局放在线监测系统介绍(中文)
变压器局部放电的在线监测
对于70～180kHz的被测局部放电信号应采用高速采样系统。一般 采样频率应为信号频率的10倍以上，即700～1000kHz。
第二节 变压器局部放电的在线监测 三、局部放电信号的传输
电缆模拟信号传送
一根信号电缆传送一通道信号；多通道信号需多根电缆或采用多 芯电缆传送。
第二节 变压器局部放电的在线监测 一、概述
变压器局部放电的在线监测方法－非电测法
声测法是利用局部放电时发出的声波来进行测量，常和脉冲 电流法配合使用，是局部放电的重要监测手段。 特点：基本上不受现场电磁干扰的影响，信噪比高，可以硬 定放电源的位置。 缺点：灵敏度低且不能确定放电量。
第二节 变压器局部放电的在线监测 一、概述
第二节 变压器局部放电的在线监测 二、局部放电信号的检测
声测法信号检测
局部放电声波的检测频率
声波是一种机械振动波，它是当发生局部放电时，在放电区域中分 子间产生剧烈的撞击，这种撞击在宏观上产生了一种压力所引成。
局部放电由一连串脉冲形成，由此产生的声波也是由脉冲形成。频 谱为10～107Hz数量级范围。
模式识别的过程实际上是信息压缩的过程，—般包括学习和 识别两个过程。
第二节 变压器局部放电的在线监测 七、放电模式的识别
第一步是学习过程，首先从变压器提取有典型意义的几种放电 模型，通过试验，获得局部放电数据，包括放电图象或数据采 集结果，从这些所获得的数据中提取特征，包括时域特征或统 计特征。根据这些特征构成特征空间，利用某种算法依据一定 规则，将特征空间根据不同的放电模型进行划分，从而形成特 征库。 第二步是识别过程，对于未知的放电类型，在获取数据和提取 特征后，依据同样的规则与已存在的特征库在限定条件下进行 匹配，从而判断出放电的类型。
高压电缆局部放电在线监测系统
高压电缆局部放电在线监测系统高压、超高压电缆局部放电在线监测系统主要用于监测发生在高压电缆、GIS以及与其相连高压设备中的局放信号，预测该局放的发展趋势，预防突发性的电气事故，为设备的状态检修和维护提供有效的数据依据。
该系统是一个独立的、紧凑型多功能分布式高频局放同步检测系统，采用光纤组网方式进行数据传输，实时在线监测电缆系统局部放电，通过高压电缆局放分析系统来评估系统的绝缘状态。
系统基于高频脉冲电流法测量局放的原理而设计，通过高频电流传感器（HFCT）和100Mbps采样率采集局放源点激发的脉冲电流信号。
二、技术特点
（1）采用高频脉冲电流法原理，通过高频电流传感器测量局放信号；
（2）局放监测装置可以通过单模光纤级联，组成光纤环网，控制计算机通过总线控制单元管理所有装置，进行长电缆线路分布式局放检测，各监测装置之间实现完全电气绝缘。
光纤长度可达20km；
（3）可以进行电缆线路局放在线监测；
（4）供电电源使用AC220V市电；
（5）分析软件采用可视化方式展示局放图谱，如二维q-φ, N-φ, N-q和三维N-q-φ；
（6）可生成测试报告，用于存档或运维问题追溯。
注意事项
1)严禁在局放传感器输出端处于短路状态下在接地线上合上局放传感器，在合上局放传感器前，需确认其输出端是否短路；
2)传感器应牢固固定于接地线上，若接地线过细，可使用绝缘胶布缠绕数层后再使用电流互感器；。
发电机局部放电在线监测电测法有哪些主要方法
发电机局部放电在线监测电测法有哪些主要方法
发电机局部放电在线监测是一种用于检测和预测发电机绝缘系统状态的方法。
发电机局部放电是指在发电机绝缘系统中的局部存在放电现象，其主要表现为电弧放电和耦合放电。
局部放电对发电机的绝缘系统造成损害，并且可能导致机组故障。
1.UHF法（超高频法）：该方法通过检测绝缘系统中放电事件产生的超高频信号来进行监测。
超高频信号与放电强度和位置相关，可以通过无线传输进行监测。
2.TEV法（传导电压法）：该方法使用传导方式侦测并测量绝缘系统中的放电现象。
使用特殊传感器放置在绝缘系统的表面来检测放电过程中产生的传导电压。
3.VHF法（甚高频法）：该方法利用甚高频电磁波在绝缘系统中传播的特性来检测局部放电。
通过测量电磁波的功率和频率等指标来判断发电机绝缘系统的状态。
4.AE法（声发射法）：该方法利用发电机绝缘系统中放电现象产生的声波来进行监测。
通过检测和分析声波的特征来判断绝缘系统中可能存在的故障。
5.HFCT法（高频电流传感器法）：该方法使用高频电流传感器来检测绝缘系统中的局部放电现象。
通过检测绝缘系统中放电过程中产生的高频电流来进行监测和分析。
以上是主要的发电机局部放电在线监测方法。
通过采用这些方法，可以及时发现和预测发电机绝缘系统中的局部放电现象，为运维人员提供及时的故障预警和判断依据，以保障发电机的正常运行和延长设备寿命。
变压器局部放电在线监测
2.1 脉冲电流法信号检测
2.1 脉冲电流法信号检测
多个检测传感器（多个检测点）的目的：
多方面测量局部放电，以便判断放电部位； 抑制现场干扰的需要，有时需要两个或更多信号比较，
如：极性鉴别系统。
2.2 声测法信号检测
1.局部放电声波的检测频率
