梁基重 葛 健 宋建成 徐玉东 刘 宏 钟黎明 刘奇峰

(1 国网山西省电力公司电力科学研究院 太原 030001)

(2 国网吕梁供电公司 吕梁 033000)

(3 太原理工大学 矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室 太原 030024)

0 引言

随着国民经济的不断发展，气体绝缘组合开关(Gas insulated switchgear,GIS)在高压输电系统中起到越来越重要的作用[1−3]。盆式绝缘子与两侧GIS 气室通过螺栓进行紧固连接，是GIS 中最薄弱的环节，其性能优劣直接影响着GIS 运行的安全性和可靠性[4−6]。据国家电网公司统计，近10 年来，GIS 故障共发生183 起，其中252 kV 电压等级GIS故障发生率最高，达到56.3%[7−9]。在所有故障类型中，由盆式绝缘子导致的GIS 故障占比11%。螺栓松动引起盆式绝缘子受力不均而产生故障是主要原因之一。而绝缘子受力不均主要是断路器正常和故障状态分合闸振动及检修安装时螺栓预紧不到位所致[10−11]。这些因素会造成盆式绝缘子法兰部分应力集中，进而使环氧盆体受力不均造成变形开裂，最终导致GIS 漏气、局部放电甚至绝缘子沿面闪络等故障，发生大面积停电[12−13]。因此，检测盆式绝缘子螺栓的松动状态对发现绝缘子应力异常具有重要的现实意义。

对于螺栓松动的检测，国内外学者进行了一些研究，常用的检测方法有扭矩扳手法、振动响应法、应力应变法等。扭矩扳手法由于实际工程中螺栓数量巨大且存在隐蔽部位螺栓预紧力无法检测的情况[14]，故仅适用于螺栓的抽检试验当中；振动响应法基于不同螺栓预紧力下螺栓阻尼、刚度和固有频率会发生变化的原理对螺栓松动进行检测，但这种方法仅适用于螺栓松动极其严重导致结构模态参数发生明显变化的工况[15]；……