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电力调试标准产品“互感器局放屏蔽室”易于维护，使用简单

日前，基于高效能油气分离膜的油溶气体在线监测装置在上海±800千伏奉贤特高压换流站挂网试运行。该装置由中国电力科学研究院有限公司自主研发，可监测变压器等充油设备的运行状态，通过捕获、分析绝缘油中的气体信息，及时发现设备潜在故障，确保其可靠稳定运行。

特高压变压器、换流变压器、高压并联电抗器、油浸式互感器等充油设备是新型电力系统的核心装备。油溶气体是充油设备内部目前少数携带各类缺陷故障信息的关键介质，精准监测油溶气体组分及含量对于大型充油设备内部绝缘状态监测与故障诊断具有重要意义。在线监测技术是目前充油设备故障诊断和状态评价中很有效的手段。

据了解，油气分离膜是油溶气体在线监测装置内部实现绝缘油与故障特征气体稳定分离的关键材料。22年以来，中国电科院传感所开展新型油溶气体在线监测技术攻关，掌握了油气分离膜配方工艺及技术参数，自主研制高效能油气分离膜，不仅实现了关键材料国产化，而且能够精准捕捉绝缘油中溶解的故障特征气体，攻克了变压器油与故障特征气体稳定分离难题。中国电科院将高效能油气分离膜与光学检测技术融合，研制了适用于充油设备的油溶气体在线监测装置，可为诊断变压器等充油设备内部隐患提供关键数据支撑。

一、设计施工依据（LYPBS-V电力调试标准产品“互感器局放屏蔽室”易于维护，使用简单）

GB-T 12190         电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法

GB50205             钢结构工程施工质量验收标准

GJB20219            屏蔽机房通用技术要求检测

GB/T 51103         电磁屏蔽室工程施工及质量验收规范

GB50174                    电子计算机房设计规范

GB 9361                     计算机场地保障要求

GB/T2887            计算机场地通用规范

BMB3                  处理涉密信息电磁屏蔽技术要求和测量方法

GB50116                    火灾自动报警系统设计规范

相关电磁兼容技术原理和国家保障的现行规定

二、系统主要技术指标（其中涉及的尺寸误差±1%）（LYPBS-V电力调试标准产品“互感器局放屏蔽室”易于维护，使用简单）

屏蔽室整体尺寸：长7米×宽5米×高4米

控制室整体尺寸：长3米×宽2米×高4米

手动双开旋转屏蔽门门洞尺寸：宽2米×高3米                   1扇（试品进出，有门联锁）

手动单开锁紧屏蔽门尺寸：宽0.9米×1.9米                        1扇（人员进出）

控制室小门（非屏蔽）尺寸：宽0.9米×高1.9米                 1扇（人员进出，有门连锁）

绝缘地坪尺寸：长7.5米×宽5.5米（不挖地）

屏蔽性能（在大门内1米处测量）

磁场：10KHz-100KHz时≥60dB     电场：100KHz-1GHz时≥60dB

在空载测试回路条件下局部放电背景噪音≤1pC

局放试验主回路设备滤波器：380V/63A/2P                1路

仪器用电电源滤波器：220V/16A/2P                                  1路

照明/空调用电电源滤波器：220V /32A /2P                1路

屏蔽壳体机械性能：钢板不平度≤4mm/M2，屏蔽体垂直度≤5mm

二年内变形程度：  顶部下陷 ≤8mm      底部凹陷 ≤3mm

三、屏蔽系统的设计安装方案（LYPBS-V电力调试标准产品“互感器局放屏蔽室”易于维护，使用简单）

3.1、屏蔽室屏蔽系统的总体设计方案

3.1.1、屏蔽壳体

屏蔽壳体是保证屏蔽室屏蔽性能的基础，是装饰材料和大部分附属系统的载体，是屏蔽室很基本的组成部分，这些都要求屏蔽室的墙体有足够的强度和稳定性。经过计算，该屏蔽室整体理论重量约为4t，要求车间地面承受压力为110kg/m2左右（此重量不含人员、设备、试品、运输工具和其它）。屏蔽体的使用寿命是20-30年，屏蔽壳体的抗震等级按照8级计算。

