1.概述 特高頻傳感器GIS局放在線(xiàn)監測系統

本公司研發(fā)的GIS局放在線(xiàn)監測系統，用于特高頻局部放電的在線(xiàn)監測。系統由特高頻傳感器、就地采集單元和后臺診斷平臺組成。

特高頻傳感器：檢測GIS等高壓設備內部絕緣局部放電信號，通過(guò)同軸電纜將信號送至就地采集單元。

就地采集單元：對信號進(jìn)行降噪、濾波、識別，并通過(guò)光纖/網(wǎng)線(xiàn)將結果送至后臺診斷平臺；

后臺診斷平臺：在線(xiàn)監測系統與就地采集單元通信，完成對局部放電信號的診斷和定位，生成報警信號。實(shí)現在主控室或遠程調度中心同步顯示現場(chǎng)監測數據。

安裝局放在線(xiàn)監測系統必要性：

1.1.現狀描述：

過(guò)去普遍認為GIS屬于無(wú)需檢修或檢修周期長(cháng)的設備，但從近40年的運行經(jīng)驗來(lái)看，絕緣故障始終是影響GIS可靠性的重要因素之一。1998年CIGRE統計了國外1967年到1992年間所有GIS絕緣故障率，這些故障率均超過(guò)了GIS絕緣所要求的0.1次/（百年間隔）的指標，且隨著(zhù)電壓等級的增高，絕緣故障率逐步增大。

鑒于以上統計情況表明，在GIS發(fā)生故障之前，能夠檢測并判斷它的內部缺陷狀況，并提前預報，就顯得尤為重要。

1.2.項目預期目標：

該項目致力于提高生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)的工作效率，降低生產(chǎn)檢修工作成本，因此各項應用提升管理、社會(huì )、經(jīng)濟等多方面效益。

1)管理效益方面：

本次項目的研究和推廣將全面提升電力設備的管理水平，為發(fā)電站進(jìn)一步實(shí)施狀態(tài)檢修打下良好基礎；該系統采用全面集成化管理，可實(shí)現同一間隔不同時(shí)間點(diǎn)和不同間隔同一時(shí)間點(diǎn)的各項檢測數據及特征圖譜的對比分析，從而實(shí)現了監測數據的標準化，便于流程化和統一化的管理，進(jìn)一步提高了公司的管理效益。

2)經(jīng)濟效益方面：

通過(guò)局放在線(xiàn)監測系統對GIS設備運行狀態(tài)進(jìn)行的了解和掌握，可對設備的使用性能、運行壽命、利用程度進(jìn)行評估，以便合理安排檢修策略，同時(shí)可以大量減少現場(chǎng)巡視人員的工作量，大大降低了公司的GIS檢修成本；該項目的研究成果將能直接用于加強生產(chǎn)管理的精細化管理，進(jìn)一步提高生產(chǎn)運維效率，通過(guò)對GIS設備運行狀態(tài)的綜合評估，改變原來(lái)的周期性檢修方式；從而提高經(jīng)濟效益。我公司的局放在線(xiàn)監測系統可以實(shí)時(shí)監測GIS等高壓電氣設備在運行過(guò)程中的局部放電情況，可以及時(shí)對設備絕緣異常狀態(tài)和放電性故障做出預警，為設備正常運行提供必要的指導依據，提高電力系統運行的可靠性和安全性，為營(yíng)造和諧穩定的社會(huì )貢獻了重要力量。

2.特高頻傳感器GIS局放在線(xiàn)監測系統簡(jiǎn)介及本系統研制的依據

2.1系統簡(jiǎn)介

GIS局放監測系統是本公司總結多年局放測量的現場(chǎng)處理經(jīng)驗，采用傳感器技術(shù)、信號處理器、計算機等技術(shù)手段和算法實(shí)現的新一代高性能數字化局放在線(xiàn)監測裝置。

智能綜合在線(xiàn)監測系統基于B/S架構的全稱(chēng)為Browser/Server，即瀏覽器/服務(wù)器結構上；客戶(hù)端無(wú)需安裝，有Web瀏覽器即可；BS架構可以直接放在廣域網(wǎng)上，通過(guò)一定的權限控制實(shí)現多客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的目的，交互性較強；BS架構無(wú)需升級多個(gè)客戶(hù)端，升級服務(wù)器即可，可以隨時(shí)更新版本，而無(wú)需用戶(hù)重新下載。并且B/S是基于網(wǎng)頁(yè)語(yǔ)言的、與操作系統無(wú)關(guān)，所以智能綜合在線(xiàn)監測系統可以在windows、linux上運行，也可以在deepin深度操作系統等國產(chǎn)操作系統上運行。并且智能綜合在線(xiàn)監測系統為方便更多用戶(hù)使用，支持中英文切換功能。

