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、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；。

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。

发电机局部放电在线监测装置介绍发电机局部放电在线监测装置是一种用于检测和监测发电机中局部放电现象的设备。

发电机作为电力系统的核心设备，其安全运行对电网的稳定运行至关重要。

局部放电是发电机中常见的故障形式之一，如果不及时监测和处理，会引发设备损坏、停机甚至事故。

传感器是发电机局部放电在线监测装置的核心部件，用于感应发电机中的电场和电磁波信号，将其转换成电信号输入到信号转换电路中。

传感器一般采用高频电容式或电场传感器，通过放置在发电机的关键位置，可以准确感应到发电机中的局部放电现象。

信号转换电路将传感器输入的电信号进行放大、滤波等处理，使其能够适应后续的数据处理和分析。

信号转换电路一般包括前置放大器、滤波器、模数转换器等电路。

数据处理单元是发电机局部放电在线监测装置的智能化核心，负责对传感器和信号转换电路输出的数据进行处理、分析和判别。

数据处理单元一般采用高性能的数字信号处理器，具备强大的计算和判别能力。

其通过数据挖掘、机器学习等算法，可以对发电机中可能存在的局部放电进行准确和可靠的检测。

显示控制单元负责将数据处理单元处理的结果进行显示和控制。

显示控制单元一般采用液晶显示屏或者触摸屏形式，可以方便地显示发电机中的局部放电情况，并提供操作界面供工作人员使用。

此外，显示控制单元还可以与发电机的监控系统进行联动，实现对发电机的自动控制和故障处理。

发电机局部放电在线监测装置的工作原理是基于局部放电现象产生的电场和电磁波信号的特点。

当发电机中存在局部放电时，局部放电的电场和电磁波信号会通过传感器感应，并通过信号转换电路转换成电信号输入到数据处理单元中。

数据处理单元会对输入的电信号进行处理和分析，通过特定的算法进行局部放电的检测和判别，并将结果通过显示控制单元展示给工作人员。

发电机局部放电在线监测装置的优点是可以实时监测发电机中的局部放电现象，并提供准确、可靠的检测结果。

通过监测局部放电现象，可以及时发现和处理发电机中的故障，避免设备损坏和事故的发生。

专利名称：高压开关柜局部放电在线监测系统专利类型：发明专利
发明人：陈波
申请号：CN201510536081.1
申请日：20150826
公开号：CN105158657A
公开日：
20151216
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种高压开关柜局部放电在线监测系统,包括设备及传感器层、监测预警设备层和分析诊断层，设备及传感器层的传感器分布安装在被监测设备上，实时采集电气设备的局放脉冲信号，并传输到监测预警设备层和分析诊断层。

所述设备及传感器层的被监测设备包括开关室的母线、PT/CT、断路器和套管。

所述设备及传感器层采用耦合电容传感器，安装在每相的母线和地之间。

本发明通过局部放电的在线监测得到相关信息，来分析开关柜内部的绝缘情况。

申请人：芜湖市凯鑫避雷器有限责任公司
地址：241000 安徽省芜湖市长江路合南工业园
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。

PD-RD300A 装置采用高频无线局部放电检测技术，能够探测并分析开关柜内局部放电信号的有无及发展趋势。

采用多路复用模块(MUX)后，单套PD-RD300A 装置可扩展为16通道。

而除单独使用PD-RD300A 装置实现局部放电监测外，还可以通过使用RS-422接口允许最多32台装置的堆叠使用，以实现更多数量的开关柜监测。

随PD-RD300A 一同提供的终端用户软件，允许用户远程读取监测数据并实现系统参数的远端设置。

此外通过该软件也可进一步实现监测数据的分析、管理及相关诊断。

高压开关柜局部放电在线监测系统(PDSurveillant:PD-RD300A)局部放电图形显示开关柜局部放电在线监测及诊断2D 图形显示3D图形显示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为实现开关柜绝缘在线监测及诊断的有效手段。

PD-RD300A 型高压开关柜局部放电在线监测系统通过检测伴随局部放电而产生的电磁波辐射，系统扫描1010~~100MHz 频率范围内的电磁波辐射并自动确定现场局部放电的实际检测频率，随后将检测数据以局部放电脉冲簇计数方式显示。