声波是一种机械振动波，它是当发生局部放电时，在放电区域 中分子间产生剧烈的撞击，这种撞击在宏观上产生了一种压力 所形成。
所以，声发射传感器的检测频带大致在70～180kHz间。
2.2 声测法信号检测
2.局部放电声波的传播
局部放电产生的声波可以看成点声源，以球面波形式向 四外传播。由于变压器油和凡士林油都只能传播纵波（ 纵波的介质质点振动方向与声波的传播方向是一致的， 而横波则与之垂直），故声发射传感器在变压器外壳上 接收到的是纵波。 声波在不同媒质中的传播速度不同：
定义：在线条件下监测系统能够测到或辨识的最小放电 量。从实际使用情况考虑，监测系统应能达到测出危险 放电量的灵敏度。
根据国内外运行经验，电力变压器的局部放电量在数千皮库时 仍可继续安全运行，当达到10000pC及以上时则应引起严重注 意，此时绝缘可能存在明显的损伤。 从能监测出设备最小的危险放电量考虑，在线监测的灵敏度至 少应在数千皮库，例如4000～6000pC。 一般情况下，变电站的干扰水平可达到数万甚至百万皮库。例 如500kV线路电晕的干扰水平可能达到l～4×l04pC。
2.3 监测信号的A/D转换
对于70～180kHz的被测局部放电信号应采用高速采 样系统。
一般采样频率应为信号频率的10倍以上，即700～ 1800kHz
GIS局放在线监测系统-美卓
GIS设备局部放电在线监测系统DM6000型杭州美卓自动化技术有限公司一、 GIS设备局放在线监测及诊断的意义GIS（气体绝缘全封闭组合电器）除进出线套管外没有外露的带电部分，采用SF6气体绝缘，可靠性较高，检修少，但通过发展外部诊断、在线监测可减小不必要的拆卸检修工作量，大大提高了设备的运行效率。
采用此项技术有下列好处：（1）减少维护费用（2）避免故障发生（3）对设备性能进行评估二、产品说明DM6000型局放在线系统是我公司自主研发的产品，系统采用超高频检测技术、高灵敏度传感器、信号现场处理、内置专家数据库、Web后台处理软、因特网接入技术等技术进行远程实时在线监控和分析。
具有极高的性价比，非常适合在无人值守变电站运行该系统采用集成模块化设计，将信号采集单元、信号处理、A/D 转换、干扰过滤、数据处理、放电量显示等集成在站端监测模块中，每个站端监测模块可独立运行，数据分别记录，通过一条数据通讯总线将多台站内监测模块（最多256台）的数据传输后台分析软件系统上统一管理分析。
能通过互联网进行远程传输和实时监控，对局部放电信号的强度，密度进行实时在线分析。
对局部放电倾向性的推移进行实时监控和分析，对放电程度进行评估，避免重大事故发生。
三．产品组成系统由传感器，数据处理通讯单元 ，后台监视系统三大部分组成、传感器完成对监测设备的测量，将信息量送到数据处理通讯单元进行集中分析、显示以及告警，并将数据上传到后台机进行全面的监视和分析。
1数据处理通讯单元主要是把高频传感器采集的局放信号和噪音传感器采集的现场噪音信号进行相位比较，对传感器采集的信号做一个判断，并进行数据上传。
主要参数：1) 电源 AC 220V / 50Hz2) 电源 Fuse 容量 250V/3A 用3) 检出领域 包括500～1500MHz领域的UHF频宽4) 信号采集通道 2个5) 采集信号灵敏度 <5PC2 高频传感器UHF传感器主要是用来采集GIS内部发生局放时产生的高频信号，传感器直接固定在盆式绝缘子上。
《局部放电在线监测》课件
随着技术的成熟和市场的扩大，局部放电在线监测技术的竞争将逐 渐加剧，将促进技术的进步和产品的升级。
服务化趋势
未来局部放电在线监测技术的销售将趋向于服务化，将更注重为客 户提供全面的监测解决方案和优质的技术支持。
未来研究方向
新型传感器研究：针对局部放电信号的特征和传 播特性，研究新型的传感器材料和结构，提高传 感器的灵敏度和可靠性。
。
监测系统组成
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传感器
用于采集局部放电产生的各种 信号。
数据采集器
用于采集、处理和存储传感器 采集的数据。
显示器
用于显示监测结果和报警信息 。
报警装置
用于在出现异常情况时发出报 警信号。
监测系统工作原理
传感器采集局部放电产生的信号 ，并将信号传输给数据采集器。
数据采集器对信号进行预处理、 分析和存储，并将结果传输给显
多参数综合监测技术研究：研究如何将多种监测 参数（如电、热、声、光等）综合利用，提高监 测的全面性和准确性。
人工智能与机器学习在局部放电监测中的应用研 究：研究如何利用人工智能和机器学习技术对局 部放电信号进行自动识别、分类和诊断，提高监 测智能化水平。
跨学科研究：结合电气工程、物理学、化学、材 料科学等多个学科的理论和技术，开展跨学科的 局部放电在线监测技术研究，推动技术的创新和 发展。
状态。
应用案例
某大型电力公司的变压器局部 放电在线监测系统，有效预防 了变压器的故障，提高了供电
可靠性。
某石油化工企业的局部放电在 线监测系统，及时检测出设备 的腐蚀和损伤，避免了潜在的
安全隐患。
