利用暂态地电压传感器(TEV)在线实时监测开关柜的局部放电
开关柜局部放电在线监测系统简介
开关柜局部放电在线监测系统技术资料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。
应用暂态地电位对金属封闭开关设备在线检测检测诊断规程V1.0资料
应用暂态地电位对金属封闭高压设备进行在线检测诊断规程（试行）河南省电力公司郑州供电公司2009年8月1范围本标准规定了用暂态地电位(TEV)法在线进行3~35kV交流金属封闭式开关设备的绝缘检测：本标准适用于电力行业中具有电流、电压导致局部放电的金属封闭开关设备。
注：1）只要设备内由局部放电产生的暂态对地电压（TEV）信号不被金属封闭外壳所完全屏蔽的设备，均属于有效的检测对象，例如金属封闭开关柜、环网柜、电缆分支箱、电缆中间箱及电缆终端箱等。
2）本标准仅对电压等级为3～35kV的设备进行规定。
2引用下列标准所包含的条文，通过本标准中引用而构成为本标准的条文。
DL 417-91 电力设备局部放电现场测试导则DL/T 596-1996 电力设备预防性试验规程Q/SCSG 1 0007-2004 电力设备预防性试验规程DL/T620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T404-1997 户内交流高压开关柜订货技术条件GB3906-1997 3~35kV交流金属封闭式开关设备GB/T16927.1-1997 高电压试验技术一般试验要求GB/T16927.2-1997 高电压试验技术试验程序IEC1000-4：1995 电磁兼容性（EMC）3名词述语及定义本标准采用下列定义3.1带电设备Alive equipment传导负荷电流（试验电流）或加有运行电压（试验电压）的设备。
3.2局部放电partial discharge局部放电是指电气设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电。
局部放电分为绝缘材料内部放电、表面放电、导体尖端放电。
注：导体（电极）周围气体中的局部放电有时称为“电晕”，这一名词不适用于其它形式的局部放电。
“游离”是指原子与分子等等形式的电离，通常不应把“游离”这一广义名词来表示局部放电。
3.3暂态对地电压信号（TEV）Transient Earthed V oltage（TEV）3~35kV交流金属封闭式开关设备绝缘系统发生局部放电时，接地的金属柜外表之间存在容性放电电量，并对地产生瞬时电压值（通常为毫伏级的）；又称暂态地电位。
利用暂态地电压传感器(TEV)在线实时监测开关柜的局部放电
开关柜在供配电系统中占据着十分重要的地位，其运行可靠性直接影响供电系统的安全性。
开关柜在运行中，由于不可避免地受到电、热、机械和环境等各种因素的影响，其绝缘介质不断劣化，使运行状态不佳，甚至发生各种故障，引起局部乃至大面积停电，造成巨大的直接和间接经济损失和社会影响。
导致绝缘介质劣化的原因较多，如长时间的强电场产生的电离腐蚀，机械高频振动造成的绝缘磨损，热效应引起的介质老化分解以及绝缘受潮等。
绝缘介质劣化，性能降低以至于绝缘击穿有一个发展过程，这就使绝缘在线监测具有现实有效意义。
国电西高研发的开关柜局放在线监测系统采用速慧（smart quick）智能化电力测试系统（软著登字第1010215号、商标注册号14684781），HVHIPOT公司引进国际先进的高速DSP数字处理技术及软件处理技术使我们的监测系统采集速度快准确，是电力系统开关柜局放在线监测最经济可靠的解决方案。
二、局放监测单元局放监测单元采用的密封箱，监测单元内布置有高速数据采集模块、电源模块、信号滤波模块、嵌入式计算机模块及相关辅助单元和接口。
1、采集单元性能指标，如下：输入通道：2路同步（可以扩展至16通道），单端接地方式带宽限制：100k--100MHz的模拟输入带宽可选采样速率：100MS/s单次采样触发方式：外触发或电源触发供电电源：220VAC额定功率：10W工作温度：-20℃~75℃通信协议：TCP/IP网络协议2、传感器类型：TEV信号采集：电容耦合频率范围：3M~60MHz测量范围：0~60dB/mV;三、硬件使用说明局部放电在线监测系统硬件的具体操作步骤：a．在使用前应确保系统各个模块连线正确。
具体连线：分别从每一相的接地传感器防水接头用同轴电缆线引出信号线分别连接在采集单元侧面板上的对应各个口。
