TE-KGGPD-202开关柜局部放电在线监测系统

      开关柜的在长期运行中，由于各种客观原因造成开关柜在安装和投运后的过程中出现电缆搭接处故障、母线故障、触头故障、操作机构故障、避雷器故障等，从而对电网的可靠运行带来了隐患，直接影响设备的安全稳定运行。

      绝缘缺陷是造成开关柜故障的主要原因之一，局部放电是绝缘缺陷的主要体现，也是绝缘缺陷进一步恶化的主要原因。随着事故越来越多的发生，对于局部放电的检测和监测越来越受到重视，随着电力行业状态检修的推进和现代科技的发展，为开关柜局部放电在线监测提供了条件和必要的技术基础。

     常规的设备维护是以固定周期将开关柜停电进行检修，该种方式投入人力物力大，耗费时间长，对没有问题的开关柜停电会对电力公司的生产进度造成影响，而且这种方式具有滞后性，不能实时的了解设备运行状况，开关柜在线监测系统的实时能够完美的解决这一问题，实时显示设备运行状况，可以对设备进行评估检修，能够节省大量的人力物力，而且及时发现问题，避免事故发生。

一、系统功能及特点

1.抗干扰能力，监测数据准确

  系统采用多种抗干扰措施，能够有效的去除现场环境中的干扰，准确提取局部放电信号，判断设备运行状况；

2.安装简便、快捷

   由于电力行业的特殊性，不能长时间停电施工，该系统在设计初按照简便快捷的宗旨，无需改动原有设备结构就能够快速安装，且安装后不影响设备正常运行，维护简单。

3.无需停电即可查询、设置参数、维护

   该系统采用模块化设计，采用统一数据总线的方式，无需停电即可对各单元进行数据查询、参数设置。

4.多种监测手段结合，测量数据更加有效

  采用声电联合测试（超声波法和地电波法），通过声电数据结合分析，能有效的提取局部放电信号。

5.多种数据分析手段

   系统可显示实时波形、趋势图、频域分析图等多种图形，能够有效的分析放电种类及疑似故障点。

二、系统原理

  2.1基本原理

在压设备有局部放电时会产生声、光、电磁波、热、化学物质等信号，通过相应的传感器捕捉到这些信号，并对这些信号进行处理，转化为可读信息，通过分析该信息得到当前设备的运行状况。

2.2主要检测方法

对于开关柜的局部放电检测主要采用两种方式：TEV（暂态地电波法）、超声法

（1） 暂态地电波法监测原理

压开关柜发生局部放电时，放电量往往先聚集在与接地点相邻的接地金属部位，形成对地电流，在设备的金属表面上传播。对于内部放电，放电量聚集在接地屏蔽的内表面，屏蔽连续时在设备外部很难检测到放电信号，但屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接、电缆绝缘终端等部位不连续，局部放电的频信号会由此传输到设备屏蔽外壳。根据麦克斯韦电磁场理论，局部放电现象的发生产生出变化的电场，变化的电场激起磁场，而变化的磁场又会感应出电场，这样，交变的电场与磁场相互激发并向外传播，形成了电磁波。当开关柜的内部元件对地绝缘发生局部放电时，小部分放电能量会以电磁波的形式转移到柜体的金属铠装上，因柜体接地，电磁波在开关柜外表面感应出频电流，利用电容耦合即可测出放电脉冲信号。

（2）超声波法检测原理

   压开关柜发生局部放电时，产生超声波信号向外辐射，放电产生的声波的频谱很宽，可以从几十Hz 到几MHz，其中频率低于20 kHz 的信号能够被人耳听到，而于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。

(3） 声电结合法监测原理

将地电波法、超声波法综合使用，利用地电波传感器和超声波传感器进行探测，根据主机显示的局放信号的波形、图谱及数据显示综合判断开关柜内部的放电情况或松动情况。还可以根据声、电信号的各自的特征判断开关柜的故障类型，能够利用声电信号的相关性判断放电信号的严重性。两种方法的结合能提对开关柜局部放电信号监测的全面性和可靠性。

三、 系统组成

本监控系统主要由安装在站房内的控制器和安装在各个开关柜中的不同种类检测器组成。每个开关柜内部结构分上中下三层。上层为控制设备；中层为开断装置；下层为电缆层并有母线与中层设备连接。本系统在下层安装局部放电传感器。

4.1  TEV（地电波）传感器

TEV测量法是目前测量开关柜zui有效的方法，该系统在开关柜箱壁上安装TEV能够有效测量开关柜局部放电。

主要技术参数：

         测量频带：30-100MHz

         测量灵敏度：-10dBmV

         测量范围：-10-50 dBmV

4.2超声波传感器

 超声波传感器能够接收到开关柜内由于局部放电产生的超声波信号。

 主要技术参数：

             中心频率：40kHz

             测量灵敏度：-60dB

             测量范围：-60dB ～ 18dB

4.3现场监测单元

现场监测单元可安装在开关柜室一侧墙上，一台监测单元可完成12台（共24通道）开关柜监测，连接电缆通过电缆沟连接至各开关柜中的传感器。

现场监测单元主要完成对现场数据的采集、信号处理、波形显示、数据远程传输、报警提示等功能。

现场监测单元主要技术参数：

4.5远程信息平台（可选）

 该系统可提供将数据通过网络传输至远程信息平台，根据规定的数据规约传输数据，能够在办公室等数据终端读取现场设备运行状态信息。

五、软件界面

5.1局部放电软件界面

运行于现场检测单元，具有对局部放电信号的在线数据接收、处理及存贮、局部放电的历史趋势图显示及报警、历史数据查询、动态趋势图等功能。