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【新品速遞】保障電力安全:開(kāi)關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)原理與選型策略

江蘇安科瑞電器制造有限公司 ? 2025-06-12 08:02 ? 次閱讀
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一、開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)需求分析

對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè),是評(píng)估設(shè)備絕緣狀況的重要手段。

電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)部,若存在氣泡間隙、雜質(zhì)、尖刺等缺陷,在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,開(kāi)關(guān)柜絕緣內(nèi)部的電場(chǎng)分布會(huì)變得不均勻,缺陷部位的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)顯著變大,進(jìn)而容易導(dǎo)致該部位發(fā)生未貫穿整個(gè)絕緣的放電現(xiàn)象,即局部放電。

局部放電通常不會(huì)引發(fā)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣的穿透性擊穿,但會(huì)導(dǎo)致絕緣介質(zhì)出現(xiàn)局部損壞。若局部放電長(zhǎng)期存在,在一定條件下會(huì)破壞絕緣裝置的電氣強(qiáng)度,最終造成開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣擊穿。

開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)能夠盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛伏性故障并實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警,是避免故障發(fā)生的有效措施之一。

二、開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)技術(shù)手段

1. 開(kāi)關(guān)柜局部放電現(xiàn)象

電氣設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí),會(huì)伴隨電、光、聲、熱等一系列物理現(xiàn)象。高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電監(jiān)檢方法,正是基于對(duì)這些能直觀(guān)反映放電特征的物理量的檢測(cè)而設(shè)計(jì),通過(guò)捕捉這些物理量的變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電的有效監(jiān)測(cè)。

2. 開(kāi)關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)手段:聲波、暫態(tài)地電壓、特高頻

① 暫態(tài)對(duì)地電壓(TEV)法

依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部出現(xiàn)局部放電時(shí),會(huì)產(chǎn)生交替變化的電磁場(chǎng),進(jìn)而激發(fā)電磁波。這些電磁波信號(hào)在柜體內(nèi)部傳播,在屏蔽結(jié)構(gòu)不連續(xù)處,會(huì)向柜體外殼泄露。泄露的電磁波信號(hào)會(huì)在外殼表面感應(yīng)出電流,該感應(yīng)電流通過(guò)設(shè)備表面存在的波阻抗,形成脈沖電壓,即暫態(tài)對(duì)地電壓信號(hào)(TEV)。通過(guò)檢測(cè) TEV 信號(hào)的強(qiáng)度、頻率等特征參數(shù),可實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電的監(jiān)測(cè)與分析。

② 超聲波檢測(cè)法

局部放電發(fā)生時(shí)間很短,瞬時(shí)功率高,釋放的能量以熱能形式被周?chē)橘|(zhì)吸收。介質(zhì)分子受熱激發(fā),形成聲源,產(chǎn)生超聲波信號(hào)。由于放電過(guò)程迅速,所產(chǎn)生的超聲波信號(hào)具有很寬的頻譜范圍。這些超聲波信號(hào)在開(kāi)關(guān)柜柜體中傳播,被安裝于柜體上的傳感器中的壓電晶體接收,并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)經(jīng)放大、采集后,可進(jìn)行后續(xù)的特征分析,從而判斷局部放電的位置、強(qiáng)度等信息。

③ 特高頻法

開(kāi)關(guān)柜內(nèi)發(fā)生局部放電時(shí),會(huì)激發(fā)出頻率很高的電磁波,其頻率可達(dá) GHz 級(jí)別。特高頻法通過(guò)在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部合理設(shè)置天線(xiàn)傳感器,捕捉這一頻段的電磁信號(hào)。通過(guò)對(duì)采集到的特高頻信號(hào)進(jìn)行分析處理,可進(jìn)一步判斷故障類(lèi)型、故障位置及故障距離等關(guān)鍵信息,為開(kāi)關(guān)柜的狀態(tài)評(píng)估與故障診斷提供重要依據(jù)。


三、開(kāi)關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)裝置APD系列

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1.APD100

開(kāi)關(guān)柜特高頻

局放監(jiān)測(cè)裝置

產(chǎn)品功能:

檢測(cè)帶寬:300MHz~1600MHz;

等效高度:≥10.5mm;

接口類(lèi)型:SMA;

通信方式:同軸電纜;

防護(hù)等級(jí):IP65;

安裝方式:磁吸式。


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2.APD100

開(kāi)關(guān)柜特高頻

局放傳感器

產(chǎn)品功能:

工作電源DC10~30V,≤3W;標(biāo)配220V適配器;

檢測(cè)通道:1路;

測(cè)量范圍:-60dBm~+10dBm;

測(cè)量?jī)?nèi)容:放電幅值,放電頻次;

連接電纜:同軸電纜;

匹配阻抗:50Ω;

告警輸出:1路,5A/AC250V,5A/DC30V;

通信方式:1路RS485, MODBUS-RTU協(xié)議;

1路Lora 無(wú)線(xiàn)通訊;

安裝方式:導(dǎo)軌式安裝。

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3.APD300-L

開(kāi)關(guān)柜三合一

產(chǎn)品功能:

有線(xiàn)局放傳感器

供電方式:DC 9-36V(標(biāo)配電源適配器)

通訊方式:RS485

采樣周期:4s

安裝方式:磁吸式

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4.APD300-W

開(kāi)關(guān)柜三合一

無(wú)線(xiàn)局放傳感器

產(chǎn)品功能:

工作電源:電池供電(可充電鋰電池)

通訊方式:Lora

采樣周期:2h

安裝方式:磁吸式

5.APD300局部放電裝置已獲取國(guó)網(wǎng)電科院報(bào)告

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四、開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

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1.特高頻傳感器APD100

應(yīng)用場(chǎng)景:適于中壓開(kāi)關(guān)柜(61柜、28柜、環(huán)網(wǎng)柜)出廠(chǎng)前集成安裝或?qū)σ淹队玫母邏洪_(kāi)關(guān)柜進(jìn)行停電安裝。

產(chǎn)品特點(diǎn):系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),可靠性高。

應(yīng)用安裝:特高頻傳感器磁吸方式安裝于電纜室,采集裝置導(dǎo)軌式安裝于儀表室。

實(shí)現(xiàn)過(guò)程:頻傳感器所檢測(cè)的信號(hào)很高,經(jīng)過(guò)同軸電纜送往開(kāi)關(guān)柜局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置,進(jìn)行放大、濾波、檢波,數(shù)字脈沖提取、數(shù)字濾波、局放特征量計(jì)算等數(shù)字化處理,并完成局放可視化操作、局放判斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)上送等功能。

監(jiān)測(cè)內(nèi)容:放電次數(shù)、放電量、PRPD/PRPS圖譜等。

告警機(jī)制:采樣周期1s,連續(xù)5次采樣超過(guò)報(bào)警閾值,報(bào)警(寄存器置位+DO輸出)。

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2.三合一局放傳感器APD300

應(yīng)用場(chǎng)景:適于中壓開(kāi)關(guān)柜(61柜/28柜/環(huán)網(wǎng)柜)

產(chǎn)品特點(diǎn):系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),可靠性高。

應(yīng)用安裝:三合一有線(xiàn)傳感器磁吸方式安裝于電纜室,通過(guò)RS485總線(xiàn)將局放數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。

三合一無(wú)線(xiàn)傳感器磁吸方式安裝于柜們外,通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將局放數(shù)據(jù)上傳至局放接收器ATC600-PD。

監(jiān)測(cè)內(nèi)容:監(jiān)測(cè)3種信號(hào)的放電次數(shù)和放電量、噪聲、溫度、濕度。

告警機(jī)制:有線(xiàn)款:每4s采樣時(shí)間內(nèi)放電次數(shù)和放電量同時(shí)超過(guò)報(bào)警閾值,報(bào)警(傳感器寄存器置位)。

無(wú)線(xiàn)款:每2小時(shí)的4s采樣時(shí)間內(nèi)放電次數(shù)和放電量同時(shí)超過(guò)報(bào)警閾值,報(bào)警(接收器寄存器置位)

特高頻局放監(jiān)測(cè)

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五、開(kāi)關(guān)柜局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)

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    安科瑞APD系列<b class='flag-5'>局部</b><b class='flag-5'>放電</b><b class='flag-5'>監(jiān)測(cè)</b><b class='flag-5'>裝置</b>

    基于芯森高頻帶電流傳感器的開(kāi)關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)方法研究

    開(kāi)關(guān)柜作為城市配電網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備,其運(yùn)行狀態(tài)直接影響到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。然而,由于電網(wǎng)運(yùn)行中存在多種干擾因素,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜局部
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    基于芯森高頻帶電流傳感器的<b class='flag-5'>開(kāi)關(guān)柜</b><b class='flag-5'>局部</b><b class='flag-5'>放電</b><b class='flag-5'>監(jiān)測(cè)</b>方法研究