智能无线局部放电带电检测系统的开发及应用

智能无线局部放电带电检测系统的开发及应用

马惠迎 1 施惠 2

珠海市鸿瑞信息技术股份有限公司，广东 珠海， 519000

珠海市雅莎医疗器械有限公司，广东 珠海，519000

摘要：在电力企业供电可靠性管理中，保证电气设备的安全可靠运行是提高电网供电可靠性的关键措施之一，但随着电气设备运行时间的变长，会受到外界高温、潮湿、振动等多种因素的影响，容易出现局放导致绝缘性能下降的情况。通过局放检测是监测电气设备绝缘性能的重要方法，能够在电气设备出现运行故障之前，发现电气设备中存在的绝缘性能不够或降低等缺陷，从而可以提前预防电气设备可能出现的故障。

关键词：物联网；无线；局部放电；带电检测系统

引言

在运用电气设备的过程中，其绝缘处常会出现些许的气泡与气隙，给电压与电流带去较大风险，为改善设备内部状态，技术人员将物联网与电气设备相结合，通过设置在线监测系统来确认其各环节对应的参数，在降低局部放电概率的同时，提升用电设备的整体安全。

1基于物联网的智能无线局部放电带电检测系统

电气设备局部放电的能量释放方式一般包括电磁、声波或者气体形式等，常规的电气设备局部放电检测仪存在人工分析数据效率低、数据利用率低等问题，难以满足现代电力行业的需求。物联网技术可以用于开发智能无线电气设备局部放电检测系统，能够实现在线带电检测。带电进行电气设备局部放电检测需要采用便携式局部放电检测仪，在不停电的情况下完成检测任务，可以进行高频、超声波等检测。利用基于物联网的智能无线局部放电带电检测系统，可以在保证完成电气设备局部放电检测任务的前提下，提高局部放电检测的工作效率。

2物联网局部放电在线监测技术的整体框架

在研究在线监测技术之前，员工必须了解电气设备的当前使用情况，特别是当前运输单元数量的增加、电力使用和网络维修需求的增加、电缆通信的困难以及传统的手动测试方法，使技术人员无法将传感器无法集成到当今需求中的电气设备改造网络技术。在电气设备上安装传感器有助于收集和处理信息，并允许通过无线通信技术向监测中心传送最新信息。通过可视化和全面分析，技术人员可以快速查看设备的运行状况并进行相应的智能修复。第二，该监测系统中的网络也分为四类:应用、平台、网络和感知名称类别，与其他类型的物理网络相比。应用程序级别可以分别用于内部和外部公司。平台层具有统一、统一的全国平台和统一的数据中心。网络层主要由接入、传输、数据网络和骨干网组成。他们负责边缘代理、本地通信、智能业务终端以及传感器级别内的现场数据收集。最后，通过网络技术与在线监控设备的高效集成，技术人员利用与局部放电相关的检测技术，改进了电气设备的整体监控。对无线传感器技术进行研究后，技术人员可以利用无线传感器同步电气设备，建立灵活的群网和微功耗接入，从而优化数据无线传输、传感器单元解耦以及监测系统中光能传递检测技术的使用。

3智能无线局部放电带电检测系统中的传感器

在智能无线局部放电带电检测系统中，根据局部放电电气设备发出的电磁波信号或者超声波信号，主要包括高频传感器、超声波传感器、特高频传感器、暂态地电压传感器等，采用这些类型的传感器能够进行多种类型的电气设备局部放电检测。在特高频传感器中，则利用天线接收电磁波，并转化为电信号，之后再经过信号放大、滤波等环节处理，最终可以提取到所要求的信号。对于暂态地电压传感器，是利用电容耦合的原理，将待进行局部放电检测的电气设备表面的电磁信号，通过电容耦合成电信号，完成对信号的采集和提取。在利用超声波进行信号采集时，则重点检查电气设备所发出的超声波的相位、幅度以及声波的频率等特征数据，这种特征数据能够发生设备出现绝缘缺陷的严重程度和具体的缺陷位置等。总体而言，所采集到的初始信号都需要通过放大、滤波和电平调整等信号处理，再提取信号特征，完成对信号的辨识。

