概述
高压开关柜 (环网柜) 及其内部高压设备（如断路器、PT、CT、母排、电缆接头等）的运行可靠性直接影响电力工业的正常生产。但是，这些设备在运行中，不可避免地受到电、热、机械和环境等各种因素的影响，其绝缘介质不断劣化，使运行状态不佳，甚至发生各种故障，引起局部乃至大面积停电，造成巨大的直接或间接经济损失。
导致绝缘介质劣化的原因较多，如长时间的强电场产生的电离腐蚀、机械高频振动造成的绝缘磨损、热效应引起的介质老化分解以及绝缘受潮等。随着绝缘介质劣化，性能降低直至绝缘击穿需要一定时间，采用局放在线监测的方法可以实时掌握设备的绝缘状态，避免火灾等严重事故的发生。
高压开关柜中引起局部放电的主要原因有：导体、外壳内表面上的金属突起，常常是由于制造和安装时造成金属表面有较尖的毛刺；绝缘介质的缺陷、老化和表面的污秽造成绝缘内部或表面出现局部放电；高压母线连接处、开关电路触头接触不良或断路器触头接触不良造成局部放电；高压设备里的可以移动的金属微粒，主要在制造、装配和运行中产生，当靠近高压导体并未接触时，就很可能导致放电。
图1 高压开关柜及其局放传感器安装图
由于电力生产过程中容易出现分、合部件的机械松动、触点的磨损和表面氧化等原因，导致连接部件或接触部件的接触电阻增大，在额定工作电流条件下，极易导致开关柜内导电连接处温度升高，严重时将出现局部熔焊、产生火花或电弧放电，最终造成电气设备的损坏。
图2 小推车式开关柜局放闪络
图3 电缆接头破损空穴放电
产品功能
局部放电在线监测系统适用于10KV及以上电压等级开关柜及其内部高压设备的局部放电在线监测，能实时显示各个监测点局部放电幅值、频次、确定放电点相对位置，必要时给出报警，及时发现开关柜的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为开关柜的检修工作提供依据。
装置最小测量放电幅值：2pC，放电脉冲的时间分辨率为10μs，相位分辨率为0.18°。测温精度为±0.5℃。
局放采集装置采用模拟滤波 、脉冲分组、周期脉冲剔除、设置动态阈值等综合抗干扰措施，使测试数据真实可靠。
产品性能指标
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适用范围
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35kV及以下电压等级高压设备
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环境温度
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-40℃~+70℃
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海拔高度
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≤4500m
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现场总线电源电压
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DC 24V
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安装位置
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安装于开关柜内壁
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传感器类型
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UHF、HFCT 、TEM、AE
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最小检测信号强度
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2pC
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测量范围
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0pC – 15000pC(局放)
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使用寿命
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>8年
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监测模式技术
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定时采集模式
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记录数据类型
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放电幅值、放电频次、温度
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可扩展技术
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采用总线拓扑结构，可加装传感器，局放主机
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数据总线
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以太网IEC61850
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保护技术
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装置具备过电压保护技术，防止设备被过电压损坏
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产品特点及优势
采用对放电信号特定频带的提取，可实现对于变电站中常见干扰信号的有效抑制。进而可以有效确定是高压设备处放电，还是外部干扰信号；
报警功能：可根据局部放电严重程度给出报警状态；
局放监测子系统可排除干扰开关操作造成的瞬时脉冲冲击干扰。开关操作产生的冲击电磁波一般在个别工频周期只出现1-5次，并且这种异常周期都比较单一，通过统计这种异常周期数，即可判别是开关操作还是局部放电信号；
局放监测子系统的所有传感器采用单根数字总线进行连接，具有最小化的布线数量，极大减少在开关柜上的走线数量和复杂程度，监测设备对原设备的影响降到了最低。
产品主要组件
1.局部放电采集器
采用嵌入式高性能处理器，在保证高速采样的同时，大幅降低了装置功耗。
AC220V电压供电，能够同时检测8路开关柜局放，网口通讯，支持标准61850协议。
图4 开关柜局放采集器
技术指标：
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灵敏度
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2pC
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测量范围
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2 pC 至 10000 pC
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工作频带
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10MHZ 至 800MHZ
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环境温度
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-40℃ 至 +65℃
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海拔高度
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≤4500m
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防护等级
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IP55
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现场总线电源电压
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DC 24V
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外壳
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铝合金壳体。
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安装位置
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开关柜仪器室或者通过磁吸方式固定于柜壁上。
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功耗
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＜5W
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2.局部放电传感器
1）TEV传感器
TEV传感器接收从开关柜表面缝隙处传出的暂态地电波信号，该传感器可吸附于开关柜表面，使用方便，外形如图5：
图5 TEV传感器
2）HFCT传感器
将设备的接地线穿过HFCT传感器，接地线传播的局部放电信号耦合到该传感器，输出相应的电流信号，其外形如图6：
图6 HFCT传感器
3）超声波传感器
将该传感器通过涂抹在其底部的耦合剂，紧贴被测设备表面，检测密闭设备内部的超声波信号，其外形如图7：
图7 接触式超声波传感器
4）UHF超高频传感器
UHF传感器检测UHF波段的局部放电电磁波信号，并对检测到的信号调理、采集，通过同轴电缆接入主机。其外形如图8：
图8 UHF传感器
3. 产品软件
系统上电后自动进入采集状态，每个IED最多可实时采集8个通道的PRPS谱图，当有局放信号发生并超过预设的报警参数时，系统报警，界面上对应通道编号的指示灯变为红色，IED主机报警指示灯（红色LED）亮起，需手动在报警界面点击解除报警才能恢复。
主要显示界面包括：事件分析（PRPS）、PRPD、24小时趋势分析、历史数据分析、Q-t、N-t谱等对局放特征进行分析。以下分别介绍各个监测子界面所表示的数据与分析意义。
