GIS局部放電在線監測系統
1. 產品介紹
GIS局部放電在線監測系統由超高頻（UHF）傳感器、信號采集裝置和局部放電監測IED通信單元、監控系統服務器三大部分組成，多個局放IED可以構成分布式監測系統，同時對多個設備進行在線監測，監測系統中本地數據處理用于處理局部放電監測IED獲取的信號并將其數字化，而采用服務器的計算機進行局放信號的篩選、分析并完成局放脈沖數值記錄、監測局放量發展狀況等功能。監控系統服務器內置通訊和軟件分析功能，直接輸出局放信號類型，放電賦值，故障嚴重程度。采用IEC61850協議輸出信號，可以直接接入變電站綜合在線監測平臺，整體系統框架下所示：
圖GIS局部放電系統框架圖
2. 局部放電監測原理
局部放電發生時，電磁波的信號根據GIS結構反復進行傳播、反射、折射、遲延、衰減等現象，通過盆式絕緣子（絕緣件）放射到外界，如圖所示。
圖 電磁波泄漏原理示意圖
監測系統采用高靈敏度內置型或外置型超高頻傳感器，通過檢測GIS絕緣子內部局部放電產生的電磁波信號。將檢測到的信號經過檢波/信號處理單元濾波、檢波和放大后，由高速數據采集單元、高速數據處理單元、通信與控制單元等模塊組成，對檢測的信號進行采樣、存儲、數字信號處理與分析。通過光纖/網線將監測結果進行數據整合運算后上傳到監控系統服務器，在監控系統服務器上通過運行故障診斷專家系統，根據從現場各個監測單元送來的數據，組建故障模式數據庫，對GIS的絕緣狀態進行診斷，并結合對歷史數據的統計和分析，結合設備內部局放的變化趨勢，根據信號的特點，與放電指紋庫比對判斷出可能的缺陷類型和缺陷的大致位置。在監控系統服務器上可以存儲局部放電歷史測量的數據，還具有在線局放數據的記錄、趨勢圖形顯示、圖形分析、統計分析等功能，可供現場工作人員及遠程用戶管理系統查詢。正常運行時，監測系統可隨時在線監測、記錄GIS的狀態，并利用診斷系統對設備的運行狀態進行分析判斷。當GIS出現異常時，該系統快速采集、處理故障數據，同時完成在線計算、存儲、統計、報警、分析報表和數據遠傳等功能。
3. 系統特點
（1）UHF局放傳感器，避開低頻噪聲干擾，有效提高信噪比；
（2）超高速檢波技術，可有效捕捉超高頻信號的時域特征；
（3）多個傳感器在不同位置進行檢測，全面了解設備內部的放電情況，并能通過比較傳感器之間的信號對缺陷位置進行定位；
（4）局域網組成分布式監測系統，實現所有傳感器的同步采集；
（5）后臺專家系統使用 SQL 數據庫，保存所有局部放電的特征數據；
（6）通信方式符合國網DL/T860（IEC61850）標準；
（7）存儲每次測量的局部放電及放電次數，并顯示指定時間內的發展趨勢；
（8）實現自動化管理，可自動定期定時自動采集并記錄顯示數據，也可隨時手動啟動測量。
4. 系統硬件組成及技術指標
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圖片 |
名稱 |
主要技術參數 |
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超高頻傳感器（外置式） | a.采集頻率：超高頻電磁波，300MHz～1500M b.靈敏度：<5PC c.阻抗匹配：50Ω d.固定在GIS盆式絕緣子處（扎帶安裝），高頻通信電纜（LMR-400）不宜長于35米 e.輸出接頭：N型 f.防護等級：IP65 |
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超高頻傳感器（內置式） | 采集頻率：超高頻電磁波，300MHz～1500M 靈敏度：<5PC 阻抗匹配：50Ω 安裝在GIS蓋板內部，高頻通信電纜（LMR-400）不宜長于35米 輸出接頭：N型 防護等級：IP65 法蘭尺寸：根據不同的開關廠定制 |
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噪音傳感器 | 采集頻率：利用噪音傳感器消除外部噪音，頻率響應范圍：300～3000MHz 靈敏度：<3PC 阻抗匹配：50Ω 安裝方式：強磁安裝，吸附在GIS周邊，高頻通信電纜（LMR-400）不宜長于35米 輸出接頭：N型 防護等級：IP65 |
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同軸電纜傳輸 | 內導體外徑：2.83mm 總外徑：10.2mm 最高使用頻率：8000MHz 衰減率：100MHz時衰減25dB/km；200MHz時衰減65dB/km；1000MHz時衰減154dB/km；3000MHz時衰減286dB/km； 射頻信號傳輸線采用7D—FB電纜線是聚乙烯螺旋絕緣皺紋銅管射頻電纜，該電纜對信號的衰減小、抗干擾能力強，主要運用于射頻信號的傳輸 |
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信號采集裝置 | 局部放電信號采集裝置采集各類傳感器的信號，通過A/D，數字濾波等技術，在裝置中把傳感器的信號轉變為數字信號和圖譜等數據，最終傳輸給局部放電監測IED通信單元 |
