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传感器技术在智能电力系统中的应用研究在当今科技飞速发展的时代，智能电力系统正逐渐成为电力领域的核心。
而传感器技术作为智能电力系统中的关键组成部分，发挥着至关重要的作用。
它就像电力系统的“眼睛”和“耳朵”，能够实时感知、监测和传递各种关键信息，为电力系统的稳定运行、高效管理和优化控制提供了坚实的基础。
传感器技术在智能电力系统中的应用范围十分广泛。
首先，在电力生产环节，传感器能够对发电设备进行实时监测。
例如，在火力发电中，温度传感器和压力传感器可以精确地测量锅炉内的温度和压力，确保设备在安全的工况下运行；在风力发电中，风速传感器和风向传感器能够帮助优化风机的叶片角度和转速，提高发电效率；在太阳能发电中，光照强度传感器和电池板温度传感器则有助于监测发电条件和设备状态，保障发电的稳定性。
在电力传输方面，传感器技术更是发挥着不可或缺的作用。
电流传感器和电压传感器能够实时监测输电线路中的电流和电压，及时发现异常波动和故障隐患。
此外，温度传感器还可以监测输电线路的温度，防止因过载或其他原因导致的过热现象，从而避免线路损坏甚至引发火灾等严重事故。
同时，一些新型的传感器，如局部放电传感器，能够检测到输电设备内部的局部放电现象，这对于提前发现设备的绝缘缺陷、预防故障具有重要意义。
智能电力系统中的变电环节也离不开传感器技术。
在变电站中，各种传感器被广泛应用于变压器、断路器等关键设备的监测。
例如，油中溶解气体传感器可以通过分析变压器油中溶解的气体成分，判断变压器是否存在过热、放电等故障；而机械特性传感器则能够监测断路器的分合闸动作特性，确保其正常操作。
此外，湿度传感器和温度传感器能够实时监测变电站内的环境条件，为设备的可靠运行提供保障。
在电力分配环节，传感器技术同样具有重要应用。
智能电表中的传感器可以精确计量用户的用电量，并将数据实时传输给电力公司，实现远程抄表和用电管理。
同时，配电网中的故障指示器等传感器能够快速定位故障位置，缩短停电时间，提高供电可靠性。
一、非电量检测法局部放电发生时常伴有光声热等现象的发生对此局部放电检测技术中也相应出现了光测法声测法红外热测法等非电量检测方法较之电检测法非电量检测方法具有抗电磁干扰能力强与试样电容无关等优点。
非电量检测法包括声测法、光测法、化学检测法1声测法介质中发生局部放电时其瞬时释放的能量将放电源周围的介质加热使其蒸发效果就像一个小爆炸此时放电源如同一个声源向外发出声波由于放电持续时间很短所发射的声波频谱很宽可达到数MHz要有效检测声信号并将其转化为电信号传感器的选择是关键常用的声传感器有用于气体中的电容麦克风condensermicrophone电介体麦克electretsmicrophone 和动态麦克风dynamicmicrophone用于液体中类似于声纳的所谓水中听诊器hydrophone 用于固体中的测震仪accelerometer和声发射acousticem issi on传感器在声-电传感器中工作频带和灵敏度是两个最为重要的指标若传感器工作频带过窄脉冲相应时间过长容易造成信号混叠故必须保证传感器，一定的工作频带而在宽频传感器中要求传感器，几何尺寸必须小于声波波长但是减小传感器体积会导致传感器测量面积减小进而降低测试灵敏度反之若为了增大灵敏度而增大传感器几何尺寸又会导致传感器工作频带减小实际设计中往往结合现场条件折中考虑这两方面的要求较之电测法声测法在复杂设备放电源定位方面有独到的优点但是由于声波在传播途径中衰减畸变严重声测法基本不能反映放电量的大小这使得实际中一般不独立使用声测法而将声测法和电测法结合起来使用2光测法近年来采用光测法在局部放电特征及介质老化，机理等方面的研究做了大量工作但是由于传感器必须侵入设备且设备透光性能不好或者根本不能透光光测法只能测试表面放电和电晕放电故在现场中光测法基本上没有直接应用近年来随着光纤技术的发展将光纤技术和声测法相结合提出了声-光测法该方法采用光纤传感器局部放电产生的声波压迫使得光纤性质改变导致光纤输出信号改变从而可以测得放电国外在电力变压器和GIS设备中均有相关应用[18]BlackBurn等人将光纤传感器伸入到变压器内部测量局放当变压器内部发生局部放电时超声波在油中传播这种机械压力波挤压光纤引起光纤变形导致光折射率和光纤长度的变化从而光波将被调制通过适当的解调器即可测量出超声波可实现放电定位。
