一、系统介绍

概述：

      为了适应开关柜的不停电状态检修工作的发展要求，基于物联网、智能传感器等智能化技术的BY9900-JF 局放监测系统，实现不停电状态下的电力设备运行状态监测，通过暂态地电压（TEV）、超声波（AE&Ultrasonic）、特高频（UHF）等智能传感器监测技术，实现对开关柜运行状态的智能感知；通过智能诊断算法、多维度对比分析，实现监测数据的智能分析、设备状态的智能诊断，实时掌握运行状态，及时发现缺陷问题，评估推送异常信息及检修策略建议，为运维人员制定检修策略提供数据支持，有效避免突发停电、火灾以及人身、设备伤害事件的发生。

二、系统原理

2.1 超声波

电力设备在放电过程中会产生声波信号。放电产生的声波的频谱很宽，可以从几kHz到几MHz，其中频率低于20kHz的信号能够被人耳听到，而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。根据放电释放的能量与声能之间的关系，用超声波信号声压的变化代表局部放电所释放能量的变化，通过测量超声波信号的声压，可以推测出放电的强弱，这就是超声波信号检测局部放电的基本原理。

2.2 TEV暂态地电压

局部放电发生时，放电点产生高频电流波，并向两个方向传播；受集肤效应的影响，电流波仅集中在金属柜体内表面传播，而不会直接穿透；在金属断开或绝缘连接处，电流波转移至外表面，并以电磁波形式进入自由空间；电磁波上升沿碰到金属外表面，产生暂态对地电压（Transient Earth Voltage）；暂态对地电压可用暂态地电压传感器进行测量其幅值和放电量，它通过单只电容藕合式传感器在被检设备的接地金属外壳上进行检测。检测仪可以检测出由于局部放电而引起的暂态电压脉冲信号，通过瞬时电压脉冲的幅值和频率来反映每一次局部放电活动的强弱，从而判断被检设备的运行工况。

2.3 UHF特高频

电力设备绝缘体中绝缘强度和击穿场强都很高，当局部放电在很小的范围内发生时，击穿过程很快，将产生很陡的脉冲电流，其上升时间小于1ns，并激发频率高达数GHz的电磁波。局部放电检测特高频（UHF）法基本原理是通过特高频传感器对电力设备中局部放电时产生的特高频电磁波信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息，实现局部放电监测。由于现场的电晕干扰主要集中在300MHz频段以下，因此特高频法能有效地避开现场的电晕干扰，具有较高的灵敏度和抗干扰能力，可实现局部放电带电检测、定位以及缺陷类型识别等优点。

三、系统特点

• 支持峰值、均值、放电次数、50Hz频率分量、100Hz频率分量数据上传，传感器边端实现智能诊断(带诊断结果和类型识别)，诊断准确率达90%以上，方便系统集成，减少云端诊断诊断压力；

• 线性度越好，其放电信号幅值的变化就会越真实，放电图谱也就越不会失真；

• 更宽更合适的动态范围：确保小信号不漏检，大信号不失真，有效的改善现有国内外厂家的产品在现场经常碰到小信号检测不到，或大信号超量程失真而导致的漏检、误诊断等现象。

• 可在电网设备带电运行情况下进行现场安装和维护，不影响电网设备运行和供电可靠性；

• 智能传感器采用微型化、模块化、高性能、低功耗设计，内置可充电电池；

• 多种局部放电监测手段：UHF、AA、TEV等；

• “有线有源”、 “无线无源”等多种部署方案；

• 传感器支持loraWAN等多种无线通信规约，支持Modbus等有线通信规约；

• 通信安全稳定，加密传输，提高安全性，防冲突、防丢包机制，提高可靠性，远距离通信，穿墙能力强。

   

四、系统组成

图 1 BY9900-JF监测装置实物图

  BY9900-JF局放监测装置包括：配电中压开关柜局放传感器、空间特高频局放传感器、局放采集装置。

“局放采集装置”对下无线LoRa接收“配电中压开关柜局放传感器”暂态地电压和超声波数据，通过铜轴电缆连接“空间特高频局放装置”接收空间特高频局放信号。对上支持MODBUS协议将数据汇总上传给配电智能网关。