一、概述
1.背景介紹
高壓開關柜在配電網中已經得到廣泛應用，其安全運行對供電可靠性起著舉足輕重的作用。開關柜在生產、運輸、安裝和運行中，受到生產工藝、安裝手段以及電、熱、機械和環境因素影響，其絕緣介質會不斷劣化。通過檢測局部放電可發現設備微小的缺陷，以及分析運行中介質絕緣劣化過程，實現開關柜存在隱患的及時預警，避免供電事故和電網大面積停電帶來的巨大損失。
我公司結合多年來對高壓開關柜保護、檢測的實踐經驗，依托華北電力大學強大的電力系統安全理論優勢，聯合開發出了高抗干擾性、檢測全面、定位準確的STL-PDM開關柜局部放電在線監測系統。
2.局部放電在線監測的重要性
局部放電是引起電介質絕緣老化的重要原因之一。據中國電力科學院對高壓開關柜故障統計，絕緣故障與載流故障約占開關柜總故障的近四成幾率。通過測定開關柜局部放電強度和頻次，可判斷絕緣材料存在的局部缺陷和當前的運行狀況，局部放電的測量是評估設備狀況和發展趨勢的有效方法。
發達國家局部放電檢測技術已經發展了三、四十年，我國局部放電檢測技術起步較晚，但是發展較快，目前正處于開關柜局部放電在線監測和故障診斷的實用化及常態化階段。
二、STL-PDM開關柜局部放電在線監測系統
1.系統介紹
STL-PDM開關柜局部放電在線監測系統是斯德爾電氣長期關注并致力于高壓開關柜的安全監測、預警、保護方面的研究，不斷經過高壓開關柜內的局部放電、電弧光等方面研究和實踐的經驗積累，并依托華北電力大學強大理論優勢，聯合開發的開關柜局部放電在線監測系統。
本系統是運用新型傳感器技術、信號處理技術、數據庫技術和放電識別算法實現的新型高性能、數字化局部放電在線監測系統。系統擁有對尖角毛刺、自由金屬顆粒群、懸浮放電、絕緣件內部裂紋、絕緣件表面放電等多種放電現象的智能診斷判別能力，并可以對發生局部放電的開關柜準確定位。
監測終端實時采集、分析和處理由傳感器檢測到的信息，并將初步處理后的信息上傳給服務器。服務器接收、存儲、處理和綜合分析局放數據。依據多種放電模型專家數據庫，將接收到的數據與專家數據庫樣本數據進行橫向和縱向對比，得到開關柜局部放電強弱及變化趨勢等信息，并形成二維曲線圖表和三維立體圖形供運行維護人員查看。一旦開關柜發生局部放電，系統可及時預警提示放電發生強度、位置和時間等信息，并在在專家數據庫中留存，作為局部放電趨勢發展的判斷依據。
系統采用B/S結構，不僅可以在聯網計算機上查詢和管理開關柜的放電數據。還可選配Web服務器及信息發布功能，支持手機和平板電腦在線查詢報警信息，方便運維人員及時掌握開關柜局部放電趨勢，并實現開關設備的智慧運維和狀態檢修。
2.系統組成
STL-PDM開關柜局部放電在線監測系統主要由高性能傳感器、局部放電監測終端、局部放電綜合分析服務器組成。
高性能傳感器：暫態對地電壓傳感器（TEV傳感器）、超聲波傳感器（AE傳感器）。
監測終端：采集傳感器檢測到的數據，并做初步分析和處理，通過網絡上傳至局部放電綜合分析服務器。
綜合分析服務器：實時接收現場監測終端上傳的數據，實現數據海量存儲和監測顯示，并通過數據挖掘和信號識別技術進行放電狀態評估、放電程度多級預警，以及設備統一管理和局放告警信息發布等功能。
3.技術特點
（1）超寬頻段的信號捕獲能力，可以覆蓋從20kHz～1.5GHz的超寬頻帶。
（2）運用多種分析算法和準確的局放檢測技術，確切地判斷局放活動狀態，及區分現場干擾。
（3）專業的局部放電分析，針對局部放電信號特性可運用脈沖序列分析（PSA）、頻域譜分析（FDS）、小波分析（WA）、時頻圖（TF map）等不同的數字信號處理技術，幫助您獲得真實有效的局部放電信息。局部放電模式識別算法以局部放電相位譜圖（PRPD）為基礎進行多元統計分布（MSD），可以對內部放電、電暈放電、懸浮電位放電等較為典型的放電類型做出分類識別。
（4）準確的故障定位：能夠實現對發生局部放電的開關柜準確定位。
（5）全數字化設計，具有較強的電磁兼容性和抗干擾能力，保證了監測數據的準確性。
（6）多樣化的故障報警模式，當局部放電量超標時，及時通過以太網主動向上一級管理設備發出報警信號，同時分析出放電信息，并以二維和三維模式顯示。
（7）設備管理方便，站內數臺監測終端可獨立運行，數據分別記錄，可以就地顯示，也可以上傳到服務器顯示。
（8）客戶可以根據需要選配Web發布功能，可在數據采集終端、PC機和智能手機等平臺上通過專用客戶端軟件或瀏覽器隨時、隨地查看開關柜放電波形、放電圖譜分析、放電報警等信息。
4.系統優勢
（1）具有同步采樣技術，多達256臺開關柜可以在同一時刻進行局部放電信號采集，橫向比較各個設備的健康狀況，可實現發生局部放電的開關柜定位；
（2）傳感器采用非侵入式安裝，無需停電安裝，工程量小，不影響開關柜本身絕緣性能；
（3）為開關柜提供不間斷的實時絕緣狀況檢測，絕緣損壞可以被早期發現、及時干預，以防止破壞性放電導致絕緣劣化加??；
（4）預診斷告警，防止故障性災難的發生，降低或避免損失；
（5）設備和系統使用壽命增加，可用率提高；
（6）降低維護成本，降低故障率，減少設備停運時間；
（7）軟件功能強大，支持PC、手機和平板電腦等進行數據查詢和管理。
