亿森开关柜局部放电在线监测系统
开关柜及其内部高压设备局部放电在线监测装置功能介绍
开关柜及其内部高压设备局部放电在线监测装置功能介绍高压开关柜及其内部设备的稳定运行直接影响电力行业的正常生产。
可是，这类设备在运行过程中，不可避免遭受电、热、机械与环境等各类因素的影响，其绝缘介质不断劣化，使运行状态不好，甚至出现各种故障，引发局部甚至大面积停电，造成非常大的直接或间接经济损失。
伴随着绝缘介质劣化，性能降低直到绝缘击穿需要一定的时间，选用局放在线监测的方法可以实时掌握设备的绝缘状况，预防火灾等严重事故的发生。
对此，公众智能研发了开关柜及其内部高压设备局部放电在线监测装置，下面和小编一起了解下此产品功能。
产品功能局部放电在线监测系统适用于IOKV及以上电压等级开关柜及其内部高压设备的局部放电在线监测，能实时显示各个监测点局部放电幅值、频次、确定放电点相对位置、峰值、均值、噪声水平以及脉冲周期数数据，必要时给出报警，及早发现绝缘缺陷并进行预警、密集跟踪监测和趋势分析，对于瞬发故障进行录波，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为开关柜的检修工作提供依据；设备具备24h全程监测局放活动及趋势功能,通过局放软件可实现对数据采集间隔时间自行设置；设备具备就地数字化功能：采集装置可对局放信号进行就地数字化，极大程度上简化了数据处理，保证数据传输的准确性；设备通信功能：采集装置和站控层交换机之间采用485总线进行通讯，采用响应召唤模式进行传输；局放在线监测设备具备自检和故障告警功能，包括传感器自检、通信自检等，一定程度上避免事故的发生；局放采集装置采集速率快、可进行频率分析及联合报警。
局放采集装置采用模拟滤波、脉冲分组、周期脉冲剔除、设置动态阈值等综合抗干扰措施，使测试数据真实可靠。
系统综合多种检测方法（特高频、超声波、TEV）能实时显示各个监测点局部信号确定放电点相对位置，能及时发现开关柜的绝缘缺陷；采集装置采用单根数字总线和供电一体化多芯电缆进行连接，具有最小化的布线数量，极大减少在开关柜上的走线数量和复杂程度，监测设备对原设备的影响降到了最低；局放在线监测系统采用了我公司特有的“异常周期数〃统计法，可排除干扰开关操作造成的瞬时脉冲冲击干扰。
高压电缆局部放电在线监测系统
高压电缆局部放电在线监测系统高压、超高压电缆局部放电在线监测系统主要用于监测发生在高压电缆、GIS以及与其相连高压设备中的局放信号，预测该局放的发展趋势，预防突发性的电气事故，为设备的状态检修和维护提供有效的数据依据。
该系统是一个独立的、紧凑型多功能分布式高频局放同步检测系统，采用光纤组网方式进行数据传输，实时在线监测电缆系统局部放电，通过高压电缆局放分析系统来评估系统的绝缘状态。
系统基于高频脉冲电流法测量局放的原理而设计，通过高频电流传感器（HFCT）和100Mbps采样率采集局放源点激发的脉冲电流信号。
二、技术特点
（1）采用高频脉冲电流法原理，通过高频电流传感器测量局放信号；
（2）局放监测装置可以通过单模光纤级联，组成光纤环网，控制计算机通过总线控制单元管理所有装置，进行长电缆线路分布式局放检测，各监测装置之间实现完全电气绝缘。
光纤长度可达20km；
（3）可以进行电缆线路局放在线监测；
（4）供电电源使用AC220V市电；
（5）分析软件采用可视化方式展示局放图谱，如二维q-φ, N-φ, N-q和三维N-q-φ；
（6）可生成测试报告，用于存档或运维问题追溯。
注意事项
1)严禁在局放传感器输出端处于短路状态下在接地线上合上局放传感器，在合上局放传感器前，需确认其输出端是否短路；
2)传感器应牢固固定于接地线上，若接地线过细，可使用绝缘胶布缠绕数层后再使用电流互感器；。
开关柜局部放电智能在线监测系统的研究及应用
的认 可。
展， 社会对供电可靠性提出了更高的要求 。国务院早 在 ２０ ０６年 ２月 发布 的 《 国家 中长 期科 学 和技 术发 展 规划纲要》 超大规模输配 电和电网安全保障被列 中，
为能 源这 一重 点领 域 中 的优 先 主题 【 ｌ ＿ 。电力设 备 安 全
障， 有一部分来 自开关柜本身的质量 问题 ， 更重要的 原 因在 于 目前缺 乏针 对 开关 柜 的有 效监 测 手段 ， 避 如
免 一 次开 关 柜 事 故 而挽 回 的直 接 及 间 接经 济 损 失 均
的。 因此对 开关 柜放 电的检测 ， 于开关 柜 的故 障 综 对 合 诊 断 、 期 预 警 以及 电弧 光 监测 、 护 人 员 和设 备 前 保