接好相应的光纤接口或网口。
连接好电源线b．数据服务器的安装在标准机柜上注意数据服务器一定要与检测装备在同一局域网内，即用同一网关。
局部放电在线检测在中低压开关柜的应用分析
局部放电在线检测在中低压开关柜的应用分析作者：李三明来源：《科学与信息化》2018年第23期摘要中低压开关柜是电力系统运行体系中比较重要的组成部分，其会对电力系统的运行质量产生决定性的影响。
由于各方面因素的影响，导致中低压开关柜在运行过程中难免会遇到各种故障，此时可以借助局部放电在线检测对故障进行检测。
关键词中低压开关柜；局部放电；在线检测；应用效果前言目前，在我国配网系统中，中低压开关柜是应用概率比较大的电气设备，一旦其出现绝缘劣化、接触不良、绝缘缺陷等问题，不仅会对中低压开关柜的正常运行产生影响，还会危及配网系统的运行效率。
为了更好地确保中低压开关柜的安全、高效运行，采取有效措施对其故障问题进行检修，并采取针对性的方法给予解决。
如今，随着科学技术的发展，局部放电在线检测开始被广泛应用于中低压开关柜故障诊断之中，并取得了不错的检测效果，本文将会以某供电局为例来对其进行分析。
1 局部放电及暂态对地电压（TEV）1.1 局部放电概述对于配网系统中的高压系统组件而言，其在正常运行过程中，可能会因为绝缘介质中存在杂质或气泡而导致局部放电发生或局部场强增大，如果任其发展将会诱发绝缘损伤，严重的时候还有可能引发安全事故。
同时，大部分机械破坏如果未采取有效措施给予处理也有可能引发局部放电现象。
1.2 暂态对地电压（TEV）中低压开关柜如果出现局部放电现象时，将会导致放电电量在与放电点相邻的接地金属位置进行聚集，产生电流脉冲，随后将会逐渐向四周传播。
对于内部放电而言，其所产生的放电电量一般会在接地屏蔽的内表面进行聚集，但是如果屏蔽层是连续的，将不能在外部准确的检测到放电信号[1]。
2 局部放电在线检测及定位原理如果中低压开关柜在运行过程中发生接地绝缘局部放电现象时，将会在接地金属壳与导电系统之间出现电容性的放电电量，其持续时间比较短，通常情况下只有几纳秒而已，而且所产生的放电量一般只有几兆分之一库伦。
在这样的情况下，只能把被检测的设备看作为传输线，而不能看作为一个整体。
海上平台开关柜绝缘在线监测系统研究与应用
海上平台开关柜绝缘在线监测系统研究与应用摘要：为预防海上采油平台开关柜绝缘安全事故的发生，本文结合了暂态地电压、超声波以及光纤光栅测温检测技术，设计一套开关柜绝缘在线监测系统。
该系统实现了对开关柜的触点温度和局部放电状态进行实时监测并对其绝缘状态进行评估，使设备维护实现了由“定期维修”转变为“状态维修”，大大节约了人力和长期维护成本。
关键词：开关柜；局部放电；暂态地电压；超声波；光纤光栅0 引言近年来，随着我国海上油气资源开发力度的逐年加大，海上采油平台电力电缆绝缘击穿、中低压开关柜节点触头烧毁等绝缘故障造成的安全事故屡有发生。
以1990～2001年为例，全国开关柜共发生事故1659次，其中仅绝缘造成的事故就有626次，占故障总数的38%[1]。
开关柜直接承担着油气生产、集输、人员生活等各项工作的正常操作和运行，一旦发生绝缘故障，不仅影响电力设备寿命，严重时会造成停产、爆炸甚至泄漏事故，对人员生命和海洋生态环境造成极大影响，也为石油生产企业带来巨大的经济损失。
研究表明[2]，绝缘介质在发生击穿前都会产生局部放电，因此局部放电是设备绝缘缺陷的重要征兆和表现形式。
这些缺陷通常比较微小和隐蔽，不足以导致在工频耐压试验时立即击穿，但投入运行后在正常运行电压作用下会发生局部放电，使缺陷逐渐发展扩大，还可以使放电所产生的电荷在固体绝缘表面逐渐积累，导致电场分布严重畸变。
影响海上平台开关柜局部放电的因素主要有以下几点：（1）微粒及异物的影响。
现场安装条件所致设备内部的微粒及异物，在电压作用下获得电荷并发生移动，能在接地外壳和高压导体之间跳动，从而发生局部放电。
（2）接触不良的影响。
一方面，自由微粒附着主触头表面使接触电阻增大，而发热烧损。
另一方面，随着设备长时间运行，在电弧的作用下主触头易发生烧损。
（3）潮湿的影响。
海上平台的突出特点为湿度和盐度较高，当温度下降时水蒸气出现的凝露，结合其他混合物会影响介质表面的导电性，促使介质老化或直接引发故障。
基于TEV检测的10 kV开关柜中局部放电定位方法