某城市轨道交通系统的受电弓 局部放电在线监测系统，确保 了列车运行的安全性和稳定性 。
高压电缆局放在线监测系统(亿森)
高压电缆局放在线监测系统设计方案福州亿森电力设备设备有限公司2016年9月摘要：在XLPE电缆投入运行后，由于绝缘的老化变质、过热、机械损伤等，使得电缆在运行中绝缘裂化，为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故，需要对电缆的运行状态进行即时监测，监测系统控制着电缆及其附件的质量。
局部放电是目前比较有效的在线监测方法，局部放电检测目前相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法、光学测量法等，本文将着重论述这些方法各自的优势与不足，同时对目前发展起来的PD混沌监测方法进行讨论。
关键词：XLPE电缆；在线监测；局部放电；混沌法0引言随着电力系统的飞速发展以及旧城改造工程的进行，电力电缆在电力网络中的应用愈发广泛。
电力电缆的基本结构包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四个部分。
其中线芯即导体，是电力电缆中传输电能的部分，是电缆的主要结构。
绝缘层将线芯与外界电气上隔离。
屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，一般存在于15kV及以上电缆中。
保护层是用来防止外界的杂质和水分的渗入和外力的破坏[1]。
电力电缆按照电压等级分类有低压电缆(35kV及以下输配电线路)、中低压电缆(35kV及以下)、高压电缆(110kV及以上)、超高压电缆(275～800kV)、特高压电缆(1000kV及以上)。
按照绝缘材料电力电缆可以分为塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆。
其中油纸绝缘电缆应用历史最长。
它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。
主要缺点是敷设受落差限制。
塑料绝缘电缆主要用于低压电缆，常用的绝缘材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。
橡皮绝缘电缆弹性好，适合用于移动频繁弯曲半径小的敷设地点。
我国早期使用的多是油纸绝缘电缆，但自1970 年以来，交联聚乙烯(XLPE)电力电缆得以广泛应用，并逐渐取代了油纸绝缘电缆的地位。
XLPE电缆电气性能优越，具有击穿电场强度高、介质损耗小、载流量大等优点因而得到了广泛的应用。
在线检测电缆故障的方法有很多，如直流分量法、损耗电流谐波分量法、局部放电法等，其中，局部放电法是目前用于现场比较有效的在线检测方法。
开关柜局放在线监测
开关柜局放在线监测
开关柜是电力系统中非常重要的组成部分，其作用是控制和保护电力设备。
现代化的开关柜不仅可以提供稳定的电力供应，还能实现远程监控和操作。
如果出现故障或异常情况，开关柜局放在线监测可以快速检测到并及时处理，确保电力系统的正常运行。
开关柜局放在线监测是一种非接触式的监测方式,通过在开关柜中内置传感器和通信设备，可以实时监测开关柜内部的运行状态和温度变化等关键参数。
当开关柜出现过载、短路等异常情况时，监测系统会及时报警，防止故障扩大，确保设备和人员的安全。
此外，监测系统还可以进行远程数据采集和分析，为电力运营商提供实时的数据支持和决策参考。
开关柜局放在线监测系统具有以下特点：首先，它可以将开关柜状态及时传递给相关部门或工作人员，提高了信息传递和处理的效率。
其次，该系统可以实现自动监测和报警，减少了人为操作的风险，提高了安全性。
另外，开关柜局放在线监测系统还可以对开关柜内部的运行参数和电气连接状态进行监测和分析，并根据数据提供开关柜的运行状况评估和预测,为电力系统的运维提供数据支持。
开关柜局放在线监测系统具有良好的可靠性、实用性和适用性，在电力系统的维护和管理中发挥着重要的作用。
未来随着智能化和互联网技术的发展，开关柜局放在线监测系统将不断升级和改进，为电力系统的安全和稳定运行提供更加可靠的保障。
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800 600 400 200 0
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超高频在线监测的价值
能进行早期预警的系统
防止早期故障动作 可观降低成本 减少检查和维修成本 预防昂贵的灾难性故障 提高质量和供电可靠性 延长设备寿命
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Physics of UHF PD Detection
导致GIS局部放电的原因