安 全均具 有较 大很 大 的意义 。
在 人 民 币百 万 元 以上 ， 此 ， 文提 出的 是研 发 一 套 为 本 智 能 开关 监 控 系统 能 够对 开关 的触 点 进行 精 确 的温
度 测量 ， 放 电进行 测 量 ， 自动获 取 相关 的电压 、 对 并 电
２ 基 本 原 理
１ 开关柜故障原 因分析
１ ）高 压 开关 柜 的运行 环 境较 差 ，经 常 受诸 如粉 尘、 烟雾 、 蒸气 等 的侵 袭 ， 得 绝 缘 层 表 面被 腐 蚀 ， 使 生 成 导 电物 ， 成绝 缘缺 陷 ， 而导 致故 障 ， 至严 重威 构 从 甚
胁 到高压 开 关柜 的运行 安 全 。根 据 １ ８ ９ ９～１ ９ ９ ２年 全
技 ． ． ； ｊ ｛ 耸
科 技 经 济 市场
开关 柜 局 部 放 电智 能在 线监 测 系统 的研 究及 应 用
高压开关柜局部放电在线监测系统设计与应用
高压开关柜局部放电在线监测系统设计与应用摘要：随着电网规模迅速扩大，由开关柜故障造成的经济损失也呈逐年上升态势。
国内外运行经验和研究成果表明，大部分高压开关柜事故是由绝缘问题引起。
局部放电是加速电力设备绝缘劣化的主要原因，同时也是表征绝缘状态的最有效手段。
通过局部放电实时在线监测，可定性或定量分析绝缘劣化程度，对预测开关柜运行寿命、保障其可靠运行具有十分重要的意义。
目前，应用于高压开关柜局部放电检测的方法主要有暂态地电压法、特高频检测法及超声波检测法等。
以上方法所测得信号皆为局部放电过程产生的伴生信号，检测结果与视在放电量之间并无直接联系，仅可做定性分析而无法定量校准；同时，由于现场运行环境强电磁干扰源多，实际局放信号幅值小，消噪难度大，若滤波器带宽选择不当，还易造成采集信号发生畸变。
鉴于以上情况，亟待寻找一种局放测量新方法用于开关柜局部放电在线监测。
关键词：高压开关柜；局部放电；脉冲电流法；在线监测引言开关柜作为变电站内的一次设备，其数量最为庞大，是站内与用户联系最为紧密的设备之一，一旦因设备故障造成相关线路停电，将严重影响供电可靠性。
柜内绝缘件受潮、老化等各类绝缘缺陷，是引起运行中开关柜故障的最主要原因。
开关柜的绝缘故障通常有一个发展过程，其前期会以局部放电(简称“局放”)的形式表征出来。
通过局放检测技术对潜在的缺陷进行预警并告知检修人员处理，能够有效避免事故的发生。
1开关柜局放信号提取1.1超声波信号提取由于开关柜局放是电荷的快速释放和迁移过程，而电荷在释放以及迁移的过程中，放电位置周围的电场及机械应力会发生变化，导致粒子力打破平衡状态，并发生粒子振荡变化。
由于快速振荡的粒子会引起放电位置周边介质的振动，会有声波信号产生，因此基于此理论实现开关柜局放过程中的超声波信号提取。
1.2电磁波信号提取根据麦克斯韦电磁场理论，当介质中产生局放时，介质中电场会发生变化，由于电场的变化，会导致磁场发生变化，之后，在变化的磁场中会感应出电场，由于电场与磁场的交变相互激发，并不断向外传播信号，就形成了电磁波。
高压开关柜局部放电在线监测装置的设计
高压开关柜局部放电在线监测装置的设计摘要：本文从信号耦合器、仪表软件系统、仪表硬件系统等方面着手探讨高压开关柜局部放电在线监测装置的设计，提高系统检测灵敏度和抗干扰能力，确保高压开关柜局部放电定量检测的需求得到满足。
关键词：高压开关柜；局部放电；在线监测装置；设计高压开关柜属于相当重要的输配电设备，其运行的安全性对供电系统的可靠性造成较大的影响。
近年来电网规模不断扩大，开关柜故障问题并不少见，给企业造成较大的损伤。
因此，设计人员要想确保开关柜稳定运行，很有必要探讨有效的设计对策。
1高压开关柜局部放电在线监测装置的设计对于高压开关柜的局部放电设计，在线监测系统主要构成部分为监测仪表和信号耦合器。
其不同于传统的脉冲电流法监测，其最大的区别在于在柜体的内部固定安装了耦合电容C k和检测阻抗Z d等信号耦合器，柜体同行运行且存在局部放电的问题，耦合器掌握了实时传递放信号方面的特点[1]。
系统设计耦合器输出端时常用的传输模式为同轴线缆传输，处理了3路模拟信号和检测仪表之后，给出了局放报警、基本参量的显示等信息，便于现场运维人员对设备绝缘的状态进行及时了解。
1.1信号耦合器高压开关柜局部放电传感装置设计的主要构成部分有几个：一是过压保护模块。
系统运行的过程中容易受到天气影响，增加了雷击设备的发生率[2]。
不同于传统的压敏电阻、亚敏电阻保护、气体放电管保护等，二者串联后的结电容更小，可以有效降低传感装置灵敏度的影响。