基于TEV检测的10 kV开关柜中局部放电定位方法李锐鹏;吴英俊;刘鹏;邢雅;李洪杰【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2014(030)010【摘要】研究了基于暂态地电压法(Transient Earth Voltage,TEV)的开关柜局部放电定位问题,针对传统定位方法存在的主要问题,提出了一种局部放电脉冲自动提取与匹配方法.利用Akaike信息准则法(Akaike Information Criterion,AIC)进行信号时间差的自动精确求解,根据多路信号时间差实现局部放电定位.基于该方法组建了包括四通道传感器、高速采集卡及上位机可视化处理软件等的便携式检测系统,实现了TEV波形的采集、显示、波形分析及信号时间差的自动确定方法,实现局部放电源的自动定位.最后利用试验证明了该方法较传统仪器所使用的阈值法确定时间差效果更加准确.【总页数】6页(P52-57)【作者】李锐鹏;吴英俊;刘鹏;邢雅;李洪杰【作者单位】西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049;国网浙江省电力公司宁波供电公司,浙江宁波315016;国网浙江省电力公司宁波供电公司,浙江宁波315016;西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049;西安交通大学电气工程学院,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TM73【相关文献】1.基于TEV与超声波的开关柜局部放电检测及定位研究 [J], 律方成;李海德;王子建;程益峰2.基于多种检测技术的10kV开关柜局部放电精确定位 [J], 陈博栋;包艳艳;张秀斌;刘康3.基于TEV超声波法的10kV开关柜局部放电检测方法 [J], 刘廷4.基于TEV与超声波的开关柜局部放电检测及定位研究 [J], 王伟; 雷志勇5.一种改进的10kV开关柜局部放电TEV检测及定位技术 [J], 邓雨荣;田树军;李锐鹏;胡华;邢雅;李洪杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
10Vk配网开关柜局部放电带电检测运用研究
10Vk配网开关柜局部放电带电检测运用研究发布时间：2021-07-27T03:43:36.602Z 来源：《防护工程》2021年10期作者：高泽梅[导读] 电气设备局部放电的能量释放方式一般包括电磁、声波或者气体形式等，常规的电气设备局部放电检测仪存在人工分析数据效率低、数据利用率低等问题，难以满足现代电力行业的需求。
物联网技术可以用于开发智能无线电气设备局部放电检测系统，能够实现在线带电检测。
国网山西省电力公司吕梁供电公司山西吕梁 033000摘要：10kV配网开关柜设备作为系统中的重要部分，发挥了有效的作用，保证开关柜的正常运行能够为配网系统提供有利的条件。
为了充分发挥出开关柜的优势，应对其进行有效的检测，避免局部放电问题带来影响。
通过对10kV配网开关柜产生局部放电情况的原理的阐述，明确开关柜局部放电问题造成的影响以及检测工作的重要性，分析10kV配网开关柜局部放电带电检测技术及实际应用，提出相应的防范措施，为开关柜设备的使用提供有效的保障。
关键词：10kV；局部放电；带电检测引言电力电缆承担着电能的输送与分配任务，对保障电网安全稳定运行起着重要作用。
在电缆系统中，电缆接头是最薄弱的环节，是绝缘故障频繁发生的位置。
局部放电既是引发绝缘劣化的主要因素，又是绝缘缺陷的重要表征，是电缆绝缘状态评估的重要指标。
暂态地电压（TransientEarthV oltage，TEV）具有外界干扰信号少的特点，因而检测系统受外界干扰影响小，具有较高的可靠性和灵敏度，且TEV传感器易于安装，在配网设备的局部放电在线监测、诊断与定位中得到了良好地运用。
通过TEV传感器对电缆接头的局部放电进行在线监测，可以及时有效地了解其绝缘运行状态。
1基于物联网的智能无线局部放电带电检测系统电气设备局部放电的能量释放方式一般包括电磁、声波或者气体形式等，常规的电气设备局部放电检测仪存在人工分析数据效率低、数据利用率低等问题，难以满足现代电力行业的需求。
基于TEV检测技术在开关柜 局部放电诊断中的应用
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（ １ ． 国网辽 宁省 电 力有 限公 司营 口供 电公 司，辽 宁 营 口 １ １ ５ ０ ０ ０ ２ ． 国网辽宁省 电力有 限公 司沈 阳供 电公 司，辽宁 沈 阳 １ １ ０ ０ ０ ５ ）