4智能无线局部放电带电检测技术

4.1超声波检测技术

在检测中，可使用GZPD-01G局部放电在线监测系统，局部放电在线监测是当前比较有效的一种方式，可通过分布式结构以及局部放电采集器来发挥作用，将同轴电缆连接在一个GIS局部传感器上，将控制器与多芯电缆、数据服务器之间相互连接。由于该技术是根据国家提出的相关标准所研发，设计符合实际的要求，同时经过了相关的质量检测，能够保证良好的使用性能。其中运用了噪声统计分析方式以及软硬件滤波技术，能够对放电干扰中的频段的干扰信号进行抑制，避免产生干扰信号问题，能够结合信号的波形特点、频谱特点等进行识别及消除，还具有异常报警的功能，可根据局部放电严重程度识别不同的报警级别，避免故障问题带来不良的影响。借助该系统能够有效地提升开关柜的使用效果，提升了检测的水平，为电网系统的运作提供了良好的支持，同时能够为带电检测技术的发展建立相应的基础。

4.2特高频局部放电检测

局部放电检测特高频法的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（１００～３０００ＭＨｚ）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。特高频法正是基于电磁波在ＧＩＳ中的传播特点而发展起来的。他的最大优点是可有效地抑制背景噪声，如空气电晕等产生的电磁干扰频率一般均较低，可用宽频法ＵＨＦ对其进行有效抑制；而对特高频通信、广播电视信号，由于其有固定的中心频率，因而可用窄频法ＵＨＦ将其与局部放电信号加以区别。另外，如果ＧＩＳ中的传感器分布合理，那么还可通过不同位置测到的局部放电信号的时延差来对局部放电源进行定位。

4.3地电波检测技术

当开关柜局部放电的时候，会聚集在接地点附近金属位置中，这给设备表面的电流传播提供了相应的条件。而通过对开关柜内部情况的了解来看，放电聚集在接地屏蔽内表面的时候，会产生防护膜，发挥出了屏蔽的功能，不能在设备外部检测内部的信号，由于防护膜在绝缘位置以及电缆绝缘终端等位置会出现断续的屏蔽作用，因此设备内部放电信号可在该过程中传导到外部。使用地电波技术进行检测参考了麦克斯韦电磁理论，根据电磁场的规律来看，当局部放电情况产生的时候，电流及信号的传播会使电场产生变化，进而出现了磁场及电场之间的相互感应，出现对外传播的电磁波。当开关柜局部放电的时候，一部分电能量会转化成电磁波，之后传播到设备外表面上，但是由于开关柜与地面相连接，这使表面感应出高频电流，借助电容耦合能够测出脉冲信号。该技术的应用具有较大的优势，应用比较便捷，还可加强检测的准确性，使检测的成本降低，因此得到了有效的应用。

4.4光测法

电力变压器发生局部放电之后，会释放400～700nm不等波长的光波，而检测所需的光电流就是这些光波经过光电倍增管的处理后产生的。检测人员利用光波的波长和光电流的强度就能够检测和定位出变压器中的局部放电。虽然光测法近年来在实验室的模拟检测研究中取得了可靠的检测数据和结果，但是由于需要使用透明性强的检测部件，加之较高的设备成本，因此光测法并没有在实际的检测中得到广泛采用，目前只是对变压器局部放电进行定性分析。不过，光纤技术的发展促进光测法的优化和创新，如果将光测法与其他检测方法进行结合，可以促使光测法在检测变压器局部放电中得到一定程度的发展。

结束语

利用物联网技术和智能移动终端对现有的电气设备局放检测技术进行改进，是今后电气设备局放检测的发展趋势，能够克服现有局部放电检测技术体系中的不足之处，提高检测效率和检测质量。本文所分析的基于物联网技术的智能无线电气设备局部放电检测系统，可以在电气设备局部放电检测实际中进行应用。

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