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1- 导线上的突出物 (fixed particle) 2- 外壳上的突出物 (fixed particle) 3- 漂浮物 (bad galvanic contact) 4- 绝缘子上的自由部分 5- 在屏和绝缘子之间的孔洞 (离层) 6- 绝缘体上的孔洞和不规则金属淀积
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超高频技术的原理
The UHF technique
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GIS中的局部放电属于绝缘气体电气击穿，SF6 气体的击穿导致导体中流过一个短时（ns级） 的电流。电流流过 GIS 的特征阻抗，在导体上 产生一个脉冲电压，从局放源传播开来。由于 局放信号的上升时间很短（<1ns）、频带很宽 （ >1GHz ），传播过程中在 GIS 腔体内引起电 谐振，激发电磁波。 发生局放后，离子气体通道急速膨胀，产生声 音压力波，伴随产生的还有受激原子产生的光 发射和化学击穿产物。因而，局放的影响是多 方面的，有物理的、化学的和电气的。
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采用GIS局放在线监测的目的
是采用有效的在线检测手段和分析诊断技 术，监测和追踪发生在GIS设备中的局部 放电(局放，局放)，及时预报该局放的发 展趋势和预测相关设备的绝缘劣化程度， 防止突发性的电气事故，为设备的状态检 修和维护提供有效的数据依据。从而做到 早期诊断，早期预报，避免突发性故障的 发生，提高GIS运行的安全可靠性，确保 GIS的安全可靠运行。
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（b）化学监测法。通过分析GIS中局放所引起 的气体生成物的含量变化来确定局放的程度， 但GIS中的吸附剂和干燥剂会影响化学方法的测 量；断路器正常开断时产生的电弧的气体生成 物也会产生影响；脉冲放电产生的分解物被大 量SF6气体稀释，因此用化学方法监测 PD的灵 敏度很差。另外，该方法不能作为长期监测的 方法来使用。 （c）光学监测法。内臵的光电倍增器可监测到 甚至一个光子的发射，但由于射线被SF6 气体 和玻璃强烈地吸收，因此可能有“死角”出现 。该法监测已知位臵的放电源较有效，不具备 完全定位故障能力，且由于GIS内壁光滑而引起 反射带来的影响使灵敏度不高。
UHF判断局部放电要求局部放电发生在密封的金属仓室 PD 脉冲信号包含的复杂的频率共振态
UHF信号被PDM系统收集分析
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局 部 放 电 PD
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pulse current, mA
4 2
特征
测试频率 监测范围 传播速度
信号检出精度 位置标定精度
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综合评价
由上表可见
超高频局放检测技术是目前国际上对 GIS类设备普遍采用的状态检测技术。 检测仪器主要由超高频传感器、高速 数据采集单元、分析诊断软件三部分 组成。
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GIS局放在线监测的种类 （1）电测法
（a）耦合电容法，又称脉冲电流法，该 法结构简单，便于实现。但现场测试时 ，外壳上的电容电极耦合探测局放无法 识别，该信号与多种噪声混杂在一起， 因此此方法的使用推广受到限制。 （b）超高频法，其主要优点是灵敏度高 ，并通过放电源到不同传感器的时间差 对放电源精确定位。但对传感器的要求 很高，此法成本昂贵。
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DMS公司超高频局部放电在线监测设备的优缺点
DMS公司采用超高频方法的在线局部 放电监测设备的缺点是价格相对较贵 ，但如果用于设备较多的情况价格就 不算太贵。例如一台变压器的监测耦 合器（装4个），价格低于一台油气分 析装臵，若多台变压器公用一套综合 分析系统，平摊下来，每台变压器在 线监测设备的性价比就会很高。
0
局放脉冲
0 2 4 6 8 10 ns
超高频 信号 (频率范围)
amplitude
0
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750
1500 frequency, MHz
一个局放信号的传输
Coupling
Propagation
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超高频原理
UHF signal
来自缺陷激励共振的电流脉冲
• 当怀疑设备存在某种故障的风险的时候
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GIS failure