DL4172006电力设备局部放电现场测量导则(3篇)目的与意义：本文主要阐述DL4172006电力设备局部放电现场测量的方法、流程和技术要求，以帮助电力设备运维人员准确、高效地检测局部放电现象，确保电网安全稳定运行。
适用范围：本导则适用于各种电压等级的变压器、电缆、GIS等电力设备局部放电现场检测。
第一篇：局部放电基本原理及检测方法1. 局部放电基本原理介绍局部放电的定义、产生原因及其对电力设备的危害。
阐述局部放电过程中产生的电磁波、声波等物理现象。
2. 局部放电检测方法超声波法：利用超声波传感器检测局部放电产生的声波信号，适用于固体绝缘材料的检测。
特高频法：利用特高频天线检测局部放电产生的电磁波信号，适用于气体绝缘开关设备。
光学法：通过光纤传感器或其他光学传感器捕捉局部放电过程中产生的光信号。
第二篇：局部放电检测设备与现场测量1. 检测设备选择根据检测对象和现场条件选择合适的局部放电检测设备。
介绍各种局部放电检测设备的性能指标、优缺点。
2. 现场测量步骤准备工作：确保检测设备完好，现场环境满足测量要求。
检测流程：详细阐述各种检测方法的操作步骤，包括设备连接、参数设置、数据采集等。
数据记录与分析：记录检测数据，进行现场初步分析，判断是否存在局部放电现象。
3. 检测结果判定根据检测结果与标准限值进行对比，判定局部放电缺陷的严重程度。
分析局部放电缺陷的发展趋势，为设备维护提供依据。
第三篇：局部放电检测案例分析及安全防护1. 检测案例分析结合实际案例，分析不同电力设备局部放电的检测方法、检测结果及处理措施。
总结检测经验，提高现场检测的准确性。
2. 安全防护措施针对局部放电检测过程中可能存在的安全风险，提出相应的防护措施。
强调检测人员应遵守的安全规定，确保人身和设备安全。
3. 检测结果报告规范检测结果报告的格式、内容和要求。
包括设备基本信息、检测方法、检测结果、缺陷判定和后续处理建议等。
局部放电测试仪使用手册武汉四维恒通科技有限公司目录安全注意事项 (3)警告 (3)操作注意事项 (4)一、非侵入式局部放电活动检测 (5)二、技术参数 (7)三、结构布局 (9)四、使用操作 (11)4.1 主界面 (11)4.2 超声波测量程序 (12)4.3 TEV测量程序 (13)4.4 历史数据查看 (14)五、TEV读数说明 (16)六、使用条件 (25)七、符合声明 (25)8.1 保修 (26)8.2 范围 (26)九、售后服务 (27)安全注意事项本仪器用来检测中高压(MV/HV)设备中的局部放电源。
如果没有检测到放电，并不意味着中高压设备无放电活动。
放电源往往具有潜伏期，且绝缘性能也可能会由于局部放电以外的其它原因而失效。
如果检测到与中高压电力系统相连的设备中有相当大的放电，应该立即通知设备维护部门。
警告●本产品仅可用在地电位上使用。
●测试过程中，在启用探头之前应该确保电气仪器金属外壳接地。
●随时确保高压部分与仪器、探头和操作员之间的安全距离。
●严格遵守电力系统安全规则。
●闪电时切勿使用本产品。
●请勿在开机后立即进行测量。
●如环境改变，请通过重启来去除环境背景值●切勿对设备及探头进行机械撞击、振动、高温加热等操作。
●切勿在易爆环境中操作本产品。
●使用中如有不正常现象或使用上的疑问，切勿开启仪器，请直接联系厂家或代理商处理。
操作注意事项在使用TEV型产品时，必须遵守以下几点：1、从手机、RF 发射机、视频显示器以及无屏蔽的电子设备所产生的直流至1 GHz 频率范围内的强烈电磁干扰会影响读数。
将本产品放在离开任何导体表面至少1米处自由空间即可测量本地电磁场值。
2、在空间窄小的角落中使用时必须小心谨慎，因为临近其它的接地平面可以影响读数的精度。
尽可能在离金属体30cm 以上的距离(垂直距离)使用。
一、非侵入式局部放电活动检测1.1 概论局部放电不会使电极完全短路的电气放电。
这种放电的幅值通常都很小。
电力电缆中的交流耐压试验和局部放电检测摘要：XLPE电缆由于绝缘性能优越、线芯允许运行温度更高、环保、易于制造和安装方便等优点，相关的技术研发和应用备受关注。
XLPE电缆在制作过程中混入杂质而出现气泡、水分入侵使绝缘受潮、场强不均匀、绝缘层中出现水树枝等复杂因素的长期作用下可能出现局部放电，运行可靠性显著降低，严重威胁电力系统的运行安全。
文中分析了XLPE电缆局部放电的机理，综述了目前XLPE电缆局部放电的试验方法并对不同方法的特点做了分析，进而对目前XLPE电缆运行状况的检测方法进行总结，包括在线和离线两类检测方法及一些新的检测方法，分析了不同方法的适用性。