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利用暂态地电压传感器(TEV)在线实时监测开关柜的局部放电
开关柜在供配电系统中占据着十分重要的地位，其运行可靠性直接影响供电系统的安全性。
开关柜在运行中，由于不可避免地受到电、热、机械和环境等各种因素的影响，其绝缘介质不断劣化，使运行状态不佳，甚至发生各种故障，引起局部乃至大面积停电，造成巨大的直接和间接经济损失和社会影响。
导致绝缘介质劣化的原因较多，如长时间的强电场产生的电离腐蚀，机械高频振动造成的绝缘磨损，热效应引起的介质老化分解以及绝缘受潮等。
绝缘介质劣化，性能降低以至于绝缘击穿有一个发展过程，这就使绝缘在线监测具有现实有效意义。
国电西高研发的开关柜局放在线监测系统采用速慧（smart quick）智能化电力测试系统（软著登字第1010215号、商标注册号14684781），HVHIPOT公司引进国际先进的高速DSP数字处理技术及软件处理技术使我们的监测系统采集速度快准确，是电力系统开关柜局放在线监测最经济可靠的解决方案。
二、局放监测单元局放监测单元采用的密封箱，监测单元内布置有高速数据采集模块、电源模块、信号滤波模块、嵌入式计算机模块及相关辅助单元和接口。
1、采集单元性能指标，如下：输入通道：2路同步（可以扩展至16通道），单端接地方式带宽限制：100k--100MHz的模拟输入带宽可选采样速率：100MS/s单次采样触发方式：外触发或电源触发供电电源：220VAC额定功率：10W工作温度：-20℃~75℃通信协议：TCP/IP网络协议2、传感器类型：TEV信号采集：电容耦合频率范围：3M~60MHz测量范围：0~60dB/mV;三、硬件使用说明局部放电在线监测系统硬件的具体操作步骤：a．在使用前应确保系统各个模块连线正确。
具体连线：分别从每一相的接地传感器防水接头用同轴电缆线引出信号线分别连接在采集单元侧面板上的对应各个口。
接好相应的光纤接口或网口。
连接好电源线b．数据服务器的安装在标准机柜上注意数据服务器一定要与检测装备在同一局域网内，即用同一网关。
TEV、UT、UHF技术在开关柜局部放电检测中的应用
TEV、UT、UHF技术在开关柜局部放电检测中的应用欧阳进;张蓝宇;邹磊;龚鹤腾;李欣【摘要】针对10 kV开关柜局部放电问题,为排除干扰,准确判断开关柜局部放电类型和放电点位置,提出采用暂态地电位(transient earth voltage,TEV)、超声波(ultrasonic test,UT)、特高频(uhra high frequency,UHF)技术进行联合检测的方法,并在现场实测工作中进行了应用和验证.结果表明:该联合方法对开关柜设备缺陷的检测与定位非常有效,提高了开关柜局部放电检测的准确性和有效性.【期刊名称】《宁夏电力》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】5页(P39-43)【关键词】带电检测;开关柜;特高频检测;超声波检测【作者】欧阳进;张蓝宇;邹磊;龚鹤腾;李欣【作者单位】国网湖南省电力公司长沙供电公司,长沙410007;国网湖南省电力公司长沙供电公司,长沙410007;国网湖南省电力公司长沙供电公司,长沙410007;国网湖南省电力公司长沙供电公司,长沙410007;国网湖南省电力公司长沙供电公司,长沙410007【正文语种】中文【中图分类】TM83电气设备的长期运行或者不正常运行，内部绝缘可能会发生某种劣化，在高电压和电场环境下，绝缘性能将逐步下降，严重时会导致局部放电，甚至发生绝缘击穿和损坏。
一旦设备发生损坏，轻者对电力系统造成设备故障损失，重者造成人员事故甚至整个电网的崩溃，发生大面积停电，给社会带来巨大的经济损失。
因此，电气设备的状态，尤其是绝缘状况，急需电力人员第一时间掌握［1-2］。
10 kV金属封闭式开关柜因其操作方便、运行可靠、占地较小等优点在变电站广泛使用，其安全运行直接影响整个变电站乃至地区的电能质量和供电可靠程度。
仅仅依靠传统的预防性试验、耐压试验（此方法还会对绝缘材料的性能有一定的损伤）和巡视检查等办法［3-4］，并不能及时准确地掌握设备内部的一些局部放电缺陷。
基于TEV传感器与TOA算法的高压开关柜局部放电定位方法的研究
2015 年第 6 期
1
研究与开发