Others 12.3%
Gas Leak 12.4%
Mechanical Trouble 18.1%
Insulation Failure 57.3%
Causes of Major failures
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故障类型 判断 应用情况
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脉冲电流法测试的对象是高频脉冲电流 超高频法测试的对象是电磁波 而超声波法测试的对象ge 25
三种测试方法的对比
测试方法测试参 数 传感器 测定 方法 取信号位 置 波形种类 脉冲电流法 电容耦合检测 器高频CT GIS 电缆终端中 间接头部 脉冲波 0～100MHz GIS 1~3 间隔 160-180m/us 数pC 约50cm 操作较简单， 监测范围大, 灵 敏度高, 定位准 。 超高频法 超声波法
Physics of UHF PD Detection
HV 导线
E+
E-
柱状高压套管 (r = 5.5)
0.5 ns
气体 (free space)
PD pulse
密封金属 容箱, 1 m3
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100 ns
UHF coupler
output waveform
Physics of UHF PD Detection
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采用在线监测的目的与意义
GIS有如下特点
第一，设备整体金属封装，发生故障时定位非常困难； 第二，封装屏蔽性高，运行时不易掌握其内部状况； 第三，结构紧凑，元件多，一个设备的故障容易波及邻近 设备，使故障扩大； 第四，结构复杂，检修条件高，一旦出现故障维护困难。 GIS的这些特点极为可能增大故障影响范围和延长停电维修 时间，进而影响整个电力系统的正常运行。 因此对GIS故障的早期预测，预报，预防就显得非常重要。 而导致GIS绝缘事故的原因主要有：由于制造、运输、现场 装配等多种原因造成的，异物残存，绝缘破坏，设备器件 脱落，这些事故的发生在初期均会出现局部放电现象,。因 此，对GIS进行局部放电监测可以发现绝缘的早期故障。
不受电磁 不受电磁 干扰 干扰 灵敏度差 灵敏度差 ；不能长 ；需多个 期监测 传感器 不能定量 放电情况 严重时的 缺陷 能判断放 电气室 不能 未应用 不能定量 固定微粒 ；针状突 出物 能粗略定 位 不能 未应用
一般缺点 可达精度 适用监测 的放电源 能否故障 定位
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GIS中局放5中监测方法性能比较
监测方法 一般优点 耦合电容法 简单； 灵敏度高 运行设备不 能使用； 信噪比低 5pC 固定微粒； 悬浮物；气 隙和裂纹 不能 能 早期较多 超高频法 灵敏度高；可 用于运行中的 设备 造价较高 0.5~0.8pC 各种缺陷类型 都适用 精确定位0.1m 能 广泛 超声波法 灵敏度高； 抗电磁干扰 能力强 结构复杂； 需有经验的 人员操作 <2pC 自由移动的 微粒；悬浮 物 苛刻条件； 需传感器多 能 广泛 化学法 光学法
故障机率 : 1.8 CB/ 100CB-bay-year 导致故障的原因 : Insulation failure 57.3%
GIS Major Failures GIS 的主要故障机率在服役25年后快速增加
Failure Rates失败的几率
1.8/100 CB-bay-year
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超高频传感器负责收集由局部放 电脉冲激发并能透过绝缘介质向 外传播的超高频电磁波信号， 并将该信号转换成可以通过高速 数据采集单元进行采集的电信号
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高速数据采集单元负责将传感器收集 并转换后的电信号变成数字信号存储 到计算机中； 分析诊断软件利用自带的且能够不断 学习扩充的谱图库对存储的数字信号 进行分析诊断，评价局放类型和严重 程度。
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When should a PDM system be installed?
• 当安装的设备在系统中处于极其重要的位臵, 比如发电站和其他重要的商业和工业价值 • 当设施在极其严酷的操作环境下运行比如周期 性的超负荷导致风险 • 当设备处于生命周期的后期或者需要延期使用 的时候
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propagation