关键词：XLPE电缆；局部放电；交流耐压试验；检测技术1 引言随着城市电网与农村电网的快速发展，电气设备容量日益扩大，社会对电力需求持续增长，对输电线路的可靠性要求也不断提高，电力系统中电力电缆的敷设已经成为电网改造或新线路设计的主要方式。
特别是由于城市化进程的加速，城市建设与电力建设的矛盾日益加剧，电网的运行会受到城市建设的影响，而城市的外貌又会受到电网建设的影响。
为了解决这个矛盾，现代电力电缆的敷设方式大多采用地下电缆的形式，因此，城市电网中电力电缆所占的比重越来越大。
20世纪60年代初，交联聚乙烯绝缘型电缆（cross-linked polyethylene insulated cable，XLPE电缆）由于绝缘性能优越、线芯允许运行温度更高、环保、易于制造和安装方便等特点，在高压和超高压中得到了广泛应用，相关的技术研发和应用备受关注。
英国莱斯特大学Dissado教授课题组[1]指出，电缆在正常运行时各参数应该是正常的，如图1所示。
而当XLPE电缆在制作过程中混入杂质而出现气泡、水分入侵使绝缘受潮、场强不均匀、绝缘层中出现水树枝等，这些部位在电场长期作用下就有可能出现局部放电[2]。
局部放电是发生在设备绝缘内部，但并未贯通高低压电极的放电现象，会造成绝缘局部温升、绝缘分子结构碳化破坏等，最终导致电缆寿命缩短。
局放的原理及其在发电机在线监测中的应用摘要：发电机定子绝缘发生的各种故障和局部放电有很密切的联系，只要通过在线监测局部放电便可以清楚的知道定子绝缘的运行情况，发电企业在进行检修工作时就有据可依了，根据监测的结果有针对性的开展检修工作，减少设备损坏造成事故然后导致停机作业的现象。
目前，在发电机等设备绝缘缺陷的监测工作中局部放电在线监测技术已经得到广泛使用。
关键词：局部放电发电机在线监测应用电厂的核心设备便是发电机，而发电机的定子绕组绝缘长期运行在电、热环境和机械应力之下，容易导致局部放电的发生。
绝缘局部放电会让绝缘击穿、损坏，发生短路事故。
监测局部放电可以让我们了解发电机定子绕组绝缘的情况。
守旧的发电机绝缘监测需要停机进行，很不方便，经过不断的创新和发展发电机局部发电在线监测逐渐被广泛使用，其不影响发电机的运行，还拥有可任何时候对发电机绝缘进行监测，分析绝缘情况等优势。
1 局部放电的概括局部放电产生的原因有很多，电压和介质中的气隙、气泡便是原因之一。
气隙中的电场强度比电击穿强度大时，气体发生电离现象，电流流过，导致局部导通。
电力系统中的发电机、电容器、变压器、电动机等高压电器设备都是严格按照绝缘耐压标准来设计它们各自的电压。
正常情况下绝缘性能能够承受实际工作时的电压，由于在设计、安装过程中没有注意细节，导致高压电气设备绝缘介质中还存在一些介质或者气泡，少量的水、气体、悬浮颗粒还留在绝缘油中，金属导体、半导体周围还有一些尖锐不平的地方。
这些地方最容易发生局部放电，因为这里耐压强度低，所以容易在高压交变电场的作用下发生局部放电。
局部放电一般有迹可寻，固体绝缘体上会出现斑痕，绝缘油中有小气泡出现。
局部放电这个现象的时间短，产生的能量小，对发电机的危害性却很大。
很多因素都能导致发电机定子绝缘受损，如环境因素，电气因素，机械因素等等。
但是可以通过随时监测局部放电的方法来有效控制或者避免定子绝缘受损[1]。
2 发电机局部放电信号监测系统原理绝缘材料中的气泡、绝缘材料不平的表面都能产生局部放电，局部放电主要以两种形式出现，一种是电气脉冲，一种是放电。
局部放电检测原理介绍超声波检测法GIS设备局部放电的超声波检测法是利用安装在GIS外壳上的超声波传感器接收局部放电产生的振动信号以达到检测内部局部放电的目的。
在GIS中，除局部放电产生的声波外,还有微粒碰撞绝缘子或外壳、电磁振动、操作引起的机械振动等也会发出的声波.气体和液体中只传播纵波，固体中传播的声波除纵波外还有横波。
故在GIS中沿SF6气体传播的声波和在变压器油中一样只有纵波，但其传播速度很慢，要比油中低10倍，衰减也大，且随频率的增加而增大。
测量超声波信号的传感器主要有加速度和声发射两种.当采用加速度传感器时，要采用高通滤波器以消除较低频率的背景干扰；声发射传感器的原理是利用谐振方式,其频率特性中已经包含了高通特性，因此无需另外附加相应的滤波器件.由于声音的传播速度比电磁波慢很多，时间差更容易进行测量，定位更加准确，并且定位后还可通过敲击GIS外壳的方法进行验证，所以在放电定位方面，声学检测法比电学的方法更优越,加之超声波传感器与GIS设备的电气回路之间无任何联系，抗电磁干扰性较好，因此人们对超声法的研究较为深入，技术手段较为成熟。