综合考虑底层的承重量、屏蔽室的设计寿命、成本和生产工艺及钢板的结构强度，屏蔽室顶板和墙体屏蔽模块均采用厚度2mm镀锌钢板，钢板通过剪切、冲孔、折弯、应力处理等工艺制作而成。组装时用镀锌螺栓、螺母、垫片进行固定，中间夹压导电衬垫组装而成，侧墙屏蔽模块采用自支撑结构。为了减少屏蔽体顶部中间部分的下沉，在顶部上方设置若干根槽钢加强梁，有效地减少顶部钢板的变形。

屏蔽室底面采用3mm钢板，钢板经过剪切成形，形成单元拼接成标准模块。将钢板贴附压铆在龙骨框架上，地面龙骨采用方管或其他型钢焊接；做好后，表面要做防锈处理。

屏蔽室及隔离区域平面示意图，

图1 屏蔽室及隔离区域平面示意图

图2 屏蔽室三维示意图，供参考

        

         

     

图3屏蔽室实物图（屏蔽室外墙集成护墙板装修，室内墙面喷塑处理）

屏蔽室底面设计

由于屏蔽室的底面长期承受一定的载荷（如设备的搬运，产品出入等），为减少地板屏蔽体不应有的颤动和变形，屏蔽室底面采用3mm钢板+方管龙骨制作而成。车间地面设计受力为600kg/m2。

绝缘地坪采用5mmPP绝缘板焊接组成的隔离层，绝缘地坪尺寸：长7.5米×宽5.5米，试验区域与外界的绝缘电阻要求10kΩ以上，确保整个试验系统与车间没有任何电气连接，防止生产车间中其他电气设备的干扰信号通过静电耦合的方式传导到试验区域的地表或地下的金属件（如钢筋等），然后通过地线传入到测试回路中。

屏蔽室墙体设计

屏蔽墙体是用屏蔽模块连续拼接组成的六面体结构。墙体屏蔽模块采用镀锌钢板和矩形管型钢制作而成，屏蔽模块可以自行支撑。

屏蔽室顶部结构设计

屏蔽室顶部结构是由2mm镀锌钢板制作成屏蔽模块，屏蔽室的顶板安装在侧板内侧上方。为了分散屏蔽体的重量和减少屏蔽体顶部中间部分的下沉，在顶部上方设置若干根加强梁，有效地减少顶部钢板的变形，保证顶部两年内下陷 ≤8mm。

屏蔽室门设计

手动双开旋转屏蔽门尺寸：宽2米×高3米（一扇，试品进出）

1、 结构采用铰链转动，左右门扇均为旋转式，门设内外拉手，门的推拉开启力为150N。单层电磁密封片，密封片采用铍青铜材料加工成形，经真空热处理后达到较好的弹性和耐磨性。屏蔽密封片为可拆卸式每段长190mm，局部如有损坏易于更换，无需专业人员维修。

2、门扇关闭运行10000次无机械故障，屏蔽效能指标不下降。

3、屏蔽门关闭时，先关闭一扇后用插销固定，然后再关闭另一扇，左右门扇之间接缝也要加铍青铜密封片进行屏蔽处理。

4、屏蔽门门槛高度约50mm。

门上装有进出门电源控制通断开关。门关闭后，才能合闸做试验。试验中，门一旦打开，内部自动断电。

手动单开锁紧屏蔽门净尺寸：宽900mm×高1900mm（一扇，人员进出）

屏蔽室门是影响整个屏蔽室屏蔽效果的很重要部位，是保持屏蔽系统总性能免于退化的很薄弱部件，也是系统中单独可动部分，因此保持屏蔽门屏蔽效能的稳定性尤为重要。

（1）、结构采用铰链转动，插刀式手动式屏蔽门，双点锁紧机构，双层电磁密封密封片，密封片采用铍青铜材料加工成形经真空热处理后达到较好的弹性和耐磨性。屏蔽密封片为可拆卸式每段长小于198mm，局部如有损坏易于更换，无需专业人员维修。