虽然串联间隙的击穿电压有着不同操作波形下的离散形，可能出现降低保护的可靠性或无效保护的问题，但是这个过程中同样可以确保气体放电管可以发挥开关开合的作用。
若没有暂态过压作用，就会导致亚敏电阻和整个系统完全被隔离，不仅没有泄露电流，而且还能对亚敏电阻性能恶化起到有效的减缓作用。
二是阻抗模板检测。
一般来说，局放测量的检测阻抗类型一共有两类，即RC型和RLC型。
统计某个单位时间内的局放脉冲数的过程中，需要进行统计且要求分析脉冲波形时，常用不会引发振荡的RC型检测阻抗；受到反干扰要求，且测量仪表的放大电路前端有调谐滤波器和带通滤波器时，可以选择RLC型检测阻抗。
开关柜局放在线监测系统产品功能介绍
开关柜局放在线监测系统产品功能介绍当高压开关柜及其内部高压设备（如PT、CT、母排、电缆接头等）由于绝缘故障而产生局部放电（局放）时，局部放电过程中往往伴随有脉冲电流、电磁波、超声波、光、臭氧、热等物理或化学现象以及相应的过程，我们检测时以特高频为主要的检测指标。
局部放电特高频检测技术是一种非接触的检测方法，依据是“电磁场〃的原理，它通过天线传感器接收局部放电过程中辐射的特高频电磁波，从而实现局部放电的检测。
每组开关柜配置一套局部放电采集主机，每套主机最多可监测8面开关柜。
根据不同用户及现场需求，陕西公众智能专门研制了多种开关柜局放监测技术及实现方案，典型的装置结构如下图。
产品功能局部放电在线监测装置适用于IOkV及以上电压等级开关柜及其内部高压设备的局部放电在线监测，能实时显示各个监测点局部放电幅值、频次、放电总能量、确定放电点相对位置,必要时给出报警，及时发现开关柜的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为开关柜的检修工作提供依据。
装置最小测量放电幅值：2pC,放电脉冲的时间分辨率为IOp1S,相位分辨率为0.18。
信号处理功能：传感器感应到的放电信号，经过降噪处理后，由局放采集器进行信号采集处理，再通过485总线通信方式将数据上传至上位机。
远程测量功能：系统将各监测单元安装于开关柜仪表室，在监控主机上可通过监测软件实时监测各测点的放电信息。
实时数据显示及查询功能：软件界面上可以显示多个测量通道的实时数据，并能查看相关历史数据等信息。
谱图显示功能：系统软件可以显示PRPS、PRPD放电谱图，局放谱图可以进行设置，如相位叠加，方便用户对数据的诊断。
良好的抗干扰功能：系统具有硬件和软件滤波，大幅度降低背景噪声影响。
报警功能：系统具备实时报警功能及报警查询功能。
平台对接功能：如有需要，系统具备与其他平台对接功能。
开关柜局放在线监测
开关柜局放在线监测
开关柜是电力系统中非常重要的组成部分，其作用是控制和保护电力设备。
现代化的开关柜不仅可以提供稳定的电力供应，还能实现远程监控和操作。
如果出现故障或异常情况，开关柜局放在线监测可以快速检测到并及时处理，确保电力系统的正常运行。
开关柜局放在线监测是一种非接触式的监测方式,通过在开关柜中内置传感器和通信设备，可以实时监测开关柜内部的运行状态和温度变化等关键参数。
当开关柜出现过载、短路等异常情况时，监测系统会及时报警，防止故障扩大，确保设备和人员的安全。
此外，监测系统还可以进行远程数据采集和分析，为电力运营商提供实时的数据支持和决策参考。
开关柜局放在线监测系统具有以下特点：首先，它可以将开关柜状态及时传递给相关部门或工作人员，提高了信息传递和处理的效率。
其次，该系统可以实现自动监测和报警，减少了人为操作的风险，提高了安全性。
另外，开关柜局放在线监测系统还可以对开关柜内部的运行参数和电气连接状态进行监测和分析，并根据数据提供开关柜的运行状况评估和预测,为电力系统的运维提供数据支持。
开关柜局放在线监测系统具有良好的可靠性、实用性和适用性，在电力系统的维护和管理中发挥着重要的作用。
未来随着智能化和互联网技术的发展，开关柜局放在线监测系统将不断升级和改进，为电力系统的安全和稳定运行提供更加可靠的保障。
GIS局部放电在线监测实施方案
GIS局部放电在线监测实施方案一、背景气体绝缘金属封闭式开关设备（Gas Insulated SwitchGear，GIS）是一种在高压输配电系统中广泛应用的重要设备，具有小体积、大容量、高可靠性等优点。
然而，由于操作环境的变化、设备老化和制造质量等原因，GIS设备局部放电问题经常发生，可能导致设备故障和甚至事故，给输配电系统安全稳定运行带来风险。
为了及时发现GIS设备的局部放电问题，避免事故发生，需要加强对GIS设备的在线监测，提高设备的可靠性和安全性。
