GIS开关柜局放在线监测系统详细介绍

GIS开关柜局放在线监测系统详细介绍

一、产品概述

         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，提高电力系统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。
    HKC-K1000型高压开关柜局部放电在线监测系统通过检测伴随局部放电而产生的电磁波辐射，系统扫描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，随后将检测数据以局部放电脉冲簇计数方式显示。
 

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电缆等。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、开关柜局部放电检测系统简介

2.1 系统说明
         该系统是一套用于探测、分析并连续监测高压开关柜中局部放电信号的在线监测装置。如下图所示，系统中HKC-K1000主机用于处理从UHF传感器获取的信号并将其数字化，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。

HKC-K1000开关柜局部放电检测系统安装示意图

HKC-K1000开关柜局部放电检测系统布置图
该装置所采用的传感器分别为特高频(UHF)传感器，随时检测伴随局部放电产生的电磁波辐射脉冲信号。由于高压设备四周总是充斥着各类噪声及干扰信号，而由于UHF特高频传感器单独安装于金属开关柜内，故仅对本开关柜内的电气局放故障作出相应，而不会受相邻开关柜内信号及变电站现场其他相关信号的干扰，有效实现了对各个开关柜内实际局放情况的连续监测。系统中的本地主机包括 CPU、ADC插板、信号处理插板、主板、电源及机箱等部件。主要功能有：信号放大、信号处理（如：数字滤波、波形测量、脉冲记数、波形数据以及数据传输等）。
    终端用户安装专用软件后可通过个人电脑设置系统参数及工作条件、进行信号分析，同时可对局放信号自动分析并存储相关信息（如信号的幅值、频率等），从而实现了对设备的远端监测。
 
 
 
2.2 系统组成

后台系统	本 地 主 机	传 感 器
电脑 : Pentium II 操作系统     Windows XP/2000 后台监控显示软件	局放信号采集及局放信号高速数字转换 传感器信号放大 与后台通信上传数据	UHF传感器 噪音传感器

 






2.3 技术参数

项目	技术参数
检测带宽	10MHz-100MHz
灵敏度	5PC
检测通道	4通道
天线原理	特高频UHF天线
匹配阻抗	50欧姆
连接电缆	同轴电缆
使用寿命	》30年
通信方式	RS485总线
安装位置	母线室

 
 
 
2.4 系统功能
1、局放脉冲信号检测、报警、计数
2、局放相位脉冲及幅值显示
3、各相位脉冲数分布分析
4、自动噪声水平检测
5、局放监测数据通过RS485总线上传到监控后台
 
 
（1）内部零标发生器的零标志可变换极性，并可旋转0～180°以使本电压电阻R产生的真零标位置极性相符。
（2）零标志与所有椭圆扫描频率相一致。
 

三、结构

（1）体积：宽430×高190×深480 mm3
（2）重量：约12KG。

四、相关链接

GIS开关柜局放在线监测系统：http://www.whhdky.com/products/syhgyq/201902557.html
HDKY-KL200A 开关特性综合测试仪：http://www.whhdky.com/products/dlqjc/201902308.html
HDKY-9002开关柜局放带电测试仪：http://www.whhdky.com/products/dlqjc/201902306.html