步骤。巡检时先比较相邻开关柜的 TEV 检测幅值， 若某开关柜的检测信号值大于相邻开关柜且明显大 于背景噪声值，则该开关柜可能存在局部放电点， 需进一步定位确定。对疑似局部放电点的定位，一 般有两种手段。第一种手段通过判断幅值的大小实 现，其基本逻辑为：距离放电点越近，放电幅值越 大，距离越远，幅值越小。但这种方法只能定性检 测，较难定量分析，再加上电磁波在开关柜内部传 输的过程中，折射与反射分量叠加到原始信号波形 上，增加了准确定位难度。第二种方法通过判断局 部放电信号到达各传感器的时间差，根据信号脉冲 序列的时间差定位[10-12]。目前的高压开关柜局部放 电定位设备一般通过模拟电路判断局部放电信号的 上升沿，根据上升沿的时间差进行定位。但这种方 法存在信号无法保存、原始信号无法重现以及易于 被干扰信号误触发等缺点。为解决上述问题，本文 通过采集原始时域波形信号特征，基于时间差 （TOA）法实现局部放电点自动定位。本文首先采 用阈值法、能量法、AIC 法与 Gabor 法自动提取局 部放电信号序列的波前时刻，然后根据各采样通道 的波前时刻确定时间差，以时间差定位局部放电点。 放电脉冲具有统计规律，每个工频周期内有大量的 脉冲，定位结果以统计结果为准。本文作者首先在 实验室对所开发的算法进行测试，然后变电站现场 对一面存在放电的开关柜进行定位，结果表明，放 电点位于该开关柜上部间隔的母线处，停电检修的 结果印证了现场检测结论。
研究与开发
基于 TEV 传感器与 TOA 算法的高压开关柜 局部放电定位方法的研究
麦茜坚 1 钟 悦 1 唐 明 2 李洪杰 2
（1. 广西电网公司梧州供电局，广西 梧州 543002；2. 西安交通大学电气工程学院，西安 710049）
论文最近配网设备局部放电在线监测
配网设备局部放电在线监测前言绝缘性故障占高压开关柜发生故障的大多数，而局部放电又是开关柜发生绝缘故障的主要原因。
通过对高压开关柜局部放电进行在线监测，可以准确对绝缘故障进行合理预判，为制定检修策略提供了判断依据，对于保证开关设备安全可靠运行、提高供电可靠性、减少检修成本有着重要意义，能够有效提升供电水平和企业效益。
当前对开关柜的巡检方式还主要依靠人工辨识设备的声音、外观和气味，无法准确得评估出设备的绝缘状况。
而局部放电通过长期监测开关柜绝缘状况并实时分析局部放电特征量的未来变化走势，随时掌握开关柜工作状况，一旦发现放电量显著增大，可以确认开关柜设备发生了绝缘故障，需要进行停电维修，为设备检修提供了检修决策，同时还避免了以往周期性试验的盲目性，减少了人力成本，因此局部放电在线监测在今后将成为开关柜绝缘监测与故障诊断技术的重要研究方向。
由于局部放电幅值和绝缘老化状态存在着相关性，利用局部放电来表征开关柜绝缘状态广泛被认可，基于局部放电的开关柜绝缘故障在线监测和故障诊断方法也相继被提出，成为近年来的一大热点。
摘要新世纪以来，随着我国电网规模的发展和电网技术的提高，客户和社会不断提高对供电可靠性和电能质量的要求。
高压开关柜成套设备广泛应用于电力系统中，是配电网非常重要的电气设备之一。
开关柜内的绝缘缺陷或劣化、接触不良等都可能造成严重事故，影响系统的安全稳定运行。
随着配电网全面升级改造和配网设备状态检修工作的全面展开，开关柜作为配电网的重要组成部分，它的安全稳定运行关系到电力系统的稳定性。
对开关柜的运行状态进行在线监测，可以减少人力检修成本，对提高供电可靠性和自动化程度都有重要意义。
针对于此，对于该课题进行相关的研究是至关重要的。
关键词：配网设备；局部放电；在线监测目录前言 (1)摘要 (2)第1章配网设备局部放电在线监测 (5)1.1 任务描述 (5)1.2 任务要求 (5)第2章信息咨询 (6)2.1 主要配网设备 (6)2.2 局部放电的原因及危害 (6)2.3局部放电的类型 (7)2.4配网设备局部放电监测类别 (8)2.4.1例行试验 (8)2.4.2在线监测 (8)2.4.3带电检测 (8)2.4.4红外测温 (9)第3章制定配网设备局部放电在线监测工作计划 (10)3.1设计进度计划 (10)3.3所需要准备工具 (10)3.4计划实施步骤 (10)3.5配网设备局部放电检测流程 (11)3.6注意事项 (11)第4章实施配网设备局部放电在线监测工作计划 (13)4.1前期准备 (13)4.2 配网设备局部放电在线监测仪器 (13)4.3配网设备局部放电监测流程 (15)4.4局部放电定位的判断 (16)第5章过程检测与控制 (19)5.1检测结果分析 (19)5.2检测周期 (20)5.3数据异常策略 (20)5.4数据管理 (20)第6章技术总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)第1章配网设备局部放电在线监测1.1 任务描述开关柜作为电力系统配电网中的重要设备之一，它的安全稳定直接影响着系统的可靠运行。
