kg/m2。

絕緣地坪采用5mmPP絕緣板焊接組成的隔離層，絕緣地坪尺寸：長7.5米×寬5.5米，試驗區(qū)域與外界的絕緣電阻要求10kΩ以上，確保整個試驗系統(tǒng)與車間沒有任何電氣連接，防止生產(chǎn)車間中其他電氣設備的干擾信號通過靜電耦合的方式傳導到試驗區(qū)域的地表或地下的金屬件（如鋼筋等），然后通過地線傳入到測試回路中。

屏蔽室墻體設計

屏蔽墻體是用屏蔽模塊連續(xù)拼接組成的六面體結(jié)構(gòu)。墻體屏蔽模塊采用鍍鋅鋼板和矩形管型鋼制作而成，屏蔽模塊可以自行支撐。

屏蔽室頂部結(jié)構(gòu)設計

屏蔽室頂部結(jié)構(gòu)是由2mm鍍鋅鋼板制作成屏蔽模塊，屏蔽室的頂板安裝在側(cè)板內(nèi)側(cè)上方。為了分散屏蔽體的重量和減少屏蔽體頂部中間部分的下沉，在頂部上方設置若干根加強梁，有效地減少頂部鋼板的變形，保證頂部兩年內(nèi)下陷 ≤8mm。

屏蔽室門設計

手動雙開旋轉(zhuǎn)屏蔽門尺寸：寬2米×高3米（一扇，試品進出）

1、 結(jié)構(gòu)采用鉸鏈轉(zhuǎn)動，左右門扇均為旋轉(zhuǎn)式，門設內(nèi)外拉手，門的推拉開啟力為150N。單層電磁密封片，密封片采用鈹青銅材料加工成形，經(jīng)真空熱處理后達到較好的彈性和耐磨性。屏蔽密封片為可拆卸式每段長190mm，局部如有損壞易于更換，無需專業(yè)人員維修。

2、門扇關閉運行10000次無機械故障，屏蔽效能指標不下降。

3、屏蔽門關閉時，先關閉一扇后用插銷固定，然后再關閉另一扇，左右門扇之間接縫也要加鈹青銅密封片進行屏蔽處理。

4、屏蔽門門檻高度約50mm。

門上裝有進出門電源控制通斷開關。門關閉后，才能合閘做試驗。試驗中，門一旦打開，內(nèi)部自動斷電。

手動單開鎖緊屏蔽門凈尺寸：寬900mm×高1900mm（一扇，人員進出）

屏蔽室門是影響整個屏蔽室屏蔽效果的很重要部位，是保持屏蔽系統(tǒng)總性能免于退化的很薄弱部件，也是系統(tǒng)中單獨可動部分，因此保持屏蔽門屏蔽效能的穩(wěn)定性尤為重要。

（1）、結(jié)構(gòu)采用鉸鏈轉(zhuǎn)動，插刀式手動式屏蔽門，雙點鎖緊機構(gòu)，雙層電磁密封密封片，密封片采用鈹青銅材料加工成形經(jīng)真空熱處理后達到較好的彈性和耐磨性。屏蔽密封片為可拆卸式每段長小于198mm，局部如有損壞易于更換，無需專業(yè)人員維修。

（2）、插刀式屏蔽門的刀口采用黃銅板制作。

（3）、由于密封片和其接觸部分（屏蔽門的刀口）均屬同性材料，電位差一致，所以在互相接觸點上不會產(chǎn)生電腐蝕，確保長時間的屏蔽效能。

（4）、鎖緊裝置按裝在門框上部，在門框左邊裝有雙點斜楔鎖緊機構(gòu)，斜楔座架的運行采用滾輪滑槽結(jié)構(gòu)。

（5）、鎖緊操作裝置按裝在門板中部，其齒輪機構(gòu)大大減輕開啟屏蔽門的力度，在門框左邊裝有雙點斜楔鎖緊機構(gòu)，斜楔座架的運行采用軸承滑槽結(jié)構(gòu)，運行平穩(wěn)輕巧。