本文将提出一种GIS局部放电在线监测实施方案，以指导GIS设备的日常维护和运行管理工作。
二、实施方案1.系统概述GIS局部放电在线监测系统由传感器、数据采集装置、数据传输设备和监测中心组成。
传感器主要用于采集GIS设备中的温度、气体特性等数据，数据采集装置将传感器采集到的数据传输到监测中心，监测中心对数据进行分析和处理，实现对GIS设备的实时监测和远程管理。
2.设备选型在选择GIS局部放电在线监测设备时，需考虑设备的精度、灵敏度、稳定性等参数，确保设备能够准确地监测GIS设备的局部放电情况。
同时，还应考虑设备的适用性、可靠性和维护便捷性，选择具有良好性价比的监测设备。
3.安装布线在安装GIS局部放电在线监测设备时，需按照设备厂家的要求和技术规范进行布线和安装，确保设备能够正常运行。
同时，还需考虑设备的避雷防护和防护措施，确保设备在恶劣环境下也能正常运行。
4.系统联调在安装完GIS局部放电在线监测设备后，需进行系统联调和调试，确保监测设备和数据采集装置的正常运行。
同时，还需对监测中心进行调试和测试，确保系统可以实现对GIS设备的实时监测和远程管理。
5.系统使用在系统联调调试完成后，需对GIS设备的局部放电进行定期监测和分析，及时发现GIS设备中的问题，采取相应的措施进行处理，确保GIS设备的安全可靠运行。
同时，还需对系统进行定期维护和保养，确保系统长期稳定运行。
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开关柜局部放电在线监测系统
技
术
资
料
福州亿森电力设备有限公司
一、系统概述
该系统是一套用于探测、分析并连续监测高压开关柜中局部放电信号的在线监测装置。
如下图所示，系统中主机用于处理从UHF传感器获取的信号并将其数字化，而采用上位机进行局放信号的筛选、分析并完成局放脉冲数值记录、监测局放量发展状况等功能。
二、系统组成
1后台系统操作系统
Windows XP/2000
后台监控显示软件及电脑
2传感器
UHF传感器
噪音传感器
3本地主机局放信号采集及局放信号高速数字转换传感器信号放大
与后台通信上传数据
该装置所采用的传感器为特高频(UHF)传感器，随时检测伴随局部放电产生的电磁波辐射脉冲信号。
而由于UHF特高频传感器单独安装于金属开关柜内，故仅对本开关柜内的电气局放故障作出相应，而不会受相邻开关柜内信号及变电站现场其他相关信号的干扰，有效实现了对各个开关柜内实际局放情况的连续监测。
系统中的本地主机包括CPU、ADC插板、信号处理插板、主板、电源及机箱等部件。
主要功能有：信号放大、信号处理（如：数字滤波、波形测量、脉冲记数、波形数据以及数据传输等）。
三、功能特点
1、局放脉冲信号检测、报警、计数
2、局放相位脉冲及幅值显示
3、各相位脉冲数分布分析
4、自动噪声水平检测
5、局放监测数据通过RS-485总线上传到监控后台
四、技术参数
科目性能指标
检测带宽10MHz-100MHz
灵敏度5pC
检测通道4通道
天线原理特高频UHF天线
匹配阻抗50欧姆
连接电缆同轴电缆
使用寿命》30年
通信方式RS-485总线
安装位置母线室
开关柜局部放电在线监测系统简介
前言：
高压开关柜是使用极广且数量最多的开关设备。
由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，
因而事故率比较高，在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故
多发生于10千伏及以上电压等级，造成的后果也很严重。
特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现
事故，殃及邻柜的现象更为突出。
因此，迫切需要对开关柜
实行状态检修，对设备运行状况进行实时在线监测，根据设
备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时间和措施，减
少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性
及自动化程度。
高压开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压
闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击闪、击穿、
爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。
