開關櫃故障頻發？局部放電監測如何成為電力安全的 “預警雷達”？

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定  201801

開關(guan) 櫃為(wei) 什麽(me) 需要局放監測？

  對開關(guan) 櫃進行局部放電監測，是評估設備絕緣狀況的重要手段。

  在電氣設備的絕緣內(nei) 部，若存在氣泡間隙、雜質、尖刺等缺陷，在強電場作用下，開關(guan) 櫃絕緣內(nei) 部的電場分布會(hui) 變得不均勻，缺陷部位的電場強度會(hui) 顯著變大，進而容易導致該部位發生未貫穿整個(ge) 絕緣的放電現象，即局部放電。

  局部放電通常不會(hui) 引發開關(guan) 櫃內(nei) 部絕緣的穿透性擊穿，但會(hui) 導致絕緣介質出現局部損壞。若局部放電長期存在，在一定條件下會(hui) 破壞絕緣裝置的電氣強度，最終造成開關(guan) 櫃內(nei) 部絕緣擊穿。

  開關(guan) 櫃局放監測能夠盡早發現設備的潛伏性故障並實現故障預警，是避免故障發生的有效措施之一。

開關(guan) 櫃局放監測需求分析

  對開關(guan) 櫃進行局部放電監測，是評估設備絕緣狀況的重要手段。

  在電氣設備的絕緣內(nei) 部，若存在氣泡間隙、雜質、尖刺等缺陷，在強電場作用下，開關(guan) 櫃絕緣內(nei) 部的電場分布會(hui) 變得不均勻，缺陷部位的電場強度會(hui) 顯著變大，進而容易導致該部位發生未貫穿整個(ge) 絕緣的放電現象，即局部放電。

  局部放電通常不會(hui) 引發開關(guan) 櫃內(nei) 部絕緣的穿透性擊穿，但會(hui) 導致絕緣介質出現局部損壞。若局部放電長期存在，在一定條件下會(hui) 破壞絕緣裝置的電氣強度，最終造成開關(guan) 櫃內(nei) 部絕緣擊穿。

  開關(guan) 櫃局放監測能夠盡早發現設備的潛伏性故障並實現故障預警，是避免故障發生的有效措施之一。

開關(guan) 櫃局放監測技術手段

1. 開關(guan) 櫃局部放電現象

  電氣設備發生局部放電時，會(hui) 伴隨電、光、聲、熱等一係列物理現象。高壓開關(guan) 櫃局部放電監檢方法，正是基於(yu) 對這些能直觀反映放電特征的物理量的檢測而設計，通過捕捉這些物理量的變化，實現對局部放電的有效監測。

2. 開關(guan) 櫃局部放電監測手段：聲波、暫態地電壓、特高頻

  ① 暫態對地電壓（TEV）法依據麥克斯韋電磁場理論，當高壓開關(guan) 櫃內(nei) 部出現局部放電時，會(hui) 產(chan) 生交替變化的電磁場，進而激發電磁波。這些電磁波信號在櫃體(ti) 內(nei) 部傳(chuan) 播，在屏蔽結構不連續處，會(hui) 向櫃體(ti) 外殼泄露。泄露的電磁波信號會(hui) 在外殼表麵感應出電流，該感應電流通過設備表麵存在的波阻抗，形成脈衝(chong) 電壓，即暫態對地電壓信號（TEV）。通過檢測 TEV 信號的強度、頻率等特征參數，可實現對局部放電的監測與(yu) 分析。

  ② 超聲波檢測法局部放電發生時間很短，瞬時功率高，釋放的能量以熱能形式被周圍介質吸收。介質分子受熱激發，形成聲源，產(chan) 生超聲波信號。由於(yu) 放電過程迅速，所產(chan) 生的超聲波信號具有很寬的頻譜範圍。這些超聲波信號在開關(guan) 櫃櫃體(ti) 中傳(chuan) 播，被安裝於(yu) 櫃體(ti) 上的傳(chuan) 感器中的壓電晶體(ti) 接收，並轉換為(wei) 電信號。電信號經放大、采集後，可進行後續的特征分析，從(cong) 而判斷局部放電的位置、強度等信息。

  ③ 特高頻法開關(guan) 櫃內(nei) 發生局部放電時，會(hui) 激發出頻率很高的電磁波，其頻率可達 GHz 級別。特高頻法通過在開關(guan) 櫃內(nei) 部合理設置天線傳(chuan) 感器，捕捉這一頻段的電磁信號。通過對采集到的特高頻信號進行分析處理，可進一步判斷故障類型、故障位置及故障距離等關(guan) 鍵信息，為(wei) 開關(guan) 櫃的狀態評估與(yu) 故障診斷提供重要依據。

安科瑞APD係列局部放電監測裝置解決(jue) 方案

係統組網圖

開關(guan) 櫃局部放電監測裝置

1.特高頻傳(chuan) 感器APD100

應用場景：適於(yu) 中壓開關(guan) 櫃（61櫃、28櫃、環網櫃）出廠前集成安裝或對已投用的高壓開關(guan) 櫃進行停電安裝。

產(chan) 品特點：係統抗幹擾能力強，可靠性高。

應用安裝：特高頻傳(chuan) 感器磁吸方式安裝於(yu) 電纜室，采集裝置導軌式安裝於(yu) 儀(yi) 表室。

實現過程：頻傳(chuan) 感器所檢測的信號很高，經過同軸電纜送往開關(guan) 櫃局部放電在線監測裝置，進行放大、濾波、檢波，數字脈衝(chong) 提取、數字濾波、局放特征量計算等數字化處理，並完成局放可視化操作、局放判斷、數據存儲(chu) 、數據上送等功能。

監測內(nei) 容：放電次數、放電量、PRPD/PRPS圖譜等。

告警機製：采樣周期1s，連續5次采樣超過報警閾值，報警（寄存器置位+DO輸出）。

2.三合一局放傳(chuan) 感器

APD300應用場景：適於(yu) 中壓開關(guan) 櫃（61櫃/28櫃/環網櫃）

產(chan) 品特點：係統抗幹擾能力強，可靠性高。

應用安裝：三合一有線傳(chuan) 感器磁吸方式安裝於(yu) 電纜室，通過RS485總線將局放數據上傳(chuan) 至監控係統平台。

三合一無線傳(chuan) 感器磁吸方式安裝於(yu) 櫃們(men) 外，通過無線方式將局放數據上傳(chuan) 至局放接收器ATC600-PD。

監測內(nei) 容：監測3種信號的放電次數和放電量、噪聲、溫度、濕度。

告警機製：有線款：每4s采樣時間內(nei) 放電次數和放電量同時超過報警閾值，報警（傳(chuan) 感器寄存器置位）。

無線款：每2小時的4s采樣時間內(nei) 放電次數和放電量同時超過報警閾值，報警（接收器寄存器置位）

特高頻局放監測

產(chan) 品功能

產(chan) 品應用

產(chan) 品資質

APD300局部放電裝置以獲取國網電科院報告