（6）、鎖緊屏蔽門設計聯(lián)動開啟，室內(nèi)外均可操作。

手動門材料：普通黃銅和鈹青銅。

3.1.2、接地系統(tǒng)

屏蔽室的接地系統(tǒng)采用與工廠電網(wǎng)接地系統(tǒng)分開的單獨接地的方式，即用絕緣地坪隔離和單獨打接地極的單點接地。要求接地電阻不大于1Ω。（地線由需方負責，供方給予技術(shù)支持）

3.1.3、截止波導窗及通風系統(tǒng)

本方案選用六角形波導300×300，孔距4.2mm，截止頻率為20GHz的波導窗2只。

在截止波導窗位置安裝強制進出通風，實現(xiàn)屏蔽室內(nèi)外的空氣交換。整個屏蔽室采用1進風，1出風的方式。安裝在控制室內(nèi)。

3.1.4、屏蔽室內(nèi)供配電及照明系統(tǒng)

電氣設計施工原則：

根據(jù)屏蔽室使用要求及國家有關的設計標準，充分考慮屏蔽室內(nèi)系統(tǒng)工作的性質(zhì)和任務，以電源供配電的質(zhì)量、可靠性和技術(shù)上的*性、人員工作環(huán)境的舒適性等為設計原則。

按照各設備用電負荷的大小，選擇合適線徑的電力電纜和不同容量的電源濾波器；選用低泄漏電流的電源濾波器，插入衰減與整個屏蔽室的綜合效能一致；室內(nèi)的電源采用穿管走線，按要求位置配置電源插座。

三相Yyn0連接，可以輸出380V和220V電壓，適應不同設備的需要。

電源經(jīng)濾波器進入屏蔽室需要穿過屏蔽室墻面，穿墻的屏蔽管結(jié)構(gòu)按照圖4要求制作。

圖4屏蔽管穿墻示意圖

電源經(jīng)電源濾波器，配電柜輸送到屏蔽室內(nèi)照明及各種用電設備。

按照使用要求，在屏蔽室的適當位置安裝配電盒（PZ30—8~10P），內(nèi)置設備用電源空開1只（380V/63A），儀器用電源空開1只（220V/16A），照明/空調(diào)用電源空開1只（220V/32A）。

照明開關2只（兩組合式，把控制室燈和試驗區(qū)域燈分開控制），試驗區(qū)電源2+3插座（10A）3只，控制室空調(diào)電源專用插座（16A）1只，其它用電電源2+3插座2只。具體安裝位置現(xiàn)場定。

屏蔽室頂部安裝6只無電磁干擾的燈，其中試驗區(qū)5盞，控制室1盞。供方根據(jù)安裝高度，合理地確定燈具的間隙。保證屏蔽室內(nèi)光線的均勻性。

3.1.5、室內(nèi)裝飾

裝修設計依據(jù)

GB/T2887     《計算機場地通用規(guī)范》

GB50174             《電子信息機房設計規(guī)范》

GB/T9361     《計算站場地保障要求》

GB50222             《建筑內(nèi)部裝修設計防火規(guī)范》

機房樓層及現(xiàn)場實際情況

裝修主要材料的選擇

根據(jù)《電子計算機房設計規(guī)范》室內(nèi)裝修要求，所選材料應為阻燃或難燃

1、頂：噴塑處理；

2、墻面

室外墻面：上等潔凈板裝修；見圖5。

室內(nèi)墻面：噴塑處理；見圖6。

地面：刷防銹漆；見圖6。

控制室

控制室尺寸：長3米×寬2米×高3.5米，控制室面向試驗區(qū)域設700mm（高度）×1000mm（長度）觀察窗2套，觀察窗采用通透的5mm+5mm厚度鋼化玻璃夾不銹鋼網(wǎng)，見圖7。控制室隔斷采用上等潔凈板制作，另配備人員進出門一扇，尺寸為寬900mm×高1900mm。門上裝有進出門電源控制通斷開關。門關閉后，才能合閘做試驗，如果在試驗中，一旦打開，內(nèi)部自動斷電。

圖5室外上等潔凈板裝修

圖6室內(nèi)噴塑處理+地面刷防銹漆

圖7觀察窗

室內(nèi)電器照明系統(tǒng)