（2）、插刀式屏蔽门的刀口采用黄铜板制作。

（3）、由于密封片和其接触部分（屏蔽门的刀口）均属同性材料，电位差一致，所以在互相接触点上不会产生电腐蚀，确保长时间的屏蔽效能。

（4）、锁紧装置按装在门框上部，在门框左边装有双点斜楔锁紧机构，斜楔座架的运行采用滚轮滑槽结构。

（5）、锁紧操作装置按装在门板中部，其齿轮机构大大减轻开启屏蔽门的力度，在门框左边装有双点斜楔锁紧机构，斜楔座架的运行采用轴承滑槽结构，运行平稳轻巧。

（6）、锁紧屏蔽门设计联动开启，室内外均可操作。

手动门材料：普通黄铜和铍青铜。

3.1.2、接地系统

屏蔽室的接地系统采用与工厂电网接地系统分开的单独接地的方式，即用绝缘地坪隔离和单独打接地极的单点接地。要求接地电阻不大于1Ω。（地线由需方负责，供方给予技术支持）

3.1.3、截止波导窗及通风系统

本方案选用六角形波导300×300，孔距4.2mm，截止频率为20GHz的波导窗2只。

在截止波导窗位置安装强制进出通风，实现屏蔽室内外的空气交换。整个屏蔽室采用1进风，1出风的方式。安装在控制室内。

3.1.4、屏蔽室内供配电及照明系统

电气设计施工原则：

根据屏蔽室使用要求及国家有关的设计标准，充分考虑屏蔽室内系统工作的性质和任务，以电源供配电的质量、可靠性和技术上的*性、人员工作环境的舒适性等为设计原则。

按照各设备用电负荷的大小，选择合适线径的电力电缆和不同容量的电源滤波器；选用低泄漏电流的电源滤波器，插入衰减与整个屏蔽室的综合效能一致；室内的电源采用穿管走线，按要求位置配置电源插座。

三相Yyn0连接，可以输出380V和220V电压，适应不同设备的需要。

电源经滤波器进入屏蔽室需要穿过屏蔽室墙面，穿墙的屏蔽管结构按照图4要求制作。

图4屏蔽管穿墙示意图

电源经电源滤波器，配电柜输送到屏蔽室内照明及各种用电设备。

按照使用要求，在屏蔽室的适当位置安装配电盒（PZ30—8~10P），内置设备用电源空开1只（380V/63A），仪器用电源空开1只（220V/16A），照明/空调用电源空开1只（220V/32A）。

照明开关2只（两组合式，把控制室灯和试验区域灯分开控制），试验区电源2+3插座（10A）3只，控制室空调电源专用插座（16A）1只，其它用电电源2+3插座2只。具体安装位置现场定。

屏蔽室顶部安装6只无电磁干扰的灯，其中试验区5盏，控制室1盏。供方根据安装高度，合理地确定灯具的间隙。保证屏蔽室内光线的均匀性。

3.1.5、室内装饰

装修设计依据

GB/T2887     《计算机场地通用规范》

GB50174             《电子信息机房设计规范》

GB/T9361     《计算站场地保障要求》

GB50222             《建筑内部装修设计防火规范》

机房楼层及现场实际情况

装修主要材料的选择

根据《电子计算机房设计规范》室内装修要求，所选材料应为阻燃或难燃

1、顶：喷塑处理；

2、墙面

室外墙面：上等洁净板装修；见图5。

室内墙面：喷塑处理；见图6。

地面：刷防锈漆；见图6。

控制室

控制室尺寸：长3米×宽2米×高3.5米，控制室面向试验区域设700mm（高度）×1000mm（长度）观察窗2套，观察窗采用通透的5mm+5mm厚度钢化玻璃夹不锈钢网，见图7。控制室隔断采用上等洁净板制作，另配备人员进出门一扇，尺寸为宽900mm×高1900mm。门上装有进出门电源控制通断开关。门关闭后，才能合闸做试验，如果在试验中，一旦打开，内部自动断电。