一种局部放电在线监测TEV数字式传感器[实用新型专利]
![一种局部放电在线监测TEV数字式传感器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c57357e227fff705cc1755270722192e453658d5.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921887730.2(22)申请日 2019.11.05(73)专利权人 北京圣兰达科技有限公司地址 100000 北京市经济技术开发区经惠东路5号院3号楼1层107(72)发明人 赵洪山 邓嵩 牛灿 高桐 (74)专利代理机构 北京专赢专利代理有限公司11797代理人 刘梅(51)Int.Cl.G01R 31/12(2006.01)(54)实用新型名称一种局部放电在线监测TEV数字式传感器(57)摘要本实用新型公开了一种局部放电在线监测TEV数字式传感器，包括用于检测高压电气设备局部放电的绝缘检测模块、用于提取放电信号并排除现场噪声干扰的放电识别模块、用于完成模数转换的AD转换模块和用于输出数字信号的数字输出接口，所述绝缘检测模块采集信号并输出到放电识别模块，放电识别模块还输出信号到AD转换模块，AD转换模块最终将输出信号通过数字输出接口传输，本实用新型采用的是数字信号传输，与模拟信号相比，数字信号在传输过程中具有更高的抗干扰能力，更远的传输距离，且失真幅度小，可以解决传统的模拟信号传输的缺陷。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 210982660 U 2020.07.10C N 210982660U1.一种局部放电在线监测TEV数字式传感器，包括用于检测高压电气设备局部放电的绝缘检测模块、用于提取放电信号并排除现场噪声干扰的放电识别模块、用于完成模数转换的AD转换模块和用于输出数字信号的数字输出接口，其特征在于，所述绝缘检测模块采集信号并输出到放电识别模块，放电识别模块还输出信号到AD转换模块，AD转换模块最终将输出信号通过数字输出接口传输。
2.根据权利要求1所述的一种局部放电在线监测TEV数字式传感器，其特征在于，还包括波形记录模块，波形记录模块连接放电识别模块。
3.根据权利要求2所述的一种局部放电在线监测TEV数字式传感器，其特征在于，还包括通信故障自诊断模块，通信故障自诊断模块连接放电识别模块。
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开关柜在供配电系统中占据着十分重要的地位，其运行可靠性直接影响供电系统的安全性。
开关柜在运行中，由于不可避免地受到电、热、机械和环境等各种因素的影响，其绝缘介质不断劣化，使运行状态不佳，甚至发生各种故障，引起局部乃至大面积停电，造成巨大的直接和间接经济损失和社会影响。
导致绝缘介质劣化的原因较多，如长时间的强电场产生的电离腐蚀，机械高频振动造成的绝缘磨损，热效应引起的介质老化分解以及绝缘受潮等。
绝缘介质劣化，性能降低以至于绝缘击穿有一个发展过程，这就使绝缘在线监测具有现实有效意义。
国电西高研发的开关柜局放在线监测系统采用速慧（smart quick）智能化电力测试系统（软著登字第1010215号、商标注册号14684781），HVHIPOT公司引进国际先进的高速DSP数字处理技术及软件处理技术使我们的监测系统采集速度快准确，是电力系统开关柜局放在线监测最经济可靠的解决方案。
二、局放监测单元局放监测单元采用的密封箱，监测单元内布置有高速数据采集模块、电源模块、信号滤波模块、嵌入式计算机模块及相关辅助单元和接口。
1、采集单元性能指标，如下：输入通道：2路同步（可以扩展至16通道），单端接地方式带宽限制：100k--100MHz的模拟输入带宽可选采样速率：100MS/s单次采样触发方式：外触发或电源触发供电电源：220VAC额定功率：10W工作温度：-20℃~75℃通信协议：TCP/IP网络协议2、传感器类型：TEV信号采集：电容耦合频率范围：3M~60MHz测量范围：0~60dB/mV;三、硬件使用说明局部放电在线监测系统硬件的具体操作步骤：a．在使用前应确保系统各个模块连线正确。
