1、產(chǎn)品簡介

本系統(tǒng)采用超聲波和暫態(tài)地電波，以及空間特高頻局部放電檢測技術(shù)，適用于環(huán)網(wǎng)柜、戶外開關(guān)箱的局放信號實時監(jiān)護和異常報警，具有靈敏度高、抗干擾性能強、具備多種通訊方式等特點。

開關(guān)設(shè)備的安全可靠運行，決定了供電的可靠性和安全性，在供電系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。由于電氣設(shè)備在長期運行中必然存在電性能、熱性能、化學(xué)性能以及異常狀況下形成的絕緣劣化，導(dǎo)致電氣絕緣強度降低，產(chǎn)生局部放電，進而發(fā)生故障，影響開關(guān)柜的使用壽命。

本系統(tǒng)旨在通過布署智能二合一無線局部放電傳感器（AE，TEV），空間特高頻（UHF）配合采集裝置，在線實時監(jiān)測柜體運行過程中的局放信號，通過對一些測試閥值的設(shè)置，頻譜分析，圖譜顯示，讓用戶能方便地判斷是否設(shè)備存在局部放電，根據(jù)其中長期趨勢，較早地發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患，將以往被動的檢測方式變成主動的“防御"性監(jiān)測，使得開關(guān)柜產(chǎn)品使用更加安全可靠，也為產(chǎn)品增加新的技術(shù)亮點。

局放在線監(jiān)測裝置主要由前端超聲波（AE）、暫態(tài)地電波（TEV）二合一無線傳感器、局放采集裝置、無線智能網(wǎng)關(guān)和在線式局部放電分析系統(tǒng)軟件構(gòu)成，前端無線局放信號采集傳感器通過磁吸方式安裝在柜體內(nèi)部，無線智能傳感器本身具有信號濾波放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，可對傳感器耦合信號進行濾波降噪和放大，以達到 AD 轉(zhuǎn)換的量程范圍內(nèi)，局部放電采集單元采用 125MS/s 采樣率， 14 位分辨率，采集傳感器耦合的暫態(tài)地電波放電信號和超聲波放電信號，通過無線同步單元和實際電壓相位保持一致。

配電局部放電采集裝置（主機）通過銅軸電纜接收空間特高頻信號，并通過LORA等通訊方式與局放傳感器數(shù)據(jù)通訊，收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)邊緣計算匯總后傳送到配電智能網(wǎng)關(guān)。具備局放邊緣計算功能和數(shù)據(jù)存儲功能。局放數(shù)據(jù)處理前移在邊緣即可對數(shù)據(jù)進行處理，降低服務(wù)器的傳輸壓力和處理壓力，本地實時處理，提高現(xiàn)場響應(yīng)實時性。在掉線后可以繼續(xù)正常工作，對現(xiàn)場進行局放數(shù)據(jù)監(jiān)測存儲計算，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后可以將緩存的數(shù)據(jù)同步到云服務(wù)器，使信息保持完整。

2、產(chǎn)品特點

1）分布式布局，擴展性強

監(jiān)測終端網(wǎng)絡(luò)化布局，在原有布局基礎(chǔ)上加入或者撤掉終端時，系統(tǒng)無需額外設(shè)置，自動進行識別和配置。

2）實時監(jiān)測

系統(tǒng)記錄各監(jiān)測節(jié)點的實時數(shù)據(jù)，監(jiān)測周期可以靈活設(shè)置。

3）及時預(yù)警

當某節(jié)點監(jiān)測到異常局放量時，將快速反饋給監(jiān)測服務(wù)器，服務(wù)器軟件記錄必要信息，發(fā)出警報。

4）抗沖擊

可承受600KV的閃絡(luò)沖擊，終端設(shè)備不損壞、數(shù)據(jù)不丟失。

5）抗干擾

具備時域、頻域信號分析技術(shù)，可有效分離干擾信號和局放信號，可有效避免儀器電源端的干擾。

6）傳輸穩(wěn)定

可以借助強大的移動網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)直接遠傳至服務(wù)器，傳輸性能可靠，網(wǎng)絡(luò)延時小。

