智能测量与在线监测

ZKL-UHF开关柜局放在线监测装置

采用特高频检测技术对开关柜局部放电信号进行在线采集、分析、记录和报警。

ZKL-UHF开关柜局放在线监测装置

PRODUCT DETAILS

产品介绍

现阶段,我国电力系统对于电能的质量提出越来越高的要求,不仅要确保供电稳定可靠,而且供电的安全性也是重要要求。电力系统中,金属封闭开关设备得到广泛应用,因此开关柜运行是否稳定可靠是重中之重。电气设备在运行过程中受到高温、电压、振动以及其他化学作用,会使其绝缘性能降低,产生局部放电现象,同时又会加速绝缘恶化,给电力系统造成较大的经济损失。开关柜内部空间狭小、零件繁多、结构复杂、绝缘距离小,因此比其他电力设备更容易出现绝缘缺陷,对设备安全运行带来巨大隐患。

高压电气设备绝缘内部如气泡、间隙、杂质、尖刺等缺陷,在强电场作用下会使开关柜绝缘内部的电场分布不均匀,在缺陷部位的电场强度增大,从而容易导致该部位发生未贯穿整个绝缘的放电,即局部放电。

局部放电虽然不会立即造成绝缘击穿,但长时间存在会在一定条件下破坏绝缘装置的电气强度,最终造成开关柜内部绝缘击穿。局部放电是导致绝缘老化、劣化甚至损坏并引发设备损毁及电力系统事故的重要原因之一,也是设备绝缘完整性退化的标志。因此,对电气设备局部放电进行监测,是评估设备绝缘状况、发现潜伏性故障、实现故障预警和避免故障发生的有效措施之一。

ZKL-UHF高压开关柜局部放电监测装置通过检测伴随局部放电产生的电磁波辐射,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放电次数和放电频次上传至服务器。

ZKL-UHF高压开关柜局部放电监测装置

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局部放电原因与检测原理

常见局部放电形式

  • 电晕放电:通常在气体包围的高压导体周围出现,例如高压输电线路或高压变压器。这些设备的高压接线端子暴露在空气中,发生电晕放电的机率相对较大。电晕放电体现典型的极不均匀电场特征,是极不均匀电场下特有的自持放电。
  • 沿面放电:通常出现在绝缘介质表面,常见于电力电缆、电机绕组、绝缘套管端部等位置。当介质内部电场强度低于电极边缘气隙电场强度且介质沿面击穿电压较低时,沿面放电会发生在绝缘介质表面。电压波形、电场分布、空气质量、介质表面状态和气候条件等都会影响沿面放电电压,因此沿面放电具有不稳定性。
  • 内部放电:固体绝缘介质内部常见。绝缘介质生产加工中可能存在材料和工艺缺陷,形成空气或杂质等内部缺陷。绝缘受到高压作用时,内部缺陷可能发生局部击穿或重复性击穿。介质特性、气隙大小、缺陷位置与形状、气隙气体种类等会影响内部放电发生条件。
  • 悬浮电位放电:高压设备中某个导体部件存在结构设计缺陷或连接问题时,导体部件可能形成悬浮电位。导体具有悬浮电位时,其附近场强通常比较集中,从而发生悬浮电位放电。

特高频检测原理

局部放电超高频检测技术是一种非接触检测方法,依据是“场”的原理。它通过天线传感器接收局部放电过程中辐射的超高频电磁波,从而实现局部放电检测。

电力设备绝缘体的绝缘强度和击穿场强都很高。当局部放电在很小范围内发生时,击穿过程很快,并在击穿过程中产生上升沿很陡的局部放电脉冲电流,其上升时间为ns级,并激发频率高达数GHz的电磁波信号。因此,可以利用超高频传感器监测电气设备内部局放电流激发的电磁波信号,对开关柜局部放电情况进行评估。

开关柜局部放电特高频检测原理示意图
局部放电、电磁波和特高频传感器的检测关系。

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产品特点

  • 采用高亮触摸显示屏及全中文化显示界面,操作简单。
  • 采用高频信号检测与分析技术,对高压开关柜进行分布式在线检测,实时发现开关柜中的局部放电信号。
  • 具备精确采集各种现场带电开关柜由于局部放电而引起的超高频电磁波信号的功能;能够显示开关柜内局部放电信息,检测结果显示信号幅值、放电次数等能够反映开关柜局部放电严重程度的特征量。
  • 适用于开关柜内局部放电的带电测试,具有很强的抗干扰能力,增益可调节;能有效去除噪声信号,即使噪声信号和局放信号在相同相位且幅值大于局部放电信号时,也能成功识别局放信号。
  • 装置有较高的缺陷识别准确率。
  • 具备单次和连续检测模式,并能对放电严重程度予以报警指示。
  • 具有检测数据的保存和导出功能。
  • 装置采用模块式结构,具备较强的扩展功能,可以根据电力公司的需求对装置进行扩容。
  • 具有智能报警功能,检测到局放信号时及时发出报警信号。
  • 具备自检功能,自检通过后有明确的提示标识。