具体连线：分别从每一相的接地传感器防水接头用同轴电缆线引出信号线分别连接在采集单元侧面板上的对应各个口。
接好相应的光纤接口或网口。
连接好电源线b．数据服务器的安装在标准机柜上注意数据服务器一定要与检测装备在同一局域网内，即用同一网关。
c．当外部接线完成后，仔细检查一遍，以免出现短路情况。
接通电源开始进行工作。
如果有条件，建议普通笔记本先连上网线，用简单的测试程序先与测试一下，网络和设备是否正常工作。
d．启动数据服务器，正常开机后，相应程序会自动启动，这时整个系统已处于正常工作状态。
e．当数据服务器采集命令发出后，检测装备会给服务器发送数据。
表明检测装备正常工作，数据服务器开始采集。
四、系统软件使用1 主运行模块1.1 概述主运行模块是整个局部放电在线监测系统的系统参数值、人机交互操作、图谱分析等功能的主界面。
1.2 功能简介主运行模块的主要功能有：1）系统参数：包括实时数据保存间隔、历史数据保存时间、启动画面、告警方式、告警时间、校时方式和校时间隔等参数；2）以图形或者数据方式显示变电站运行工况：比如一次系统图接线图、各路馈线放电数据及其图谱等；3）对各间隔层设备的操作：读或整定定值、对时等；4）对故障进行处理：事故推画面、遥信变位清闪、停止声音告警和告警消息的处理等；5）显示典型图谱，实现现场放电图谱进行对照;1.3 界面点击桌面上的“局放在线监测系统”应用程序，首先弹出主界面如图3-1所示：图3-1 主界面1.4 操作1.4.1运行参数设置在主界面上点击按钮图标“运行参数设置”; 首先弹出“用户操作权限认证”界面，如图3-2所示；通过权限认证后，弹出如图3-3所示的界面。
图3-2用户操作权限认证界面图3-3运行参数设置界面各个运行参数的具体含义为：初始化屏蔽告警时间：是指系统启动时，多长时间内的告警信息不做处理；启动画面：设置人机交互子系统首先打开的监控组态画面；实时数据保存间隔时间：是指保存遥测间隔时间，如果间隔10分钟，则每个小时的整点、10分、20分、30分、40分、50分都保存一次数据；如果间隔15分钟，则每个小时的整点、15分、30分、45分都要保存一次数据。
自定义年限：是指设置历史数据库中的数据能保存的最长时间；画面闪烁：选择“一直闪烁，直到清闪”是指画面的图元相关联的设备发生变位后，一直闪烁，直到操作员动作后才清除；选择“自定义时间”，是指发生变位后，在自定义的时间后清除闪烁；校时：下行校时是指将PC侧的系统时间发送给下属装置；上行校时是指通过向装置发送取时指令，更改PC机的系统时间；语音告警时间：“一直播放语音”是指产生语音告警后，直到操作员操作后才消除告警；“自定义时间”是指产生语音告警后，在自定义的时间后自动消除语音告警。
文本转语音模式：但选中时，系统自动将告警信息文本按照语音方式播出；如果不选中，则按照参数配置中相应的告警语音文件播出；安全天数：设置安全运行起始日期；程序运行态：选中该项，表示不能进行画面进行编辑操作；未选中则可以进行画面组态操作。
1.4.2设备定值参数在主界面上点击按钮图标“设备定值参数”; 首先弹出“用户操作权限认证”界面，如图3-4所示，Admin不能操作设备定值，下面时间是指本次验证通过后，多长时间内不用再验证用户权限，目的是避免需要频繁操作时，不用每次都验证权限，减少操作。
通过权限认证后，弹出如图3-5所示的界面。
图3-4 验证设置定值操作权限界面图3-5 定值操作界面先选择通道，再选择设备，点击“读取定值”按钮，定值读出来后；先选择需要新修改定值项，修改后点击“预置定值”，收到成功后，再点击“写定值”。
1.4.3 TEV局放装置点击右侧工程目录树，点击“TEV装置进入下级界面如图3-6所示：图3-6TEV局放装置图每一个指示灯表示当前传感器运行状态，每个传感器共分为五种状态，其分别为灰色、绿色、黄色、橙色和红色。
灰色：表示传感连接异常，采样值太小；绿色：表示传感器运行正常；黄色：表示该传感器所在位置的放电峰值超过警戒门限，应该对该位置进行关注。
橙色：表示该传感器所在位置的放电峰值比较高，超过了定值中的过高门限，加强对该位置进行巡检，提高关注度；红色：表示该传感器所在位置的放电峰值很高，已经超高告警门限，加强对该位置进行巡检，提高关注度；1.4.4 历史数据查询在主界面上点击按钮图标“历史数据查询”，可以查看历史任意时段历史数据及曲线，便于查看各个传感器放电发展趋势，便于及时准确的把握传感器运行状况。