但是超声波检测法的灵敏度不仅取决于局部放电的能量,而且取决于超声波信号在传播路径上的衰减，在大多数情况下,超声传感器的灵敏度不是很高。
近年来，由于声—电换能器效率的提高和电子放大技术的发展，超声波检测法的灵敏度有了较大的提高［66—77］，但是超声传感器的有效检测范围仍然较小，完成一个较大规模GIS变电站的检测通常需要数天的时间，检测效率不高。
特高频法特高频法(Ultra High Frequency，简称UHF) 是近年发展起来的一种新的GIS设备局部放电的检测技术。
它是利用装设在GIS内部或外部的天线传感器接受局部放电辐射出的300~3000MHz频段的特高频电磁波信号进行局部放电的检测和分析[56~63]。
运行中的GIS内部气体,其绝缘强度和击穿场强都很高.当局部放电在很小的范围内发生时,气充有高气压SF6体击穿过程很快，将产生很陡的脉冲电流，并向四周辐射出特高频电磁波。
电力电缆局部放电带电检测技术及其应用摘要:本文简要介绍了电力电缆局部放电带电检测技术,阐述了电缆局部放电的脉冲波形特征,局放信号的检测原理及电缆中局放源定位的基本方法。
在此基础上,给出了一个变电站电缆现场检测的应用实例。
关键词:电力电缆局部放电带电检测定位1 引言电气设备检修技术的发展大致可以分为三个阶段,即故障检修、定期检修、状态检修。
状态检修是以可靠性为中心的检修,并逐步取代以往的定期预防性检修,它是根据设备的状态而执行的预防性作业。
状态检修通过对设备关键参数的测量来识别其已有的或潜在的劣化迹象,可在设备不停运的情况下对其进行状态评估。
这种策略不必对设备进行定期大修,提高了检修的针对性和有效性,能发现问题于萌芽状态,有效延长设备的使用寿命,合理降低设备运行维护费用。
目前,避雷器全电流和阻性电流的检测技术、容性设备介损和电容量的检测技术、变压器本体油中溶解气体、局部放电的监测技术以及输电线路的红外检测技术使用相对较为广泛。
随着电力电缆在城市电网建设中的普遍应用,对提高电力电缆检测手段的需求日益迫切,尤其是带电检测。
2 电力电缆局放带电检测目前,局部放电检测被公认为是一种最有效的绝缘诊断方法,带电检测应用中更是如此,目前大量运行的设备缺乏有效的检测手段而导则事故频发,电力电缆尤其如此,近年来电力电缆在城市化建设中得到了大量的应用,但其绝缘状态检测缺乏有效的手段,国内外对电力电缆的局放带电检测做了大量的研究,目前已经取得了很好的成果。
电力电缆中发生局部放电时,其产生的脉冲为是单极性脉冲,上升时间很短,并且脉冲宽度也很窄。
脉冲从产生的位置两边传播,由于在电缆中传播时的衰减和散射,当到达测量点时,脉宽增加,幅值减小。
一般情况下,在测量时能检测到比较好的脉冲波形,其保留了很多与源波形相同的特性。
图1给出了一段典型的电缆局放脉冲波形。
如果上升时间和脉冲宽度在电缆局部放电脉冲的通常范围内,那么就可以把该脉冲看成是电缆局部放电。
目录 浅谈应用在电力行业局部放电检测中的传感器 ................................................................... 2 1引言 ........................................................................................................................................ 2 1.1在线监测与状态维修的意义 ......................................................................................... 2 1.2传感器技术促进在线监测技术的发展 ......................................................................... 3 1.3在线监测技术在我国的基本应用情况 ......................................................................... 3 1.4局部放电监测 ................................................................................................................. 