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一、系統(tǒng)介紹

概述：

      為了適應(yīng)開關(guān)柜的不停電狀態(tài)檢修工作的發(fā)展要求，基于物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感器等智能化技術(shù)的BY9900-JF 局放監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不停電狀態(tài)下的電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，通過暫態(tài)地電壓（TEV）、超聲波（AE&Ultrasonic）、特高頻（UHF）等智能傳感器監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的智能感知；通過智能診斷算法、多維度對比分析，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能分析、設(shè)備狀態(tài)的智能診斷，實(shí)時掌握運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)缺陷問題，評估推送異常信息及檢修策略建議，為運(yùn)維人員制定檢修策略提供數(shù)據(jù)支持，有效避免突發(fā)停電、火災(zāi)以及人身、設(shè)備傷害事件的發(fā)生。

二、系統(tǒng)原理

2.1 超聲波

電力設(shè)備在放電過程中會產(chǎn)生聲波信號。放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬，可以從幾kHz到幾MHz，其中頻率低于20kHz的信號能夠被人耳聽到，而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。根據(jù)放電釋放的能量與聲能之間的關(guān)系，用超聲波信號聲壓的變化代表局部放電所釋放能量的變化，通過測量超聲波信號的聲壓，可以推測出放電的強(qiáng)弱，這就是超聲波信號檢測局部放電的基本原理。

2.2 TEV暫態(tài)地電壓

局部放電發(fā)生時，放電點(diǎn)產(chǎn)生高頻電流波，并向兩個方向傳播；受集膚效應(yīng)的影響，電流波僅集中在金屬柜體內(nèi)表面?zhèn)鞑�，而不會直接穿透；在金屬斷開或絕緣連接處，電流波轉(zhuǎn)移至外表面，并以電磁波形式進(jìn)入自由空間；電磁波上升沿碰到金屬外表面，產(chǎn)生暫態(tài)對地電壓（Transient Earth Voltage）；暫態(tài)對地電壓可用暫態(tài)地電壓傳感器進(jìn)行測量其幅值和放電量，它通過單只電容藕合式傳感器在被檢設(shè)備的接地金屬外殼上進(jìn)行檢測。檢測儀可以檢測出由于局部放電而引起的暫態(tài)電壓脈沖信號，通過瞬時電壓脈沖的幅值和頻率來反映每一次局部放電活動的強(qiáng)弱，從而判斷被檢設(shè)備的運(yùn)行工況。

2.3 UHF特高頻

電力設(shè)備絕緣體中絕緣強(qiáng)度和擊穿場強(qiáng)都很高，當(dāng)局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時，擊穿過程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流，其上升時間小于1ns，并激發(fā)頻率高達(dá)數(shù)GHz的電磁波。局部放電檢測特高頻（UHF）法基本原理是通過特高頻傳感器對電力設(shè)備中局部放電時產(chǎn)生的特高頻電磁波信號進(jìn)行檢測，從而獲得局部放電的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)局部放電監(jiān)測。由于現(xiàn)場的電暈干擾主要集中在300MHz頻段以下，因此特高頻法能有效地避開現(xiàn)場的電暈干擾，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，可實(shí)現(xiàn)局部放電帶電檢測、定位以及缺陷類型識別等優(yōu)點(diǎn)。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

• 支持峰值、均值、放電次數(shù)、50Hz頻率分量、100Hz頻率分量數(shù)據(jù)上傳，傳感器邊端實(shí)現(xiàn)智能診斷(帶診斷結(jié)果和類型識別)，診斷準(zhǔn)確率達(dá)90%以上，方便系統(tǒng)集成，減少云端診斷診斷壓力；

• 線性度越好，其放電信號幅值的變化就會越真實(shí)，放電圖譜也就越不會失真；

• 更寬更合適的動態(tài)范圍：確保小信號不漏檢，大信號不失真，有效的改善現(xiàn)有國內(nèi)外廠家的產(chǎn)品在現(xiàn)場經(jīng)常碰到小信號檢測不到，或大信號超量程失真而導(dǎo)致的漏檢、誤診斷等現(xiàn)象。

• 可在電網(wǎng)設(shè)備帶電運(yùn)行情況下進(jìn)行現(xiàn)場安裝和維護(hù)，不影響電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行和供電可靠性；

• 智能傳感器采用微型化、模塊化、高性能、低功耗設(shè)計，內(nèi)置可充電電池；

• 多種局部放電監(jiān)測手段：UHF、AA、TEV等；

• “有線有源”、 “無線無源”等多種部署方案；

• 傳感器支持loraWAN等多種無線通信規(guī)約，支持Modbus等有線通信規(guī)約；

• 通信安全穩(wěn)定，加密傳輸，提高安全性，防沖突、防丟包機(jī)制，提高可靠性，遠(yuǎn)距離通信，穿墻能力強(qiáng)。

   

四、系統(tǒng)組成

圖 1 BY9900-JF監(jiān)測裝置實(shí)物圖

  BY9900-JF局放監(jiān)測裝置包括：配電中壓開關(guān)柜局放傳感器、空間特高頻局放傳感器、局放采集裝置。

“局放采集裝置”對下無線LoRa接收“配電中壓開關(guān)柜局放傳感器”暫態(tài)地電壓和超聲波數(shù)據(jù)，通過銅軸電纜連接“空間特高頻局放裝置”接收空間特高頻局放信號。對上支持MODBUS協(xié)議將數(shù)據(jù)匯總上傳給配電智能網(wǎng)關(guān)。