－开关柜局部放电连续在线监测；－降低设备日常维护成本，避免设备突发性事故；－提供潜伏性故障早期报警（预防性维护），合理安排设备维修；数据管理PD PD-RD300A-RD300A 装置能够检测、分析并连续监测高压开关柜内的局部放电及其发展趋势技术规格功能信号装置●相位脉冲及幅值显示●通过MODEM 通讯方式实现数据远程访问及管理●装置自动保存数据可达一个月(基于8通道监测)●装置运行状态●报警信号●脉冲计数(PPS)●脉冲幅值水平●局部放电幅值●分布比例●Win 98/NT/2000/XP 操作系统操作系统GUI (图形用户界面)Windows 98/NT/2000/XP 系统类型通道数固定安装MUX:4通道、8通道、16通道天线类型：高频天线增益：2.1dB 带宽：10MHz~100MHz阻抗：75Ω通讯RS-232:15m (19,200bps)RS-422:1km (19,200bps)Modem:MODBUS (1,200bps)系统配置规格尺寸重量230(宽)x270(高)x56(深)mm 2.2kg电源要求工作温度-40~60°C操作系统110/240VAC50/60Hz,1A/0.5A●PD 脉冲信号检测●每个相位脉冲数分布的分析●自动噪音水平检测数据分析。

高压电缆局放在线监测系统设计方案福州亿森电力设备设备有限公司2016年9月摘要：在XLPE电缆投入运行后，由于绝缘的老化变质、过热、机械损伤等，使得电缆在运行中绝缘裂化，为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故，需要对电缆的运行状态进行即时监测，监测系统控制着电缆及其附件的质量。

局部放电是目前比较有效的在线监测方法，局部放电检测目前相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法、光学测量法等，本文将着重论述这些方法各自的优势与不足，同时对目前发展起来的PD混沌监测方法进行讨论。

关键词：XLPE电缆；在线监测；局部放电；混沌法0引言随着电力系统的飞速发展以及旧城改造工程的进行，电力电缆在电力网络中的应用愈发广泛。

电力电缆的基本结构包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四个部分。

其中线芯即导体，是电力电缆中传输电能的部分，是电缆的主要结构。

绝缘层将线芯与外界电气上隔离。

屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，一般存在于15kV及以上电缆中。

保护层是用来防止外界的杂质和水分的渗入和外力的破坏[1]。

电力电缆按照电压等级分类有低压电缆(35kV及以下输配电线路)、中低压电缆(35kV及以下)、高压电缆(110kV及以上)、超高压电缆(275～800kV)、特高压电缆(1000kV及以上)。

按照绝缘材料电力电缆可以分为塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆。

其中油纸绝缘电缆应用历史最长。

它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。

主要缺点是敷设受落差限制。

塑料绝缘电缆主要用于低压电缆，常用的绝缘材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。

橡皮绝缘电缆弹性好，适合用于移动频繁弯曲半径小的敷设地点。

我国早期使用的多是油纸绝缘电缆，但自1970 年以来，交联聚乙烯(XLPE)电力电缆得以广泛应用，并逐渐取代了油纸绝缘电缆的地位。

XLPE电缆电气性能优越，具有击穿电场强度高、介质损耗小、载流量大等优点因而得到了广泛的应用。

在线检测电缆故障的方法有很多，如直流分量法、损耗电流谐波分量法、局部放电法等，其中，局部放电法是目前用于现场比较有效的在线检测方法。

局部放电的在线监测一、绝缘内部局部放电在线监测的基本方法局部放电的过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。

因此针对这些现象，局部放电监测的基本方法有脉冲电流测量、超声波测量、光测量、化学测量、超高频测量以及特高频测量等方法。

其中脉冲电流法放电电流脉冲信息含量丰富，可通过电流脉冲的统计特征和实测波形来判定放电的严重程度，进而运用现代分析手段了解绝缘劣化的状况及其发展趋势，对于突变信号反应也较灵敏，易于准确及时地发现故障，且易于定量，因此，脉冲电流法得到广泛应用。

目前，国内不少单位研制的局部放电监测装置普遍采用这种方法来提取放电信号。

该方法通过监测阻抗、接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，获得视在放电量。

它是研究最早、应用最广泛的一种监测方法，也是国际上唯一有标准（IEC60270）的局放监测方法，所测得的信息具有可比性。

图4－4为比较典型的局部放电在线监测（以变压器为例，图中CT表示电流互感器）原理框图。

图4－4 脉冲电流法监测变压器局部放电原理框图随着技术的发展，针对不同的监测对象，近年来发展了多种局部放电在线监测方法。

如光测量、超高频测量以及特高频测量法等。

利用光电监测技术，通过光电探测器接收的来自放电源的光脉冲信号，然后转为电信号，再放大处理。

不同类型放电产生的光波波长不同，小电晕光波长≤400nm呈紫色，大部为紫外线；强火花放电光波长自<400nm扩展至>700nm，呈桔红色，大部为可见光，固体、介质表面放电光谱与放电区域的气体组成、固体材料的性质、表面状态及电极材料等有关。

这样就可以实现局部放电的在线监测。

同样，由于脉冲放电是一种较高频率的重复放电，这种放电将产生辐射电磁波，根据这一原理，可以采用超高频或特高频测量法监测辐射电磁波来实现局部放电在线监测。

日本H.KAwada等人较早实现了对电力变压器PD的声电联合监测（见图4-5）。