4 2超声传感器 ............................................................................................................................ 5 2.1超声传感器（ultrasonic sensor）的简介与原理 ......................................................... 5 2.2超声波传感器在局部放电故障监测中的应用 ............................................................. 8 2.2.1变压器局部放电超声定位 ...................................................................................... 8 2.2.2真空开关真空度超声检测 ...................................................................................... 9 2.2.3电力变压器绕组变形的超声检测 ........................................................................ 10 3红外传感器技术 .................................................................................................................. 11 3.1红外传感器的分类与原理 ........................................................................................... 11 3.2红外传感器应用于高压电力设备温度的测量 ........................................................... 13 4气体传感器 .......................................................................................................................... 15 4.1气体传感器的分类与原理 ........................................................................................... 15 4.2 新型燃料电池气体传感器在油中气体监测的应用 .................................................. 17 5光学传感器 .......................................................................................................................... 21 5.1光纤传感器的分类与原理 ........................................................................................... 21 5.2光纤传感器在局部放电监测中的应用 ....................................................................... 23 6.参考文献 .............................................................................................................................. 26 浅谈应用在电力行业局部放电检测中的传感器 1引言 1.1在线监测与状态维修的意义 电气设备是组成电力系统的基本元件，是保证供电可靠性的基础。无论是大型关键设备如发电机、变压器，还是小型设备如电力电容器、绝缘子等，一旦发生失效，必将引起局部甚至全部地区的停电。 大量资料表明，导致设备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化[1]。例如我国1984-1986年，110kv及以上等级电力变压器事故的统计分析表明，由于绝缘劣化引起的事故的台次占总事故台次的68%和总事故容量的74%。