一、概述

本裝置是我公司新研發(fā)的立體、全方位監(jiān)測高壓開關(guān)柜的產(chǎn)品，可以同時代替智能操控裝置，同時監(jiān)測電纜接觸面溫度、故障電弧光信號、電纜絕緣程度、電能質(zhì)量、煙感、局放。拋棄傳統(tǒng)監(jiān)測單一特征量的局限性和不全面性，又兼顧了監(jiān)測的必要性。

1.1、開關(guān)柜溫升監(jiān)測的必要性

高壓開關(guān)柜中，母線接頭觸點開關(guān)、刀閘開關(guān)、等重要設(shè)備接頭處由于接觸電阻和長期老化的雙重作用下，容易導(dǎo)致接觸電阻進一步加大導(dǎo)致發(fā)熱、溫升嚴重。如不及時發(fā)現(xiàn)極易導(dǎo)致設(shè)備燒毀故障。影響供電的安全可靠性。

高壓封閉式開關(guān)柜運行中不允許打開測量溫度。傳統(tǒng)的紅外手持測溫?zé)o法做到24小時的實時監(jiān)測與報警。解決問題的關(guān)鍵是實現(xiàn)溫度的在線監(jiān)測與預(yù)警。及時排除供電隱患，杜絕事故的發(fā)生。

《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》國家電網(wǎng)生技［2005］400號文件中明確指出：預(yù)防開關(guān)設(shè)備載流回路過熱定期用測溫設(shè)備檢查開關(guān)設(shè)備的接頭部、隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分（重點部位：觸頭、出線座等），特別是在重負荷或高溫期間，加強對運行設(shè)備溫升的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時采取措施。

在線溫度監(jiān)測對供電的安全性和可靠性不可缺少，但是單純的溫度監(jiān)測無法做到全面的保護和發(fā)生事故的及時自處理。我公司創(chuàng)造性的電弧光技術(shù)引入本系統(tǒng)。達到監(jiān)測溫度和弧光的雙重作用，可以實現(xiàn)故障點的摘除。將故障控制在最小的范圍。

1.2、弧光監(jiān)測的必要性

在我國中低壓母線短路故障中，重點設(shè)備和人員傷害主要由電弧光引起，然而我國的大多數(shù)中低壓母線沒有設(shè)置快速母線保護，而只是采用了簡單的消弧裝置和變壓器后備保護。這些保護智能化較低，動作速度慢，往往會延長故障切除時間，從而進一步擴大設(shè)備損壞程度，甚至?xí)?火燒連營"的惡性事故，沖擊變壓器一次運行，影響整個電網(wǎng)的安全運行。

電纜頭防爆裝置的弧光保護單元是我公司根據(jù)國內(nèi)實際情況，吸收國外電弧光保護的特點，結(jié)合行業(yè)檢測及保護配置相關(guān)規(guī)程，自主硏發(fā)出具有創(chuàng)新技術(shù)、具有廣泛實用性、高可靠性的新型電弧光保護系統(tǒng)。采用弧光檢測和過電流檢測雙判據(jù)原理，具有保護動作速度快、可靠性高等特點。

開關(guān)柜內(nèi)的發(fā)生短路弧光的功率可高達100MW,電弧燃燒所產(chǎn)生的能量與電弧的燃燒時間及短路電流變化值呈指數(shù)倍増長（如下圖所示），燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓將會逐步摧毀元器件、銅排以及成列的開關(guān)柜，高明亮的弧光和有毒氣體對人體也有巨大的傷害。

要保證設(shè)備不受結(jié)構(gòu)性損傷，必須盡量縮短切除時間。

1.3、電纜絕緣介質(zhì)監(jiān)測的必要性

電纜絕緣介質(zhì)在線監(jiān)測是一種在電力設(shè)備運行狀態(tài)下，利用系統(tǒng)運行電壓進行的電力設(shè)備特性參量的測量。測量可以是連續(xù)的，也可以是間斷的。在線監(jiān)測是一種非破壞性測量，由于測量是在設(shè)備運行過程中進行的，大大提高了試驗的真實性與有效性，有助于及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備潛在的缺陷和故障。

而對于高壓電力電纜絕緣的在線監(jiān)測，目前的方法有很多種，但是各種監(jiān)測方法均有不足之處，每種都很難全面表征電纜的絕緣狀況。

我司研發(fā)電纜絕緣監(jiān)測模塊，是針對中性點不接地高壓系統(tǒng)，以監(jiān)測泄露電流、介質(zhì)損耗角正切、等值電容等絕緣指標為基礎(chǔ)的技術(shù)手段，綜合多種監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)點，有效地消除了諧波、傳感器零漂等帶來的測量誤差，提高了測量的精度和穩(wěn)定性。硬件上采用高精度微電流傳感器檢測高壓電力電纜的泄露電流，從電壓互感器二次側(cè)抽取電壓信號，采用整形濾波放大技術(shù)進行信號處理；軟件上綜合采用了絕對值測量和相對值比較兩種技術(shù)，有效地解決了現(xiàn)場干擾環(huán)境下介質(zhì)損耗及阻性電流的精確測量問題，具備較高的測量精度和較強的抗干擾性能。

1.4、局放的必要性

高壓開關(guān)柜發(fā)生局部放電時，將會產(chǎn)生納秒級陡度的電流脈沖。激發(fā)出頻帶很寬的電磁波。特高頻檢測傳感器（即UHF傳感器、TEV傳感器及HFCT傳感器）檢測其中的高頻電磁波頻帶在（300MHz-2000MHz），這個頻段可以有效的避開開關(guān)柜的電暈干擾、工頻干擾等可靠性高、抗干擾能力強。對各種局部放電類型均比較敏感，靈敏度可到幾個PC。