相关具体操作说明请参见第3部分“历史数据”。
1.4.5 典型图谱样本在主界面上点击按钮图标“典型图谱样本”，进入下级界面如图3-7所示：图3-7 典型图谱样本先选择类型，每种类型下有各种信号源采集的典型放电类型图谱。
1.4.6 退出系统在主界面上点击按钮图标“退出系统”，先进入“权限认证”界面，权限认证通过后方可退出系统。
2 通讯模块2.1 概述通讯模块是整个系统实现底层通讯的核心模块，是连接物理通讯通道和其它子模块的桥梁。
这个模块的主要功能是对各种物理通讯通道进行数据读写、通过相应的通讯规约处理从间隔层的各种智能装置采集的数据以及向其它系统转发数据，同时通讯子模块应具有用户交互的能力，以便用户能方便查看各个物理通讯通道的状态，以及通讯过程中的源码和各个设备的实时数据。
2.2 功能简介通讯模块的主要功能如下：与间隔层各智能设备(IED)之间通讯；将变电站数据转发给其它第三方系统；查看各个通道的通讯源码和各设备的实时数据；手工置数；清理置数。
2.3 界面在菜单栏中点击通讯按钮进入通讯模块的主界面如图3-8所示：图3-8 通讯子系统主界面界面的左边区域为“通道信息”区，用于显示所有的通道及每个通道所连接的设备的名称；界面的右边区域为“数据显示”区，用于显示三个部分的信息：通道的源码信息、每个通道下的设备的数据信息（遥测、遥信）、告警事件（显示这个模块运行的一个基本信息以及设备上送的遥信变位和放电信息）。
2.2 操作1）显示原码信息在“通道信息“选择一个通道，并单击“显示/停止”按钮，在“数据显示”区中的“源码显示”页面中显示该通道传输的源码信息（包括：收码和发码信息）；2）显示实时数据选择通道下的一个设备，在“数据显示”区中的“实时数据”页面中显示该设备的实时数据信息（包括：遥测、遥信数据信息）；3）清除“源码显示”页面中的内容在“数据显示”区中的“源码显示”页面中单击“删除”按钮，页面中的内容则被清除；4）保存源码信息在“数据显示”区中的“源码显示”页面中单击“保存”按钮，弹出如图3-9界面的保存文件对话框。
其内容保存为*.txt的文件格式；图3-9 保存源码对话框清除告警信息在“数据显示”区中的“告警显示”页面中单击“删除”按钮，页面中的告警信息则被清除；关闭通讯程序通过窗口上的X按键，只能将通讯程序隐藏；通过“文件”下的“关闭”程序，则会将整个通讯模块关闭，如果不允许这个模块，将不能正常与设备或调度通讯。
3 历史数据3.1 概述本模块实现根据通道、设备和时间范围对遥测、放电信息、遥信告警、短信发送等信息进行查询及分析功能，并将查询结果输出到打印机。
具有界面美观、操作简便、快速等特点。
3.2 功能简介历史数据查询模块为快速查询该系统中相关信息而设计。
集简便、快速、适用于一体，具有以下功能：1）查询、显示和打印遥测历史数据查询，显示历史曲线，并对历史数据进行分析；2）查询、显示和打印放电数据，并对放电图谱进行分析；3）查询、显示和打印告警数据；4）查询、显示和打印短信数据。
3.1 概述本模块实现根据通道、设备和时间范围对遥测、放电信息、遥信告警、短信发送等信息进行查询及分析功能，并将查询结果输出到打印机。
具有界面美观、操作简便、快速等特点。
3.2 功能简介历史数据查询模块为快速查询该系统中相关信息而设计。
集简便、快速、适用于一体，具有以下功能：1）查询、显示和打印遥测历史数据查询，显示历史曲线，并对历史数据进行分析；2）查询、显示和打印放电数据，并对放电图谱进行分析；3）查询、显示和打印告警数据；4）查询、显示和打印短信数据。
3.3 界面在系统操作主界面上点击按钮图标“历史数据”，进入历史数据界面如图3-10所示：历史数据查询模块分为四个部分：历史数据、放电数据、告警数据以及短信数据。
历史数据：按照通道、设备和遥测数据类型分类查询，可以进行日、月和年查询,查询后以表格和曲线显示，以便进行分析。
放电数据：按照通道、设备类型查询，显示该设备在一定时间范围内放电信息。
3）告警数据：按照通道、设备和告警类型查询（遥信告警、遥测超限、定值操作、遥控和其他操作），查询出一定时间范围内的告警信息。
4）短信数据：查询短信发送状态信息。
图3-10 历史数据主界面3.4 操作历史数据在历史数据查询界面点击“历史数据”按钮，弹出如图3-11界面所示：图3-11历史数据查询界面单击下拉框选择通道、设备和数据类型；单选查询类型:年查询、月查询和日查询。