iHPS-3300型 开关柜（环网柜）局放及温升在线监测装置

Posted 2022-03-11

为了考虑泛在电力物联网未来发展的需要，考虑技术的成熟度及统一性，iHPS-3300型 开关柜（环网柜）局放及温升在线监测装置传感设备采用了超高频原理进行局放监测，同时具备对表面电晕放电、内部放电及噪声测量功能。

一、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和定时的在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时问和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力装置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为实现开关柜绝缘在线监测及诊断的有效手段。
智昊电气IHPS-3300型高压开关柜局部放电及温升在线监测装置通过检测伴随局部放电而产生的电磁波辐射及开关柜接头温升现象，装置扫描10~100MHz频率范围内的电磁波辐射并自动确定现场局部放电的实际检测频率，随后将检测的局部放电脉冲簇数据和开关柜头温升数据上传DTU。
1.1 开关柜的结构
开关柜装备有断路器、CT、PT、保护继电器，检测设备和辅助设备，除了外部线路，开关柜是由金属外壳内的配线连接而成，见图1。

1.2开关柜电力设备的绝缘缺陷
高压开关柜有各种各样的电力设备，例如断路器、MOF、VCB、CT、PT、LA、COS、PF、MOLD TR、母线等，而低压开关设备有MCCB、CT、PT、CV开关柜等。开关柜的设备故障包括由于长时间使用引起的绝缘缺陷，由于触点的不良连接引起的放电的瞬间短路以及各个连接部分，过热、电涌、电流故障等。图2 通过分布图表明了引起开关柜故障的原因。

1.3局部放电的产生
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。
各种局部放电检测技术应运而生，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，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，采用电磁辐射信号进行局放检测成为一项简便易行的检测方法。
二、开关柜局部放电及温升装置简介
2.1 装置说明
该装置是一套用于探测、分析并连续监测高压开关柜中局部放电信号及开关柜头温升的在线监测装置。如下图所示，装置中IHPS-3300型主机用于处理从UHF传感器获取的局放和从无源无线温度传感器上取得的温度信号并将其数字化，而采用上位机进行局放信号的筛选、分析并完成局放脉冲数值记录、监测局放量发展状况等功能。