7）接入安全性好

系統(tǒng)的接入不影響開關(guān)柜的密封和絕緣性能，不影響設(shè)備的安全運行。

9）EMC等級

靜電放電抗擾度：4級

電快速瞬變脈沖群抗擾度：4級

浪涌（沖擊）抗擾度：4級

工頻磁場抗擾度：5級

3、測量原理

 當高壓開關(guān)柜及其內(nèi)部高壓設(shè)備（如PT、CT、母排、電纜接頭等）由于絕緣故障而產(chǎn)生局部放電(局放)時，局部放電過程中往往伴隨有脈沖電流、電磁波、超聲波、光、臭氧、熱等物理或化學(xué)現(xiàn)象以及相應(yīng)的過程，我們檢測時以特高頻、超聲波、TEV為主要的檢測指標。

局部放電監(jiān)測技術(shù)有特高頻法、超聲波法和TEV法等。

1)   特高頻檢測技術(shù)是一種非接觸的檢測方法，依據(jù)是“場"的原理，它通過局放傳感器接收局部放電過程中輻射的特高頻電磁波，從而實現(xiàn)局部放電的檢測。

2)   超聲波法用超聲波傳感器接收局放發(fā)出的超聲波信號作為局放判斷的依據(jù)，檢測頻帶通常為20kHz～100kHz。超聲波法最大的優(yōu)點是以超聲為監(jiān)測信號，避開了局放監(jiān)測現(xiàn)場的各種電磁干擾，因而得到了廣泛的應(yīng)用。超聲檢測法最早始于上世紀40年代，但由于傳感器靈敏度低等原因沒有得到大范圍推廣。隨著聲發(fā)射技術(shù)的進步，超聲換能器的靈敏度得到大幅提高，并且得益于集成電路和信號處理技術(shù)的迅速發(fā)展，超聲波法才重新得到人們的青睞。現(xiàn)在，超聲波法已經(jīng)成為局放檢測的重要方法。

3)   TEV法是一種新的局放檢測方法，更多的應(yīng)用于高壓開關(guān)設(shè)備的局放檢測。開關(guān)柜發(fā)生局部放電時，產(chǎn)生的電磁波由放電點向四周傳播。由于開關(guān)柜的柜體金屬不是連續(xù)的，無法屏蔽電磁波。這些電磁波通過開關(guān)柜的縫隙、電纜絕緣終端等金屬非連續(xù)部位傳播到開關(guān)柜金屬屏蔽殼外。當電磁波到達金屬殼的外表面時，金屬殼外表面產(chǎn)生一個短暫的對地電壓，叫做暫態(tài)地電壓。暫態(tài)地電壓上升時間只有幾個納秒，并且很快就消失。在實際應(yīng)用時，將TEV傳感器置于開關(guān)柜內(nèi)壁，檢測頻帶在3MHz～100MHz范圍內(nèi)。TEV法對內(nèi)部放電具有較高的靈敏度。

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方法，通過安裝地電波傳感器、超聲波傳感器和空間特高頻傳感器檢測開關(guān)柜本體里的局部放電暫態(tài)地電波信號、超聲波信號和特高頻信號。檢測電路對暫態(tài)地電波信號、超聲波信號和特高頻信號的模擬信號經(jīng)過濾波、放大、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號，再經(jīng)過高階數(shù)字濾波處理后由處理器經(jīng)過無線信號傳送至無線數(shù)據(jù)中繼單元，再通過各種通訊接口傳送至后臺。

單元采集的每組局放數(shù)據(jù)，根據(jù)是否有時標信號或相位信號輸入，分別標注相應(yīng)的時刻參數(shù)。經(jīng)算法處理后先本地存儲，然后根據(jù)服務(wù)器端軟件指令向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。既保證數(shù)據(jù)系統(tǒng)性，不遺漏諸如局放信號等特征信號，又不至于引起通信堵塞。

單元將系統(tǒng)所設(shè)置的每個測量周期內(nèi)的局放信號峰值，有效值計算，加入時戳，傳輸給服務(wù)器軟件。