咱們先來說說為啥這個(gè)技術(shù)這么重要。在電力系統(tǒng)里，油浸紙絕緣設(shè)備，像變壓器、電抗器這些，那可都是核心角色。它們以絕緣油和絕緣紙作為關(guān)鍵的絕緣介質(zhì)，對(duì)保障電力傳輸?shù)陌踩头€(wěn)定起著決定性作用。但是，變壓器、電抗器在運(yùn)輸和安裝的時(shí)候，常常是沒有注油的狀態(tài)，這時(shí)候傳統(tǒng)的頻域介電響應(yīng)技術(shù)就 “抓瞎” 了，根本沒法準(zhǔn)確找到絕緣缺陷。在新疆的 750 千伏變電站里，套管、互感器這些少油設(shè)備，它們的電容量特別小，只有大型充油設(shè)備的 2%，響應(yīng)電流很容易就被電暈給蓋住了，導(dǎo)致測(cè)量失敗。要是不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備的問題，一旦出故障，那停電可就麻煩大了。

面對(duì)這些難題，國網(wǎng)新疆電科院帶著西安交通大學(xué)、特變電工股份有限公司等高校和企業(yè)，組建了一支超厲害的產(chǎn)學(xué)研用攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。他們靠著國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、國家杰出青年科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持，從最基礎(chǔ)的機(jī)理研究開始，一步步深入到技術(shù)研發(fā)、裝備制造，再到最后的工程應(yīng)用，打造出了一個(gè)完整的創(chuàng)新體系。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)一開始就盯著設(shè)備絕緣劣化的機(jī)理難題。為了弄清楚這個(gè)問題，他們專門搭建了一個(gè) “材料 - 模型 - 實(shí)物” 全方位實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)就像一個(gè) “模擬工廠”，能模擬出真實(shí)設(shè)備的各種缺陷狀態(tài)。在兩年時(shí)間里，團(tuán)隊(duì)對(duì) 500 多個(gè)油浸紙絕緣設(shè)備劣化樣品，在零下 40 攝氏度到 150 攝氏度這么大的溫度范圍內(nèi)，開展熱循環(huán)試驗(yàn)。通過這個(gè)試驗(yàn)，他們獲取了 4000 組特別關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涵蓋了頻域介電、微觀形貌、聚合度等各種指標(biāo)，就像是給設(shè)備的絕緣情況建立了一個(gè)詳細(xì)的 “病歷本”，為后面的絕緣診斷提供了超級(jí)重要的參考。

為了讓設(shè)備狀態(tài)感知更厲害，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)想出了一個(gè)特別有創(chuàng)意的寬頻域介電響應(yīng)技術(shù)體系。這個(gè)技術(shù)體系可牛了，它讓極寒環(huán)境下的設(shè)備絕緣檢測(cè)從 “不可能” 變成了 “可能”。比如說，他們提出的 1 吉赫～6 吉赫高頻微帶諧振介電譜技術(shù)，就像給設(shè)備安裝了一個(gè)超級(jí)精準(zhǔn)的 “受潮探測(cè)器”，能精準(zhǔn)地識(shí)別設(shè)備局部受潮缺陷；10 太赫～38 太赫近紅外光譜分析技術(shù)，又像是一個(gè) “設(shè)備老化透視眼”，可以把設(shè)備老化狀態(tài)診斷的準(zhǔn)確度提高到 85% 以上。這些技術(shù)就像是給設(shè)備的不同劣化階段都貼上了獨(dú)特的 “標(biāo)簽”，能捕捉到設(shè)備在不同情況下的特征。和傳統(tǒng)的檢測(cè)方法比起來，它們可以提前 2 - 3 年就發(fā)現(xiàn)潛伏性缺陷，這就像是提前給設(shè)備的故障 “拉響警報(bào)”，為我們排查故障爭取了特別寶貴的時(shí)間。

不僅如此，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了 “工頻介質(zhì)損耗 - 高頻局部放電” 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（50 赫茲～30 兆赫）和特高頻局部放電帶電巡檢系統(tǒng)（300 兆赫～2 吉赫）。這兩個(gè)系統(tǒng)就像是設(shè)備的 “貼身保鏢”，可以快速定位設(shè)備中那些特別微弱的局部放電信號(hào)，而且識(shí)別準(zhǔn)確率超高。現(xiàn)在，它們已經(jīng)成功預(yù)警了好多起設(shè)備內(nèi)部放電缺陷，讓設(shè)備的運(yùn)行安全多了一份保障。

從 2018 年開始研究，到 2024 年取得階段性成果，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)經(jīng)歷了 3 次特別重要的升級(jí)。2020 年，他們完成了低溫?cái)?shù)據(jù)庫信息的補(bǔ)充，解決了介電響應(yīng)技術(shù)在極寒環(huán)境下不好用的問題；2022 年，又優(yōu)化了介電響應(yīng)測(cè)試儀的抗干擾算法，讓儀器能在強(qiáng)電暈環(huán)境下正常工作；2024 年，更是推出了高頻微帶諧振介電譜測(cè)試儀、近紅外光譜分析儀等便攜式裝備，這些裝備方便攜帶，滿足了設(shè)備絕緣成型件快速檢測(cè)的需求。

這項(xiàng)技術(shù)從 2022 年在昌吉、天山等變電（換流）站應(yīng)用之后，到現(xiàn)在都沒有發(fā)生過變壓器設(shè)備損傷的情況。依托這個(gè)項(xiàng)目，新疆電科院還研制出了超低頻介電譜測(cè)試儀、特高頻巡檢儀等 11 套國產(chǎn)化裝備，制定了寬頻域介電響應(yīng)測(cè)量領(lǐng)域的電氣電子工程師協(xié)會(huì)國際標(biāo)準(zhǔn) 1 項(xiàng)以及相關(guān)領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 4 項(xiàng)，獲得國家發(fā)明專利授權(quán) 12 項(xiàng)。

國網(wǎng)新疆電科院推出的這個(gè)絕緣狀態(tài)感知技術(shù)，不僅讓新疆電網(wǎng)的運(yùn)行更安全、更穩(wěn)定了，還在全國范圍內(nèi)產(chǎn)生了很大的影響。它就像是給電力系統(tǒng)注入了一劑 “強(qiáng)心針”，為我國的能源安全和綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了特別有力的支持，也讓我們看到了科技創(chuàng)新在電力領(lǐng)域的巨大能量。相信在未來，這項(xiàng)技術(shù)還會(huì)不斷升級(jí)，給我們的生活帶來更多的便利和保障。