本產(chǎn)品已在多個(gè)變電站和發(fā)電站經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行測試，包括室內外環(huán)境，表現出可靠的穩定性能。在現場(chǎng)，該產(chǎn)品成功檢測到被監測設備的放電性故障，有效預防了重大事故。實(shí)際應用證實(shí)，本產(chǎn)品符合現場(chǎng)環(huán)境要求。

2.2產(chǎn)品研制的依據

? 高壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備標準的共用技術(shù)要求 DL/T 593

? 3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備和控制設備 DL/T 404

? 3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備和控制設備 GB 3906

? 局部放電測量GB/T 7354

? 電力設備局部放電現場(chǎng)測量導則 DL/T 417

? 高電壓試驗技術(shù) 第一部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1

? 高電壓試驗技術(shù) 第二部分：測量系統 GB/T 16927.2

? 高電壓試驗技術(shù) 第三部分: 現場(chǎng)試驗的定義及要求 GB/T 16927.

3.系統監測原理及特點(diǎn)

GIS局放監測系統采用國際特高頻局放監測技術(shù)，這是目前國際上針對GIS等設備廣泛認可的狀態(tài)檢測方法。國際大電網(wǎng)會(huì )議CIGRE WG33/23-12 工作組的研究指出，特高頻法（UHF）在抗干擾能力、檢測范圍和對所有放電類(lèi)型的敏感性方面表現優(yōu)異。我們公司提供多種監測模式的解決方案，適用于各類(lèi)高壓電器，確保能夠及時(shí)檢測設備缺陷，從而有效預防GIS設備的電力事故。

3.1監測原理

特高頻局部放電在線(xiàn)監測利用國際上的UHF技術(shù)，通過(guò)UHF傳感器精確捕捉局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁信號，從而實(shí)現缺陷的檢測與定位。此外，該技術(shù)能夠在現場(chǎng)復雜干擾環(huán)境中保持高信噪比和靈敏度。

傳統的局部放電監測技術(shù)測量頻率較低，測量頻帶與周?chē)h(huán)境的強干擾源頻帶重疊，易受外界干擾的影響，不易去除干擾信號檢測到放電信號，所以很難應用于在線(xiàn)局放監測。而局放超高頻信號（UHF）監測技術(shù)，則是在300～1500MHz寬帶內接收局部放電所產(chǎn)生的局部放電超高頻（UHF）電磁脈沖信號。GIS內部充有高氣壓SF6氣體，其絕緣強度和擊穿場(chǎng)強都很高。當局放在很小的范圍發(fā)生時(shí)，氣體擊穿過(guò)程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流（其上升時(shí)間小于1ns），并向四周輻射出特高頻電磁波（高達數GHz）。GIS設備的腔體結構相當于一個(gè)良好的同軸波導，非常有利于電磁波的傳播。

特高頻檢測法就是利用特高頻天線(xiàn)采集局部放電所產(chǎn)生的特高頻電磁波信號（300MHz~3GHz），從而實(shí)現GIS局部放電的檢測。當電力設備內部絕緣缺陷產(chǎn)生局部放電時(shí)，激發(fā)出的電磁波便可通過(guò)特高頻傳感器進(jìn)行檢測。

特高頻檢測法基本原理圖：

3.2特高頻監測模式特點(diǎn)

采用特高頻傳感器，其接收在UHF頻段傳感局部放電所產(chǎn)生的電磁脈沖信號，在檢測靈敏度和抗干擾能力方面顯示出良好的特性，目前已成為局部放電在線(xiàn)監測的主導傳感方法，具有以下特點(diǎn)。

1) 避開(kāi)了電網(wǎng)中主要的電磁干擾頻段， 具有良好的抗電磁干擾能力， 且對振動(dòng)噪聲不敏感；

2) 對各種放電缺陷均較敏感， 即使采用體外傳感監測方式，也可獲得足夠高的監測靈敏度；

3) 根據放電脈沖的波形特征和UHF信號的頻譜特征，可進(jìn)行故障診斷及定位；

4) 有效檢測范圍大，檢測點(diǎn)少，檢測效率高，適用于在線(xiàn)監測。