UHF傳感器、TEV傳感器及HFCT傳感器采用非接觸式監(jiān)測，不影響設(shè)備的正常運行、安全可靠。我司研發(fā)的UHF傳感器采用一體式設(shè)計即接收、采集、計算與一體，避免高頻信號傳輸?shù)膿p耗。局放采集裝置采用窄帶濾波技術(shù) 、模糊算法、快速傅里葉變換、周期分組、類數(shù)據(jù)庫匹配等算法可以排除現(xiàn)場各種干擾。

1.5、煙感的必要性

主要監(jiān)測二次儀表室內(nèi)煙霧報警。

1.6、電能質(zhì)量監(jiān)測

本裝置主要用于測量分析公用電網(wǎng)供到用戶端的交流電能質(zhì)量，其測量分析：頻率偏差、電壓偏差、電壓波動和閃變、三相電壓允許不平衡度、電網(wǎng)諧波。

該裝置可通過國家級檢測中心IV級電磁抗干擾型式試驗。同時通訊協(xié)議可通過國家級通信及規(guī)約檢驗，確保裝置與整個監(jiān)控系統(tǒng)兼容。

控制器設(shè)計參照以下標準：

國家標準	《弧光保護裝置技術(shù)要求》	GB/T 14598.302-2016
能源行業(yè)標準	《弧光保護裝置選用導(dǎo)則》	NB/T 42076-2016
電力行業(yè)標準	《弧光保護裝置通用技術(shù)條件》	DL/T1504-2016
能源行業(yè)標準	《無線測溫裝置技術(shù)要求》	NB/T 42086-2016
繼電保護標準	《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》	GB50062-92

    二、適用范圍

本裝置適用于3KV－66KV各種電壓等級，對電力系統(tǒng)常見故障實時監(jiān)測處理分析。可廣泛用于電力系統(tǒng)的變電站、發(fā)電廠、水電站及化工、采油、冶金、煤炭、鐵路等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)

三、工作原理

本裝置由電源模塊，模擬信號采集模塊，數(shù)字信號輸入模塊，繼電器信號輸出模塊，開關(guān)量采集模塊，主處理器模塊，協(xié)處理器模塊，通信模塊，SD卡存儲模塊等部分組成，如圖：

控制器采集系統(tǒng)電壓電流信號、外部反饋信號以及其他裝置的反饋信號，實時監(jiān)測電力系統(tǒng)以及裝置本身的運行狀況，并且實時顯示到用戶界面上。當系統(tǒng)發(fā)生各類故障時，快速分析故障發(fā)生的類型及屬性，再根據(jù)判定結(jié)果做出相應(yīng)的處理。

四、選型說明

    五、面板指示說明

六、功能及特點

1）立體式全方位監(jiān)測

裝置采用電能質(zhì)量、電弧光、溫度、電纜絕緣、局放、煙感、操控等功能立體式全方位監(jiān)測，將多種傳感器信號橫向比較，確保監(jiān)測的準確性。

2）"多判據(jù)"蛆合式跳閘保護

裝置具有靈活的組合式跳閘保護功能，可實現(xiàn)單判據(jù)、雙判據(jù)、多判據(jù)。

單判據(jù)：弧光單判據(jù)跳閘保護功能；

雙判據(jù)：弧光+溫度雙判據(jù)跳閘保護功能；

多判據(jù)：弧光+溫度+電流+絕緣多判據(jù)跳閘保護功能。

3）全方位信號告警保護

裝置監(jiān)測到電能質(zhì)量、電弧光、溫度、電纜絕緣、局放、煙霧報警任意異常信號，快速發(fā)出告警信號，并上傳至后臺系統(tǒng)，便于現(xiàn) 場人員及時定位故障點，迅速排查故障。

4）全數(shù)字可視化界面

裝置采用全數(shù)字化設(shè)計，配置靈活，動作精度高，而且排除了由于旋鈕或其他機械設(shè)計導(dǎo)致的誤差隱患。

5）友好的人機交互

工業(yè)級LCD屏顯示，友好的人機交互界面，全中文菜單，全觸摸屏。

6）傳感器自取電技術(shù)

裝置的溫度傳感器采用免維護自取電技術(shù)，不需要頻繁電池，降低維護成本，提高使用壽命。

7）故障信息全面記錄、存儲

裝置全面記錄、存儲故障信號，最大存儲量200條。

    七、技術(shù)-環(huán)境參數(shù)

 

8.1 背后端子接線圖

                   

8.2 開孔尺寸

主控單元采用全封閉5U 1/3標準機箱，嵌入式安裝于屏(柜)上。插件為后插導(dǎo)軌式，插緊后上下有鎖緊螺絲。機箱安裝開孔尺寸圖如下:

 

                   

 

前面板尺寸為260*180mm，深度170mm（帶接線端子）

九、傳感器介紹

9.1測溫傳感器介紹

                       

9.2絕緣監(jiān)測微電流傳感器介紹

實物圖

尺寸圖

9.3弧光探頭傳感器介紹

實物圖

尺寸圖

9.4局放傳感器介紹

特高頻傳感器采用傳感采集一體化的設(shè)計，安裝在開關(guān)柜內(nèi)，壁掛式、磁吸式、固定式安裝,根據(jù)具體情況可以選擇安裝在儀表室、手車室、母線室或者電纜室。（用戶可根據(jù)監(jiān)測需要選擇傳感器）

傳感器下圖所示。

（TEV復(fù)合型傳感器）

TEV復(fù)合型傳感器：1.通過其底部的強磁吸附，緊貼被測開關(guān)柜表面，接收從開關(guān)柜表面縫隙處傳出的暫態(tài)地電波信號。

2.檢測密閉設(shè)備內(nèi)部的超聲波信號