1、工作區(qū)域采用無電磁干擾照明燈具照明。

2、照明控制選用開關箱，開關控制。

3、屏蔽室內(nèi)配置開關插座，合理安排燈具開關、插座、數(shù)量及位置，以確保照度達到要求。

4、試驗區(qū)壁掛式空調(diào)需方提供，須在供方施工期間安裝，放置于不影響設備位置，具體由雙方商定。

四、雙方合作事宜（LYPBS-V電力調(diào)試標準產(chǎn)品“互感器局放屏蔽室”易于維護，使用簡單）

1、屏蔽室的選址須在雙方共同協(xié)商下進行，屏蔽室在需方現(xiàn)場的位置須盡量避開大型強干擾源50米以上。

2、供方派員完成屏蔽室及底部絕緣地坪的制作。

3、供方在需方現(xiàn)場施工，安裝調(diào)試過程中，需方應盡量提供供方無法攜帶的工具設備，如電焊機、氧氣乙炔、起吊設備，以及其它材料、如設備連接電源線等。

4、需方把電源線引到局放屏蔽室所在位置。

5、需方盡量提供供方安裝人員的工作餐。

6、若有需要，由需方、供方及有資質(zhì)檢測單位組成聯(lián)合驗收小組，對屏蔽室的屏蔽效能進行復測，性能應符合合同中有關規(guī)定的指標。

7、為保證測試公正性，如需第三方測試屏蔽室，測試結(jié)果合格，測試費用由需方負責；若測試結(jié)果不合格，測試費用由供方負責且供方須整改至合格，其產(chǎn)生的整修和二次測試費均由供方負責。

8、屏蔽室安裝結(jié)束后由需方派出專人按雙方制訂的合同有關要求，對該工程的電氣、裝飾及其它配置設備進行驗收。

9、在上述項目驗收均合格后，供方將該工程交付給需方，驗收工作結(jié)束。

10、屏蔽室部分需方負責項目

首套±800千伏特高壓直流量子電流傳感器在昆柳龍直流工程柳州換流站投入運行超過72小時，標志著我國電力領域第1個量子傳感技術(shù)國家重點研發(fā)計劃項目取得重大突破。

依托量子特性，這套傳感器可以在-40攝氏度至+85攝氏度極端環(huán)境下，實現(xiàn)從毫安級到10千安級的超寬量程覆蓋，成功將量子精密測量技術(shù)拓展到常規(guī)工業(yè)溫度范圍，為量子科技進入更多的工業(yè)領域打開想象空間。

今年政府工作報告提出，因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，培育壯大量子科技等產(chǎn)業(yè)，并強調(diào)要通過“新技術(shù)新產(chǎn)品新場景應用示范”推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級。

對于電網(wǎng)而言，傳感器猶如人體的神經(jīng)末梢，無時無刻不在感知和測量各類數(shù)據(jù)，及時顯示“健康指標”。傳統(tǒng)電流傳感器容易受復雜天氣、強電磁環(huán)境等因素影響，在測量精度、抗干擾能力方面存在不足。

在國家戰(zhàn)略指引下，南方電網(wǎng)公司聯(lián)合中科院上海微系統(tǒng)所等國內(nèi)20余家科研單位、設備廠商歷經(jīng)1年半時間，聯(lián)合攻克了量子態(tài)調(diào)控、極端環(huán)境封裝等世界的級別技術(shù)難題。

南方電網(wǎng)公司輸配電部副總經(jīng)理介紹，基于金剛石氮-空位色心的量子傳感機理，量子態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)的應用能夠在高電壓、-40攝氏度至+85攝氏度等極端環(huán)境下保持高精度測量。相比傳統(tǒng)的電流傳感器，精度提高了近4倍，不管直流處于空載還是重載狀態(tài)，都可以實現(xiàn)高精度監(jiān)測，并實時傳遞到后臺，為特高壓直流輸電系統(tǒng)提供極高的測量可靠性保障，標志著我國直流輸電系統(tǒng)進入“量子精度”時代。

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