开关柜局放在线监测

系统概述

    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和定时的在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时问和措施，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为实现开关柜绝缘在线监测及诊断的有效手段。

    开关柜局放在线监测将变（配）电站房内高压开关柜的局部放电状态进行实时在线监测、在线诊断，并可以根据预先设置的报警方式，将实时状态预警信号进行远传。配电房（变电站）的高啊开关柜各被监测点的现场实际状态可通过网络传输到调度中心，局领导及调度人员可在调度中心查看各个配电房（变电站）的情况，减少了巡检人员强度，加强了对配电房（变电站）等的安全监测，同时提高配电房（变电站）的安全运行管理水平。

系统架构图

变（配）站所开关柜局放在线监测装置主要分为两大部分，站端监测系统和中心管理系统。

1）站端监测系统包括TEV/AE开关柜局放数据采集终端和TEV/AE开关柜局放传感器两部分。站端监测系统安装在配电室，实时监测现场开关柜内局放数据。系统具备实时在线监测诊断功能，监测数据与诊断结果可通过通信网络将状态信息上传到中心管理系统。

2）中心管理系统分为硬件平台和软件平台，硬件平台包括网络通讯设备、服务器、客户机等，服务器是整个系统的核心，基本任务是局放监测数据的维护和数据的处理。软件平台主要功能包括集中采集、管理各个站端系统，平面显示各站端实时情况。

技术方案

1、TEV/AE开关柜局放在线监测装置
  局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷。在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。它表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。但若电器设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。

TEV/AE开关柜局放在线监测装置是将暂态地电波和超声波检测技术合二为一，有效排除现场干扰，具有超高的定位精度和识别准确性。装置能够进行实时局放数据监测，采用低功耗运行方式和LORA无线通讯与传感器通讯。

   1个变（配）站所配置1台装置，装置采用壁挂式，每套监测装置最多可监测接收30个点以上局放传感器数据,该装置能帮助用户实现变电高压开关柜设备的运行状态局放实时监测，大大减少人工投入；能实现智能运维大数据监测及分析，提升管理效率；能减少因为长周期巡检带来的事故隐患，保障设备运行安全。

1) 主要功能是接收采集单元上传的局放信号和与后台厂家进行数据转发和对接。

   2) 支持多达30个以上监测节点（实际根据配电房高压开关柜数量和采集距离）。

装置特点：

● 多种信号对比分析，有效排除干扰，识别准确性高；

● AE、TEV与UHF联合测试法（即声电联合法）对电力设备进行局部放电在线监测，提高局放定位准确性，提高检修效率

● 提供多种分析处理手段和数字滤波抑制干扰技术

● 适用范围广，并给出可信的维护建议

● 易安装，220V交流照明用电，无需停电

● 优良的抗干扰和环境适应性，对噪声、超声驱鼠器、工频电场和磁场、高频电磁波、通信信号干扰、温湿度、灰尘环境适应能力*

● 使用寿命 ≥10年

2、TEV/AE开关柜局放传感器

局放信号采集单元采用3.7V电池供电，采用LORA无线通讯方式与监测装置进行数据的传输，传感器采用地电波（TEV）/超声波（AE）原理，是一款高压开关柜局放状态巡检智能传感器，能够有效的对开关柜局放进行实时监测。

     TEV/AE开关柜局放传感器主要功能是采集高压开关柜局放数据，并将数据通过无线方式上传给站端的局放在线监测装置。

   传感器特点：

l 采用成熟的泛在物联网无线通讯技术NB-IoT、LoRa

l 低功耗，内置高性能电池作为运行电源

l 将暂态地电波和超声波检测技术合二为一，有效排除现场干扰，超高的定位精度和识别准确性

l 抗干扰强、精度高，24小时实时在线监测

l 大容量电池、低功耗设计可持续工作3年以上

       易安装，采用强磁安装方式，能够持续有效吸附安装在开关柜面上

3、中心管理系统

在本地监控中心配置1套局放在线监控主站系统，主要包括硬件平台和软件平台，硬件平台包括网络通讯设备、服务器、短信报警模块等，服务器是整个系统的核心，基本任务是数据的维护和数据的处理。软件平台主要功能包括集中采集、管理各个站端系统，平面显示各站端实时情况，包括实时局放检测数据曲线与历史数据曲线等界面，直观的描述现场局放状态。

l 平台可采集多点配电房开关柜局放数据集中展示

l 可实现历史数据的查询

l 具备平面与3D建模显示模型配置

l 拥有自定义报表平台，可方面用户构建需要的报表数据

l 平台具备组态系统功能，可任意接入其他厂家设备

l 平台可实现浏览器远程查看系统，方便用户