一、開關(guān)柜局放檢測及需求分析
高壓開關(guān)柜運(yùn)行中由于生產(chǎn)工藝缺陷、運(yùn)輸安裝破損以及高溫高濕環(huán)境因素影響，絕緣介質(zhì)在長期高壓工作電場作用下會(huì)不斷劣化，產(chǎn)生局部放電的累積效應(yīng)可能會(huì)擊穿絕緣，引發(fā)嚴(yán)重供電事故并給電網(wǎng)帶來巨大損失。開關(guān)柜的局放現(xiàn)象主要以電磁輻射、超聲波以及光、熱等形式釋放能量，通過檢測這些信號(hào)特征量來判定局放強(qiáng)度、頻次和位置，主流方法有脈沖電流法、暫態(tài)地電壓法、超聲波法和特高頻法，各方法優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。
表1 局放檢測方法及特點(diǎn)
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檢測方法 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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脈沖電流法 |
脈沖信息量豐富；靈敏度高 |
抗電磁干擾能力差 |
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暫態(tài)地電壓法 |
靈敏度高；定位準(zhǔn)確；對介質(zhì)內(nèi)部放電敏感 |
對介質(zhì)外部放電不敏感 |
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超聲波法 |
不受電磁干擾影響；對介質(zhì)外部放電敏感 |
對介質(zhì)內(nèi)部放電不敏感 |
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特高頻法 |
可故障定位；抗干擾能力強(qiáng) |
安裝復(fù)雜，成本高 |
聯(lián)合暫態(tài)地電壓和超聲波分析法可多方面感知電氣設(shè)備內(nèi)、外部局放信號(hào)，且具有高靈敏度及高抗干擾特性，是檢測開關(guān)柜絕緣缺陷發(fā)生、發(fā)展和嚴(yán)重程度可行性較高的方案。目前行業(yè)內(nèi)利用TEV和AE傳感器進(jìn)行局放檢測設(shè)備有手持式巡檢儀和局放在線監(jiān)測系統(tǒng)兩大類。
手持式巡檢儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，輕巧便攜，適用于常規(guī)巡檢，但受限于常規(guī)巡檢的定期性，因此可能會(huì)導(dǎo)致對局放信號(hào)的漏檢，從而錯(cuò)過開關(guān)柜黃金檢修時(shí)機(jī)；局放在線監(jiān)測系統(tǒng)可對開關(guān)柜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并能對絕緣狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確分析，但其只能用于所安裝的固定開關(guān)柜，缺乏靈活性，且成本較高。但目前現(xiàn)場中往往需要既具有便攜性高、成本低等特點(diǎn)，又具有針對重點(diǎn)開關(guān)柜進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測與綜合分析功能的系統(tǒng)。
我公司結(jié)合多年對高壓開關(guān)柜保護(hù)、局放檢測的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，依托華北電力大學(xué)強(qiáng)大的電力系統(tǒng)安全理論優(yōu)勢，開發(fā)出基于暫態(tài)對地電壓及超聲波的聯(lián)合檢測的局放重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。大大提升現(xiàn)有局放檢測系統(tǒng)的技術(shù)水平，暫態(tài)地電壓和超聲波檢測手段相互印證，具有高準(zhǔn)確性、高靈敏度、高抗干擾性和功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。系統(tǒng)兼有良好的便攜性和靈活性，彌補(bǔ)了局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的固有缺陷，解決了手持式可能出現(xiàn)漏檢情況，且擁有開關(guān)柜絕緣狀態(tài)的全天候重癥監(jiān)護(hù)能力。
1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能
STL-PDIC重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由傳感器、加固便攜高速采集系統(tǒng)和局放信號(hào)綜合分析和診斷軟件組成。可靈活配置暫態(tài)對地電壓傳感器及超聲波傳感器，對局放信號(hào)四通道同步高速采集，具備實(shí)時(shí)記錄及多圖譜分析功能，通過人工智能分析系統(tǒng)進(jìn)行模式準(zhǔn)確識(shí)別，可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備絕緣故障及時(shí)預(yù)警，既可對可疑開關(guān)柜進(jìn)行全天候重癥監(jiān)護(hù)，亦可用于開關(guān)柜常規(guī)巡檢。
2. 技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢
Ø可覆蓋20kHz～1.5GHz超寬頻段的信號(hào)，具有同步四通道局放數(shù)據(jù)高速采集能力；
Ø系統(tǒng)組成集成度高，由傳感器及加固便攜工控計(jì)算機(jī)構(gòu)成，滿足常規(guī)巡檢的便攜性需求；可實(shí)現(xiàn)對出現(xiàn)局放的開關(guān)柜進(jìn)行全天候重癥監(jiān)護(hù)；亦可在常規(guī)巡檢中同時(shí)檢測多柜體局部放電情況，記錄實(shí)時(shí)放電波形，避免手持式使用中可能出現(xiàn)的漏檢情況，并可進(jìn)行分級(jí)預(yù)警；
Ø通過波形分析對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，統(tǒng)計(jì)開關(guān)柜放電頻次及放電程度，幫助用戶輕松可靠確定局放情況；
Ø可對多臺(tái)開關(guān)柜局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理，應(yīng)用數(shù)字濾波、頻譜分析和選頻測量等技術(shù)有效濾除干擾信號(hào)，具備PR、PRPD、PRPS、相關(guān)性等多種圖譜展示方式；
Ø具有局放狀況趨勢對比功能及深度學(xué)習(xí)功能的人工智能分析系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中可對局放模式準(zhǔn)確識(shí)別，并準(zhǔn)確判別局放發(fā)生位置和嚴(yán)重程度。
STL-PDIC重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可用于充氣式開關(guān)柜、空氣式開關(guān)柜以及箱式變電站等眾多場景。在實(shí)際中有如下應(yīng)用模式：
Ø常規(guī)巡檢：可對多個(gè)開關(guān)柜巡檢，移動(dòng)傳感器和檢測系統(tǒng)進(jìn)行局放檢測及數(shù)據(jù)記錄；
Ø在線監(jiān)測：可同時(shí)對四臺(tái)開關(guān)柜進(jìn)行長時(shí)間監(jiān)測，通過局放數(shù)據(jù)趨勢分析并判斷柜體絕緣狀態(tài)；
Ø重癥監(jiān)護(hù)：可對存在局放的開關(guān)柜同時(shí)安裝四套傳感器，進(jìn)行長時(shí)間全天候連續(xù)重癥監(jiān)護(hù)，確定局放程度及發(fā)生位置。通過記錄不同位置放電量及監(jiān)測時(shí)間內(nèi)放電次數(shù)，確定放電程度，綜合分析開關(guān)柜絕緣狀態(tài)。
STL-PDIC重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)功能強(qiáng)大、配置靈活，既可用于常規(guī)巡檢，又可進(jìn)行長時(shí)間在線監(jiān)測，尤其適用于對可疑設(shè)備進(jìn)行重癥監(jiān)護(hù)確定其絕緣狀態(tài)。
