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高压电缆缓冲层烧蚀缺陷特征气体红外光谱分析仪
发布时间: 2025-05-26
基本信息
合作方式：
委托开发
成果类型：
新技术
行业领域：
新能源产业,智能电网产业
成果介绍
目前城市输电网电缆化率已经超过90%，但国内广泛使用的皱纹铝套电力电缆普遍存在缓冲层烧蚀隐患，近年来导致的电缆本体故障占总量的80%，造成巨大的经济损失。然而，目前缓冲层烧蚀缺陷检测技术落后，无法满足巨量在运电缆隐患排查需求。针对现有检测存在检出率低、检测速度慢、操作复杂、安全性差等问题，基于傅里叶变换红外光谱（FTIR），结合数据驱动技术，于国内外率先提出基于特征气体的缓冲层烧蚀缺陷检测方法，研制国内首台具有完全自主知识产权的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷特征气体红外光谱分析仪，实现了烧蚀特征气体的快速、精准检测。装置通过自主研发的高灵敏度光学系统与智能分析算法，可在现场60秒内同步检测CH4、C2H6、C3H8、C2H4、C2H2、CO、H2七种特征气体浓度及温度、湿度、气压参数，检测效率较传统色谱法提升30倍且无需载气辅助，重新定义行业效率标杆。装置通过基线校正与特征峰分离技术，集成智能气路切换与自动化采样系统，攻克了基线漂移、交叉干扰等难题，以“分钟级响应、实验室级精度”填补行业技术空白，成为电力运维领域高效排查电缆隐患的终极解决方案。
成果亮点
目前国内外暂无高压电缆缓冲层烧蚀特征气体的现场检测装置，成果首次将红外光谱应用于烧蚀气体分析，填补了行业空白，具有以下亮点：
（1）首创的FTIR快速诊断技术体系
通过自主研发的高灵敏度光学系统与智能分析算法，实现多组分烧蚀特征气体的60秒极速检测，较传统色谱法提速30倍。集成智能气路切换系统，响应时间小于200ms，攻克传统方法载气依赖、特性漂移等难题，首次实现“一键式”电缆烧蚀缺陷诊断。
（2）独创多组分混合气体光谱分析方法
开发缓冲层烧蚀特征气体的预处理、特征筛选和定量分析算法，攻克噪声影响、基线漂移、交叉干扰等难题，实现CH4、C2H6、C3H8、C2H4、C2H2、CO、H2七组分特征气体的精准检测。
（3）多维度智能分析平台
开发高压电缆缓冲层烧蚀特征气体分析软件，实现参数配置、系统控制、光谱处理及环境参量检测功能。采用传感器采集烧蚀气体的温湿度和气压，综合运用数据分析、多源信息融合与专家系统，加入多参数动态补偿算法，消除环境波动对检测结果的影响，实现了环境参数与光谱数据的智能融合，为电缆缺陷诊断提供了更精准的量化依据。
团队介绍
项目团队近年来在高压电缆缓冲层烧蚀缺陷的机理研究、检测方法和装备研究等方面处于国内领先地位，攻克了缓冲层烧蚀缺陷防治关键技术及装备的一系列重大核心技术问题，经陈维江院士团队鉴定处于国际领先水平。主要成员：
（1）任志刚，国网北京电科院电缆技术研究所主任，教授级高级工程师，全国电网设备带电检测技术委员，国家电网公司优秀专家人才后备，负责总体技术路线。
（2）段大鹏，国网北京电科院副院长，教授级高级工程师，首都国家安全智库专家、国网公司检修专业领军人才、国网公司优秀工程技术专家，负责项目推广应用。
（3）汤晓君，西安交通大学教授，博士生导师，智能检测与系统研究所所长，气体检测领域专家；
（4）李建英，西安交通大学教授，博士生导师，高压电缆领域专家；
（5）门业堃，高级工程师，从事高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测及修复技术研究工作。负责项目相关核心技术开发及装备试点应用。
（6）范喆，博士研究生，工程师，从事高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测及修复技术研究工作。负责设备测试和现场应用。
（7）李晓杉，西安交通大学博士生，主要负责硬件研发、性能指标测试、现场实验。
成果资料
产业化落地方案
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