一、开关柜局放监测原理及系统简介

1.1、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，确定检修时间和措施，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是实现开关柜绝缘在线监测和诊断的有效手段。

1.2、监测原理：

 1.2.1开关柜局放的产生：

局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿， 但可以导致电介质（ 特别是有机电介质） 的局部损坏。若局部放电长期存在， 在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验， 不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此， 对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。

基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现象的研究，各种局部放电检测技术应运而生。局部放电检测技术中也相应出现了电检测法和光测法、声测法、红外热测法等非电量检测方法。近年来， 随着局部放电检测技术的提高和进步，采用声电联合监测是目前采用较广泛的方法。事实证明，该方法能够有效检测表面放电、沿面爬电、尖端放电、内部放电、电晕放电等多种类型放电。

局放放电的放电 原因入下图所示：

1.2.2、开关柜局放的主要类型合特征

开关柜局放的放电类型，从位置上分为：表面放电和内部放电；从特征上分持续放电和间歇放电；
开关柜局部放电的表现形式包括，电磁波：HF～VHF～UHF～SHF；声音噪声： 可闻噪声和超声波；气体生成物：氮化物、碳化物和氟化物；光：红外、紫外； 电流行波：高频脉冲电流。

从频域上看，开关柜局放涵盖从低频到极高频的各个频段。

1.3系统简介：

局部放电在线监测系统适用于10kV 及以上电压等级的电缆以及开关柜局部放电在线监测。能实时监测放电量，放电相位，放电次数等基本局部放电参数；计算出各个接头及各段电缆局部放电幅值、频次；经多次采集（一般测量50个工频周期）后，从数据库提取数据进行谱图分析和数据报表以确定放电点相对位置，必要时给出报警。并可按照客户要求，提供有关参数的统计量。能存储测试谱图、放电趋势，从而及时发现电缆及接头的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为电缆的检修工作提供依据。

开关柜局放在线监测系统图

1.3.1系统组成

1.3.1.1现场设备层

由UHF传感器、TEV传感器、超声传感器三合一监测终端和现场数据采集服务器构成。UHF传感器用来接收局放产生的特高频电磁波信号；TEV传感器用于接收局部放电在开关柜柜壁产生的暂态对地电压信号；超声传感器用来接收局放产生的超声信号。

1.3.1.2.数据处理通讯层

监测终端用于两路传感器信号的连续实时采集、数字化处理，现场报警等，并与现场数据采集服务器通信，完成数据上传；

1.3.1.3监测应用层

现场数据采集服务器用于连续采集、存储监测终端所上传的数据，将数据打包、加密，并与位于监管中心的数据库服务器通信，完成数据上传。

二、系统硬件组成

2.1、局放在线监测传感器

2.1.1K01三合一局放传感器

特高频局放传感器可监测特高频信号，适用于电力系统内主、配网中的开关柜类设备的状态监测:采用了磁吸式安装设计，直接吸附固定于开关柜柜壁表面。 

2.1.2GIS-K02三合一局放传感器

三合一局放传感器可监测特高频、超声波及暂态地电压信号，适用于电力系统内主、配网中的开关柜类设备的状态监测:采用了磁吸式安装设计，直接吸附固定于开关柜柜壁表面。

2.1.3K03无线三合一局放传感器

无线三合一局放传感器可监测特高频、超声波及暂态地电压信号，适用于电力系统内主、配网中的开关柜类设备的状态监测:采用了磁吸式安装设计，直接吸附固定于开关柜柜壁表面，支持无线发送，免停电安装。

 2.1.4K04空间型局放传感器

终端采用特高频（UHF）监测技术，实时监控配电房半径10m内空间电磁波辐射状态，监测配电房产生的特高频信号，把采集到的信号传到信号采集采集装置。 

 2.1.5CW无线测温传器

无线温度传感器用于测量高压带电物体表面或接点处的温度，如高压开关柜内的裸露触点、母线连接处、户外刀闸及变压器等的运行温度。无线温度传感器是由温度传感器、信号调制放大、逻辑控制电路、无线调制接口等组成（如下图所示）。传感器将采集到的温度信号通过无线网络发送到采集装置

2.2、局放采集主机

2.2.1ZKI局放采集装置

2.2.2ZKII触摸屏局放监测主机

 触摸屏局放监测主机用于接收局放采集装置数据，展示所有局放及温度传感器实时数据，局放图谱及设备状态信息，具备告警及事件记录功能，具有多种通讯接口可与第三方平台进行数据对接