特高频 + 多维传感融合：开关柜局放监测技术与实践应用

开关柜局部放电监测是评估设备绝缘状况的关键手段。电气设备绝缘内部若存在气泡间隙、杂质或尖刺等缺陷，在强电场作用下，绝缘内部的电场分布将出现不均匀，导致缺陷部位电场强度显著升高，从而引发未贯穿整个绝缘的局部放电现象。尽管局部放电通常不会立即造成绝缘整体击穿，但会逐渐导致绝缘介质局部损伤。若放电长期持续，可能进一步降低绝缘的电气强度，引发电气击穿事故。因此，对开关柜进行局部放电监测，可及早识别潜伏性绝缘故障并实现预警，是预防设备故障的有效措施之一。

什么是局部放电？

局部放电指在电力设备绝缘内部或表面，由于电场强度过高而引发的局部、非贯穿性放电。这种放电未形成完整回路，存在缺陷的绝缘区域，信号微弱且不易直接观察，但会持续对绝缘材料造成侵蚀与损害。

主要危害

加速绝缘老化：放电过程中产生的电子撞击、臭氧及氮氧化物等物质，会逐渐破坏绝缘材料的化学结构，导致绝缘性能不断下降，可能引发电气击穿。

诱发设备故障：长期存在的局部放电会持续扩大绝缘缺陷，可能造成开关柜内部部件烧损、短路，并导致设备停运。

扩大事故范围：开关柜作为电力系统配电环节的关键设备，一旦发生故障，易引发连锁反应，导致局部甚至区域性停电，严重影响工业运行、商业活动及居民生活，造成重大经济损失与社会影响。

增加运维成本：传统人工巡检方式难以早期发现局部放电隐患，常在故障发生后才进行维修，不仅修复成本高昂，还可能因非计划停机带来更大的间接损失。

特高频（UHF）检测法：
局部放电过程会产生特高频电磁波信号。通过特高频传感器捕捉该信号，并分析其幅值、相位及频次等特征，可判断局放的严重程度与位置。该方法灵敏度高、抗干扰能力强，尤其适用于电磁环境复杂的开关柜监测。

超声波（AE）检测法：
局部放电伴随产生超声波信号，可通过超声波传感器进行检测。超声波在空气中传播衰减小、方向性好，支持非接触式测量，特别适合于安装空间有限或需快速巡检的应用场景。

暂态地电压（TEV）检测法：
局部放电产生的电流脉冲会在开关柜金属外壳表面感应出暂态地电压。TEV传感器通过检测该电压信号来判断局部放电状态，对金属封闭开关柜具有良好检测效果，并能实现放电位置的快速定位。

高频电流（HFCT）检测法：
在电缆或母线等导体上安装高频电流传感器，可检测局部放电所引发的高频电流信号。该方法对电缆接头等设备的局部放电监测具有较高准确性。

特高频传感器APD100

应用场景：适于中压开关柜（61柜、28柜、环网柜）出厂前集成安装或对已投用的高压开关柜进行停电安装。

产品特点：系统抗干扰能力强，可靠性高。

应用安装：特高频传感器磁吸方式安装于电缆室，采集装置导轨式安装于仪表室。

实现过程：高频传感器所检测的信号，经过同轴电缆送往开关柜局部放电在线监测装置，进行放大、滤波、检波，数字脉冲提取、数字滤波、局放特征量计算等数字化处理，并完成局放可视化操作、局放判断、数据存储、数据上送等功能。

监测内容：放电次数、放电量、PRPD/PRPS图谱等。

告警机制：采样周期1s，连续5次采样超过报警阈值，报警（寄存器置位+DO输出）。

三合一局放传感器APD300

应用场景：适于中压开关柜（61柜/28柜/环网柜）

产品特点：系统抗干扰能力强，可靠性高。

应用安装：三合一有线传感器磁吸方式安装于电缆室，通过RS485总线将局放数据上传至监控系统平台。三合一无线传感器磁吸方式安装于柜们外，通过无线方式将局放数据上传至局放接收器ATC600-PD。

监测内容：监测3种信号的放电次数和放电量、噪声、温度、湿度。

告警机制：有线款：每4s采样时间内放电次数和放电量同时超过报警阈值，报警（传感器寄存器置位）。

无线款：每2小时的4s采样时间内放电次数和放电量同时超过报警阈值，报警（接收器寄存器置位）。

系统拓扑

证书

概况：本项目对吉大某医院10kV配电系统进行升级改造，配电室包括内科楼配电室，外科楼配电室，一号楼配电室，氧气配电室，直燃机配电室，八号楼配电室，生殖中心配电室，烧伤配电室，转化配电室，母婴中心，心身配电室等11个10kV、10/0.4kV配电系统。

需求：通过新增弧光保护装置实现高压柜的保护监控；通过新增高压柜断路器触头、铜排接头和电缆接头无线测温与电缆室局放监测装置实现实时巡检与运维告警；通过新增电能质量监测装置与多功能表计，实现用电质量的实时监测与用能分析；所有传感设备的数据上传至医院能效管理平台，为医院用能提供实时监测、运维。

配置方案：以内科楼10kV配电室为例，配置的硬件产品包括 ARB6弧光保护装置、APView电能质量监测装置、APD100特高频局放监测装置、ATE无线测温传感器。其余10个配电室配置项目，上述设备上传到能效管理平台。

主要应用场景：

重要电力用户：数据中心、医院、轨道交通、大型商业综合体等对供电可靠性要求高的场所

工业生产企业：化工、冶金、制造等连续生产型企业的配电系统

电网配电系统：变电站、开闭所、环网柜等电力基础设施

设备升级改造：传统开关柜智能化改造项目

安科瑞局放监测方案凭借其多技术融合、系统集成度高、智能化程度强的特点，为用户提供了从现场监测到云端管理的完整解决方案。该方案不仅符合电力设备状态检修的发展趋势，更能帮助用户实现配电系统的安全可控、经济运行，是提升电力设备管理现代化水平的有效工具。

通过部署安科瑞局部放电监测系统，用户可建立完善的设备绝缘状态管理体系，真正实现“防患于未然"，保障电力系统的安全可靠运行。