图5室外上等洁净板装修

图6室内喷塑处理+地面刷防锈漆

图7观察窗

室内电器照明系统

1、工作区域采用无电磁干扰照明灯具照明。

2、照明控制选用开关箱，开关控制。

3、屏蔽室内配置开关插座，合理安排灯具开关、插座、数量及位置，以确保照度达到要求。

4、试验区壁挂式空调需方提供，须在供方施工期间安装，放置于不影响设备位置，具体由双方商定。

四、双方合作事宜（LYPBS-V电力调试标准产品“互感器局放屏蔽室”易于维护，使用简单）

1、屏蔽室的选址须在双方共同协商下进行，屏蔽室在需方现场的位置须尽量避开大型强干扰源50米以上。

2、供方派员完成屏蔽室及底部绝缘地坪的制作。

3、供方在需方现场施工，安装调试过程中，需方应尽量提供供方无法携带的工具设备，如电焊机、氧气乙炔、起吊设备，以及其它材料、如设备连接电源线等。

4、需方把电源线引到局放屏蔽室所在位置。

5、需方尽量提供供方安装人员的工作餐。

6、若有需要，由需方、供方及有资质检测单位组成联合验收小组，对屏蔽室的屏蔽效能进行复测，性能应符合合同中有关规定的指标。

7、为保证测试公正性，如需第三方测试屏蔽室，测试结果合格，测试费用由需方负责；若测试结果不合格，测试费用由供方负责且供方须整改至合格，其产生的整修和二次测试费均由供方负责。

8、屏蔽室安装结束后由需方派出专人按双方制订的合同有关要求，对该工程的电气、装饰及其它配置设备进行验收。

9、在上述项目验收均合格后，供方将该工程交付给需方，验收工作结束。

10、屏蔽室部分需方负责项目

首套±800千伏特高压直流量子电流传感器在昆柳龙直流工程柳州换流站投入运行超过72小时，标志着我国电力领域第1个量子传感技术国家重点研发计划项目取得重大突破。

依托量子特性，这套传感器可以在-40摄氏度至+85摄氏度极端环境下，实现从毫安级到10千安级的超宽量程覆盖，成功将量子精密测量技术拓展到常规工业温度范围，为量子科技进入更多的工业领域打开想象空间。

今年政府工作报告提出，因地制宜发展新质生产力，培育壮大量子科技等产业，并强调要通过“新技术新产品新场景应用示范”推动传统产业改造升级。

对于电网而言，传感器犹如人体的神经末梢，无时无刻不在感知和测量各类数据，及时显示“健康指标”。传统电流传感器容易受复杂天气、强电磁环境等因素影响，在测量精度、抗干扰能力方面存在不足。

在国家战略指引下，南方电网公司联合中科院上海微系统所等国内20余家科研单位、设备厂商历经1年半时间，联合攻克了量子态调控、极端环境封装等世界的级别技术难题。

南方电网公司输配电部副总经理介绍，基于金刚石氮-空位色心的量子传感机理，量子态稳定控制技术的应用能够在高电压、-40摄氏度至+85摄氏度等极端环境下保持高精度测量。相比传统的电流传感器，精度提高了近4倍，不管直流处于空载还是重载状态，都可以实现高精度监测，并实时传递到后台，为特高压直流输电系统提供极高的测量可靠性保障，标志着我国直流输电系统进入“量子精度”时代。

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