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型号说明

标识含义
ZKL安徽智凯电力
UHF开关柜局放在线监测装置
1……240局放传感器数量

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装置构成

局部放电采集装置

监测装置通过同轴电缆接收超高频传感器所采集的局部放电信号,并对信号进行滤波、检波、脉冲提取、数字滤波、局放特征量计算等数字化处理,进行局放判断、数据存储和数据上送。

采用嵌入式高速处理器、CPLD和射频芯片,保证高速采集局放信号和进行信号处理。局放采集器与主机采用无线传输、RS485传输和网线传输等多种通信方式。

局放采集器安装在开关柜仪表室,安装方式有磁吸附安装、导轨固定安装和螺丝固定安装三种。

采集装置技术参数

项目参数
滤波范围300MHz-1.5GHz(UHF)
检测灵敏度≤10pC
匹配阻抗50Ω
接头类型SMA
通信方式以太网、无线、RS485
通信协议Modbus RTU
检测通道数1个
电源12VDC
固定方式导轨

局放传感器

超高频传感器用于接收柜体内部由局部放电所激发的超高频电磁波信号。

传感器适于开关柜出厂前集成安装或对已投用的高压开关柜进行停电安装,可直接依靠磁吸安装在开关柜电缆室内壁上,安装过程简单快捷。

供电方式:无源,不需要供电。

局放传感器技术参数

项目参数
信号频带300MHz-1.5GHz(UHF)
等效高度10.5mm
接头类型SMA
固定方式磁力吸附
产品尺寸直径95mm,厚度40mm
ZKL-UHF采集装置接口、技术参数和局放传感器
采集装置接口与局放传感器
UHF局放传感器在开关柜中的安装位置
局放传感器磁吸安装位置示意

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局放监测主机

触摸式局放监测主机用于监测局放检测器工作状态、现场局放显示、报警提示与输出、事件记录和数据记录,并可修改现场无线局放监测器地址等参数。主机安装在开关柜房间内,采用壁挂式或嵌入式安装。

主机基本功能

功能说明
接收数据接收局放监测器上传的局放频次和幅值等信息
显示数据彩色显示接收数据,背光开关可控
时钟显示实时显示并作为事件记录时间基准
参数设置参数灵活设置并掉电保存
报警输出报警时继电器输出并发出蜂鸣提示
局放报警记录记录发生过报警的局放实践
历史曲线查询各监测点历史曲线
密码管理用户密码和系统密码分级管理

主机技术参数

类别项目参数
无线参数无线频率2.4GHz/433MHz
无线参数管理局放传感器数量≤240只
通信参数通信方式RS485、以太网、无线
通信参数主机组网数量≤128台
通信参数通信规约Modbus规约
通信参数波特率1200、2400、4800、9600bps可选
输出继电器干接点AC220V/5A(无源常开)
电气工作电压AC85-265V/DC110-370V
电气整机功耗≤5VA
环境工作温度-10℃-+70℃
环境工作湿度≤90%RH,不结露、无腐蚀
环境海拔≤2500m
绝缘绝缘电阻≥100MΩ(10-30℃、相对湿度小于80%)
安装安装方式壁挂式安装、嵌入式
ZKL-UHF局放监测主机界面和参数
壁挂式主机界面

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软件功能与组网

监测主机软件功能

  • 实时数据图表显示
  • 历史数据查询
  • 实时报警与历史报警查询
  • 最大放电量、平均放电量、放电次数和报警事件趋势查询
  • 数据删除
  • 数据备份与恢复
  • 采集阈值、最小脉宽、最大脉宽和报警量设置
  • 局放信号及疑似局放信号判断并给出置信度

局放传感器与局放采集器采用同轴电缆连接。局放采集器与局放监测主机之间可采用无线、RS485或网络传输。

ZKL-UHF局放在线监测系统组网方案
局放主机、采集器和传感器组网

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系统参数与配置

监测主机软件功能

  1. 实时数据查看:用图表形式显示实时数据、放电量和放电频次。
  2. 历史查询功能:用图表形式查询历史数据、放电量和放电频次。
  3. 实时报警功能:发现报警信号时,在软件右下角显示实时报警信息,并可在历史查询中查询。
  4. 趋势查询功能:查询最大放电量、平均放电量、放电次数和报警事件的趋势。
  5. 数据删除功能:删除用户指定的数据。Data文件夹下以日期为目录的文件夹中保存每一次采集的数据包,用户可自行删除无用数据。
  6. 数据管理功能:备份、恢复数据文件。
  7. 参数设置功能:可设置采集通道的采样阈值、最小脉宽、最大脉宽,以及报警的平均放电量、最大放电量、放电次数等参数。
  8. 报警判断功能:判断局部放电信号或疑似局部放电信号,并给出置信度。

配置原则

局放传感器与局放采集器之间采用同轴电缆线进行数据交互。局部放电采集器与局部放电主机之间具有无线传输、RS485传输和网线传输三种通信方式。

ZKL-UHF局放传感器与监测装置连接示意
传感器与监测装置连接

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宣传册下载

下载本产品宣传册,详细了解产品功能特点、技术参数及应用范围。

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ZKL-UHF开关柜局放在线监测装置宣传册

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