成果與項目的背景及主要用途：

目前，為獲取開關柜內的絕緣信息，通常進行停電的周期性試驗。由于檢測

是在停電狀態下進行的，因而無法展現絕緣狀態在電場、熱場和機械應力作用下

發生漸變而劣化的過程，進而不能對開關柜的維護檢修提供合理的建議，造成了

大量的人力、物力和財力的浪費，甚至造成誤判，形成大的停電事故。為彌補周

期性試驗的缺陷，新近發展起來的在線測溫技術、在線測位移技術等已在開關柜

中獲得應用并取得了不錯的效果，但其對測取絕緣材料劣化過程的能力并不令人

滿意。而對此類中、低壓開關柜局部放電進行監測,可及時發現故障隱患，并對

累積性故障做出預測。通過地電波便攜式設備診斷絕緣劣化過程及絕緣故障的有

效性已得到現場試驗的證明。通過局部放電的長期觀測開關柜設備的絕緣狀態，

通過分析局部放電特征量的變化趨勢，可以分析出開關柜工作時所處的安全境地。

一旦發現局部放電幅值或重復率發生顯著增長，即可確認開關柜中發生較危險的

絕緣故障，需停電進行維修。這樣，既為設備的維修提供了有效的參考建議，也

避免了周期性試驗的盲目性、信息缺失性和浪費。因此，局部放電在線監測具有

諸多周期性試驗無法比擬的優點，成為未來開關柜絕緣監測及診斷技術的發展方

向。

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本項目擬開發的基于地電波與超聲波原理的局部放電檢測裝置，與現有產品

相比，具有量程大，信噪比高，連續工作時間長，操作方便等優點。另外，通過

配備無線通訊裝置，可實現遠程數據狀態傳送，為在集控中心的數據庫建立和歷

史數據分析提供幫助。直接收益：做到開關柜局部放電在線監測，實時監控；間

接收益：節約開關柜定期檢測所需的人力、物力成本。

技術原理與工藝流程簡介：

（一）開關柜局部放電及檢測方法：

開關柜中的放電現象會嚴重損害絕緣材料的絕緣性能，從而引起爆炸、火災

等災害，因此局部放電現象的檢測及預警至關重要。

開關柜中若局部位置出現放電現象時，會產生超聲波及暫態低電壓，目前局

部放電的檢測方法多根據這兩種現象實現，做的比較好的是英國電科院通過暫態

低電壓監測的裝置，但是售價昂貴，且技術不對外公開。

局部放電產生的超聲波因為存在時間短而難以檢測，杜伯學老師的科研團隊

根據超聲波現象研制出了局部放電檢測設備，采用了 TEV 及超聲雙傳感器設計。

將此設備連接至開關柜，可以實現局部放電監測，并在出現異常時進行危險預警。

此項技術的性能指標已經可以與英國電科院的設備媲美，甚至有部分指標超過了

英國電科院。目前檢測裝置已經送往國家電科院檢測，技術較為成熟，可以進行

產業化推廣。

（二）開關柜局部放電在線監測系統：

整個系統包含監測終端、無線中繼、服務器三部分。無線通訊方案可選 ZigBee

等通信協議，無線中繼包含 485 串口以及光纖通訊接口，若無線通訊受限制，也

可以通過有線方式進行通訊。同時該系統支持 GPRS 通訊，若有多個監測地點，

可以通過 GPRS 實現遠程監測。如圖 1 所示：

本檢測終端可有效監測開關柜內局部放電，具有高精度、高靈敏度、抗干擾

能力強等特點，已廣泛用于電力企業的開關柜安全監測系統中。測量結果通過無

線傳輸，盡可能的減小了對于變電室結構的影響。儀器安裝于開關柜外表面，當

開關柜內部發生局部放電時，本儀器可監測到開關柜表面的 TEV 信號并且實現

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對信號強度的測量；此外放電時產生的超聲信號也會被本儀器的超聲傳感器捕獲

并測量其強度。測量的結果經過無線傳輸至無線接收器及服務器，進行后續處理。

產品具有特點包括：采用新型 TEV 及超聲雙路傳感器；采用無線傳輸；可

直接安裝于開關柜外表面，位置靈活；超聲傳感器采用分離結構，可靈活安裝；

反應迅速；精確度高；傳感器密封性好；實時在線檢測，遠程控制，24 小時無

人值守。

Zigbee 無線接收中繼用于接收站內所有監測終端數據，并將這些數據傳至

后臺服務器。與后臺服務器通訊方式為光纖傳輸或 485 通信，可根據現場情況選

擇。

(三) 服務器

后臺處理程序及人機界面軟件包基于 windows 系統開發，操作簡便，容易

掌握。軟件包括處理程序及人際交互界面。

顯示內容包括：當前監測數據值；歷史監測數據值；歷史監測數據曲線；歷

史報警值開關柜安全狀態評估結果。

軟件界面根據具體變電站檢測規數量及結構而定，可根據用戶要求修改主界

面顯示參數。

應用領域：智能電網開關柜在線監測

技術轉化條件：1000 平米廠房、工作站及相關軟件。

合作方式及條件：根據具體情況面議