而1990年的统计分别为76%和65%。1971-1974年，我国6kv及以上的电机事故的统计分析表明，绝缘损坏事故占事故总台次的66%。1980年，电力部对36台故障电流传感器进行分析，结果是绝缘事故占92%。1990年，全国110kv及以上等级互感器中，绝缘故障占总事故台次的55%。国外的统计结果也类似。例如，北美电力系统曾因绝缘故障引起至少三个电力局的230kv电流互感器爆炸。对美国某4.8kv配电系统在1980-1989年失效电容器的统计分析表明，其中92%是因绝缘劣化引起失效等等事故。 由以上论述可见，电气设备的多数故障时绝缘性故障。不仅是电应力作用引起绝缘劣化，导致绝缘故障，而且机械力或热的作用，或者和电场的共同作用，最终页会发展为绝缘性故障。例如，变压器短路故障产生的巨大电磁力会引起绕组变形，也使绝缘受损伤而导致发生匝间击穿；变压器内部过热可导致油温上升，使绝缘过热而发生裂解，最后发展为放电性绝缘故障。 电力设备，特别是大型设备故障会造成巨大的经济损失。有些非大型设备虽自身价值不昂贵，但故障后果严重，例如，以往互感器、电容器、避雷器常因绝缘故障发生爆炸和起火，不仅会波及临近设备，且由于故障的突发性，会因爆炸而造成人员伤亡。 鉴于绝缘故障在故障检测中所占得比重及后果的严重性，电力运行部门历来十分重视电气设备的绝缘监督，并规定每年春天对设备进行一次全面的绝缘性能检查。对电气设备进行绝缘监督的主要手段，以往是一直采用定期进行绝缘预防性试验，即根据电力部所颁发的《电力设备预防性试验规程》，对不同设备所规定的项目和相应的试验周期，定期在停电状态下进行绝缘预防性试验。这无疑在预防设备事故的发生，保证供电安全可靠方面，起着很好的作用，但是长期工作经验表明，这样一个维修体系有着一定得局限性。从经济学角度来看，定期试验和大修均需停电，不仅会造成很大的直接和间接的经济损失，而且增加了工作安排的难度。加以定期大修和更换部件也需要投资，而这种投资是否必要尚不好确定。因为设备的实际状态可能完全不必作任何维修，而仍能够继续长时间运行。若维修水品不高，反而可能使设备维修越坏，从而产生新的经济损失。其次，虽然绝缘的劣化和缺陷的发展是有统计特性的，绝缘劣化发展速度有快有慢，但总有一定的潜伏和发展时间。 20世纪70年代以来，随着世界上装机容量的迅速增长，对供电可靠性的要求越来越高。考虑到原有预防性维修体系的局限性，为降低停电和维修费用，提出预知性维修和状态维修这一新概念。气具体内容是对运行中的电力设备的绝缘状况进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状况的信息。在进行分析处理后，对设备的绝缘状况作出诊断，并根据诊断的结论安排必要的维修，也即是做到有的放矢进行维修。故状态维修应包括三个步骤，即在线监 测---分析诊断----预知性维修。 状态维修有以下优点： 1） 可更有效的使用设备，提高设备的利用率 2） 降低维修费用 3） 有目标的进行维修，可以提高维修水平，使设备运行更安全可靠 4） 可系统地对设备制造部门反馈设备的质量信息，用以提高产品的可靠性
1.2传感器技术促进在线监测技术的发展
传感器技术是信息获取科学与技术的核心技术[2]。信息获取科学与技术又是构成信息技术的三大支柱之一，是信息的源头和基础。但是传感器技术，现在又是信息技术发展的瓶颈，仍然是拖后腿的角色。信息获取技术（传感/监测技术）大大落后于信息处理技术（计算机技术）与信息传输技术（通信、网络技术），所以传感器仍然是称为推动科学技术进步的关键和基础，是吸引众多科学技术工作者攻坚的热点。那么，我们就回顾一下，传感技术在电力行业局部放电在线监测中的历史进程，以分析传感器技术在现在行业中的重要应用和对工程应用领域的巨大作用。
20世纪60年代，美国最先使用可燃性气体总量（TCG）监测装置，来测定变压器储油柜油面上的自由气体，以判断变压器的绝缘状态。但是在潜伏故障阶段，分解气体大部分溶于油中，故这种装置对潜伏性故障无能为力。
针对这一局限，日本研究了使用气相色谱仪，在分析自由气体的同时，分析油中溶解气体，这有利于发现早期故障。其缺点是要取油样，需在实验室进行分析，试验时间长，故不能在线连续监测。20世纪70年代中期，能使油中气体分离的高分子塑料渗透膜的发明和应用，解决了在线连续监测问题。气相色谱仪技术日趋成熟，并为长期的实践所证明，是一种行之有效的监测和诊断技术。其局限性事气体的生成有一个发展的过程，故对突发性故障不灵敏，这就要借助于局部放电监测。