各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，因此通过在线监测局部放电来判断绝缘状态是实现开关柜绝缘在线监测和诊断的有效手段。
本系统采用声电联合检测方法，即通过同时检测局部放电产生的暂态对低电压（TEV，国内俗称地电波）和超声波信号实现对开关柜绝缘状态的监测。
一、局放产生
局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。
电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。
虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。
若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。
对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。
因此，对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。
基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现
象的研究，各种局部放电检测技术应运而生。
局部放电检测技术中也相应出现了电检测法和光测法、声测法、红外热测法等非电量检测方法。
近年来，随着局部放电检测技术的提高和进步，采用声电联合监测是目前采用较广泛的方法。
事实证明，该方法能够有效检测表面放电、沿面爬电、尖端放电、内部放电、电晕放电等多种类型放电。
二、系统概述
本系统是一套用于探测、分析并连续监测高压开关柜中局部放电信号的在线监测装置。
从结构上分为三级架构，变电站级、监管中心级和远程用户级。
变电站级由TEV传感器、超声波传感器、监测终端和现场数据采集服务器够成。
TEV传感器用于接收局部放电在开关柜柜壁产生的暂态对地电压信号；超声波传感器用于接收局部放电在空间产生的超声波信号；监测终端用于两路传感器信号的连续实时采集、数字化处理，现场报警等，并与现场数据采集服务器通信，完成数据上传；现场数据采集服务器用于连续采集、存储监测终端所上传的数据，将数据打包、加密，并与位于监管中心的数据库服务器通信，完成数据上传。
变电站级架构如图1所示。
图1 系统变电站级架构
监管中心级由数据库服务器和WEB服务器构成。
数据库服务器用于接收现场数据采集服务器上传的数据，实现数据海量存储、监测显示、分析预警、数据挖掘、设备统一管理、产生各种类型报表等功能；WEB服务器主要实现监测数据及数据分析、挖掘结果的WEB发布。
远程用户级由数据最终用户构成，远程用户通过访问WEB服务器，可以及时了解变电站开关柜绝缘状态，根据数据处理结果及时做出判断，采取有效措施。
系统总体架构如图2所示。
远程用户
监控中心
WEB 服务器数据库服务器以太网
图2 系统总体构架图
三、 系统特点简要分析
1、系统运行安全
安装于开关柜内的设备均采用微型化设计，设备设计尺寸小，完全符合开关柜在电气安全距离方面的要求，而且设备安装简易，无需破坏开关柜原结构。
设备与现场数据采集服务器之间可实现无线通讯。
2、数据获取准确
现场数据的准确获取是状态检修工作的基本保证，没有准确的现场监测数据，状态检修将无从谈起。
然后由于开关柜现场工作环境复杂，噪声大，这些都给局放数据的准确获取带来挑战。
本系统从以下几个方面保证数据获取的准确性。
（1）传感器、监测终端都内置安装于开关柜，有效降
低开关柜外界噪声以及相邻开关柜对监测结果的影响；
（2）监测终端自动连续工作，无需人工干预，有效降低人工干预对监测结果的影响；
（3）从硬件和软件两方面均进行抗干扰设计，保证局放信号的有效提取。
3、数据分析全面
监测数据分析是状态检修工作的关键。
由于从现场获取来的数据时海量的，杂乱无章的，针对这些庞大的数据，系统设计了多种数据分析算法，对数据从多个角度进行全面分析，从而保证对开关柜绝缘状态的准确掌握。
另外系统还设计算法对海量数据进行深度挖掘、预警分析，对开关柜将来一段时间的绝缘状态做出预测，并最终形成分析报告，指导检修措施的采取。
4、设备管理统一
由于开关柜数量巨大，分布广泛，如何对开关柜进行统一的管理一直是个难题。
本系统数据管理软件设计采集并处理每一面开关柜的信息，并专门设计有设备管理模块，从而可以有效实现开关柜设备统一管理。