1.概述 特高頻傳感器GIS局放在線監測系統

本公司研發的GIS局放在線監測系統，用于特高頻局部放電的在線監測。系統由特高頻傳感器、就地采集單元和后臺診斷平臺組成。

特高頻傳感器：檢測GIS等高壓設備內部絕緣局部放電信號，通過同軸電纜將信號送至就地采集單元。

就地采集單元：對信號進行降噪、濾波、識別，并通過光纖/網線將結果送至后臺診斷平臺；

后臺診斷平臺：在線監測系統與就地采集單元通信，完成對局部放電信號的診斷和定位，生成報警信號。實現在主控室或遠程調度中心同步顯示現場監測數據。

安裝局放在線監測系統必要性：

1.1.現狀描述：

過去普遍認為GIS屬于無需檢修或檢修周期長的設備，但從近40年的運行經驗來看，絕緣故障始終是影響GIS可靠性的重要因素之一。1998年CIGRE統計了國外1967年到1992年間所有GIS絕緣故障率，這些故障率均超過了GIS絕緣所要求的0.1次/（百年間隔）的指標，且隨著電壓等級的增高，絕緣故障率逐步增大。

鑒于以上統計情況表明，在GIS發生故障之前，能夠檢測并判斷它的內部缺陷狀況，并提前預報，就顯得尤為重要。

1.2.項目預期目標：

該項目致力于提高生產核心業務的工作效率，降低生產檢修工作成本，因此各項應用提升管理、社會、經濟等多方面效益。

1)管理效益方面：

本次項目的研究和推廣將全面提升電力設備的管理水平，為發電站進一步實施狀態檢修打下良好基礎；該系統采用全面集成化管理，可實現同一間隔不同時間點和不同間隔同一時間點的各項檢測數據及特征圖譜的對比分析，從而實現了監測數據的標準化，便于流程化和統一化的管理，進一步提高了公司的管理效益。

2)經濟效益方面：

通過局放在線監測系統對GIS設備運行狀態進行的了解和掌握，可對設備的使用性能、運行壽命、利用程度進行評估，以便合理安排檢修策略，同時可以大量減少現場巡視人員的工作量，大大降低了公司的GIS檢修成本；該項目的研究成果將能直接用于加強生產管理的精細化管理，進一步提高生產運維效率，通過對GIS設備運行狀態的綜合評估，改變原來的周期性檢修方式；從而提高經濟效益。我公司的局放在線監測系統可以實時監測GIS等高壓電氣設備在運行過程中的局部放電情況，可以及時對設備絕緣異常狀態和放電性故障做出預警，為設備正常運行提供必要的指導依據，提高電力系統運行的可靠性和安全性，為營造和諧穩定的社會貢獻了重要力量。

2.特高頻傳感器GIS局放在線監測系統簡介及本系統研制的依據

2.1系統簡介

GIS局放監測系統是本公司總結多年局放測量的現場處理經驗，采用傳感器技術、信號處理器、計算機等技術手段和算法實現的新一代高性能數字化局放在線監測裝置。

智能綜合在線監測系統基于B/S架構的全稱為Browser/Server，即瀏覽器/服務器結構上；客戶端無需安裝，有Web瀏覽器即可；BS架構可以直接放在廣域網上，通過一定的權限控制實現多客戶訪問的目的，交互性較強；BS架構無需升級多個客戶端，升級服務器即可，可以隨時更新版本，而無需用戶重新下載。并且B/S是基于網頁語言的、與操作系統無關，所以智能綜合在線監測系統可以在windows、linux上運行，也可以在deepin深度操作系統等國產操作系統上運行。并且智能綜合在線監測系統為方便更多用戶使用，支持中英文切換功能。

本產品已在多個變電站和發電站經過長期運行測試，包括室內外環境，表現出可靠的穩定性能。在現場，該產品成功檢測到被監測設備的放電性故障，有效預防了重大事故。實際應用證實，本產品符合現場環境要求。

2.2產品研制的依據

? 高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求 DL/T 593

? 3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關設備和控制設備 DL/T 404

? 3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關設備和控制設備 GB 3906

? 局部放電測量GB/T 7354

? 電力設備局部放電現場測量導則 DL/T 417

? 高電壓試驗技術 第一部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1

? 高電壓試驗技術 第二部分：測量系統 GB/T 16927.2

? 高電壓試驗技術 第三部分: 現場試驗的定義及要求 GB/T 16927.

3.系統監測原理及特點

GIS局放監測系統采用國際特高頻局放監測技術，這是目前國際上針對GIS等設備廣泛認可的狀態檢測方法。國際大電網會議CIGRE WG33/23-12 工作組的研究指出，特高頻法（UHF）在抗干擾能力、檢測范圍和對所有放電類型的敏感性方面表現優異。我們公司提供多種監測模式的解決方案，適用于各類高壓電器，確保能夠及時檢測設備缺陷，從而有效預防GIS設備的電力事故。

3.1監測原理

特高頻局部放電在線監測利用國際上的UHF技術，通過UHF傳感器精確捕捉局部放電產生的特高頻電磁信號，從而實現缺陷的檢測與定位。此外，該技術能夠在現場復雜干擾環境中保持高信噪比和靈敏度。

傳統的局部放電監測技術測量頻率較低，測量頻帶與周圍環境的強干擾源頻帶重疊，易受外界干擾的影響，不易去除干擾信號檢測到放電信號，所以很難應用于在線局放監測。而局放超高頻信號（UHF）監測技術，則是在300～1500MHz寬帶內接收局部放電所產生的局部放電超高頻（UHF）電磁脈沖信號。GIS內部充有高氣壓SF6氣體，其絕緣強度和擊穿場強都很高。當局放在很小的范圍發生時，氣體擊穿過程很快，將產生很陡的脈沖電流（其上升時間小于1ns），并向四周輻射出特高頻電磁波（高達數GHz）。GIS設備的腔體結構相當于一個良好的同軸波導，非常有利于電磁波的傳播。

特高頻檢測法就是利用特高頻天線采集局部放電所產生的特高頻電磁波信號（300MHz~3GHz），從而實現GIS局部放電的檢測。當電力設備內部絕緣缺陷產生局部放電時，激發出的電磁波便可通過特高頻傳感器進行檢測。

特高頻檢測法基本原理圖：

3.2特高頻監測模式特點

采用特高頻傳感器，其接收在UHF頻段傳感局部放電所產生的電磁脈沖信號，在檢測靈敏度和抗干擾能力方面顯示出良好的特性，目前已成為局部放電在線監測的主導傳感方法，具有以下特點。

1) 避開了電網中主要的電磁干擾頻段， 具有良好的抗電磁干擾能力， 且對振動噪聲不敏感；

2) 對各種放電缺陷均較敏感， 即使采用體外傳感監測方式，也可獲得足夠高的監測靈敏度；

3) 根據放電脈沖的波形特征和UHF信號的頻譜特征，可進行故障診斷及定位；

4) 有效檢測范圍大，檢測點少，檢測效率高，適用于在線監測。