一、什么是局放在线监测系统

局放在线监测系统,是在不中断设备运行(不停电)的前提下,通过在电力设备上安装各类局部放电传感器,实时采集放电信号,并由监测主机与分析平台完成数据处理、故障诊断与预警的一套完整系统。

与传统的定期停电预防性试验不同,在线监测让设备绝缘状态实现了 24 小时连续感知,能够在绝缘缺陷发展的早期阶段发出预警,把「被动检修」变为「主动预防」。

GIS局部放电在线监测系统介绍图
GIS局部放电在线监测系统介绍图

二、为什么需要局放在线监测

1、风险驱动:局部放电是绝缘故障的早期信号

局部放电是设备内部绝缘缺陷(气隙、毛刺、受潮、老化等)在电场作用下产生的放电现象,它本身能量不大,却是绝缘劣化的先兆。若不及时发现,可能逐步发展为绝缘击穿,造成设备损坏甚至大面积停电。对开关柜、GIS、变压器、电缆等关键设备而言,局放监测相当于给设备装上「体检仪」。

2、政策驱动:状态监测覆盖率持续提升

据行业公开资料,近年来电力设备状态感知能力建设持续推进,变电站、开关柜等设备的在线监测覆盖率要求逐年提高;配电网建设改造相关行动计划也明确提出提升开关柜等设备的状态监测覆盖率。对电力运维单位和设备采购方而言,配置局放在线监测系统已成为提升设备可靠性与合规性的重要手段。

高压开关柜发生局部放电现象
高压开关柜发生局部放电现象

三、主流局放检测方法

技术方法检测物理量适用设备主要优势主要局限
脉冲电流法
(IEC 60270)
放电产生的脉冲电流,以视在电荷(pC)定量变压器、电机、电缆、开关柜、环网柜等唯一具备定量标准的经典方法,灵敏度高现场电磁干扰敏感,需耦合与抗干扰设计
UHF
特高频
局放激发的 300MHz–1500MHz 高频电磁波GIS、变压器等充气 / 充油设备灵敏度高、抗干扰强、可定位对传感器安装要求较高,成本偏高
TEV
暂态地电压
金属外壳上的瞬态地电压(3–100MHz)开关柜、环网柜等金属封闭设备安装简单、无需停电、适合大规模普测对柜体深处缺陷灵敏度偏低
AE
超声波
放电产生的声学信号开关柜、变压器、GIS 等抗电磁干扰强、可辅助定位对非接触传播的缺陷灵敏度有限
HFCT
高频电流
接地线 / 屏蔽回路中的高频脉冲电流电缆终端、电缆接头、变压器接地系统灵敏度高、适合长期在线监测对安装位置敏感,易受接地系统干扰

当前主流的局放检测方法主要有五种,检测的物理量与适用场景各不相同:

实际项目中常将多种技术融合使用(如「TEV + 超声波 + 温湿度」多合一传感器),实现多参量综合监测,提高诊断准确性。其中脉冲电流法(IEC 60270)是唯一具备视在电荷定量标准(pC)的经典方法,其在线监测实现即为 HFCT 高频电流法;该法同样适用于开关柜、环网柜等金属封闭设备场景。

工程师在GIS安装珠海华网科技的UHF局放监测传感器
工程师在GIS安装珠海华网科技的UHF局放监测传感器

四、一套完整系统的组成

一套局放在线监测系统通常由四层构成:

  • 传感器层:各类局放传感器(特高频、超声波、暂态地电压、高频电流等),负责现场信号采集。
  • 采集层:监测主机 / 采集器,完成信号滤波、放大与初步分析。
  • 传输层:物联网集中器 / 智能网关,支持 LoRa、RS485、以太网等多种通讯方式,将数据回传。
  • 平台层:数据监控与分析平台,实现实时显示、趋势分析、智能诊断与声光 / 短信 / APP 多端预警。
开关柜局放在线监测系统得系统拓扑图
开关柜局放在线监测系统得系统拓扑图

五、按场景如何选型

应用场景推荐技术说明
GIS 设备特高频(UHF)为主UHF 对 GIS 内部放电灵敏度高,支持定位
开关柜 / 环网柜TEV + 超声波(多合一)吸附式安装、无需停电,适合大批量部署
变压器特高频 / 高频电流结合油色谱等手段综合判断绝缘状态
电缆 / 电缆接头高频电流(HFCT)卡装于接地线,灵敏度高、适合长期监测
工程师正在对开开关柜吸附式安装珠海华网科技三合一局放传感器
工程师正在对开开关柜吸附式安装珠海华网科技三合一局放传感器

六、部署实施要点

  • 传感器安装位置:根据设备结构与放电信号传播路径选择吸附、卡装或内嵌安装,确保信号耦合良好。
  • 通讯组网:结合现场条件选择有线(RS485 / 以太网)或无线(LoRa)方式,保证数据稳定回传。
  • 阈值与误报控制:上线初期结合历史数据与现场环境设定告警阈值,通过算法滤除环境干扰,降低误报。
  • 后期运维:定期核对传感器状态与数据质量,结合带电检测做复核验证。

七、常见问题

1、局放在线监测与带电检测有什么区别

带电检测是周期性巡检(如手持局放检测仪定期测试),在线监测则是 24 小时连续监测。两者互补:在线监测发现异常后,可用带电检测设备进行复核定位。

2、在线监测系统能否完全替代预防性试验

不能完全替代。在线监测侧重连续状态感知,预防性试验侧重定期全面检验,两者结合才是完整的设备状态管理。

3、部署一套系统大约需要多久

常规开关柜 / 环网柜项目一般可在数周内完成安装调试;具体周期取决于设备数量、通讯方案与现场条件,建议与厂家沟通确定。

八、关于华网科技

珠海华网科技有限责任公司成立于 2010 年,是集研发、生产、销售与服务于一体的国家级高新技术企业,长期专注于电力设备状态评价、局部放电检测与在线监测领域,拥有局部放电相关专利 52 项,其中发明专利 26 项、已授权发明专利 21 项。产品覆盖局放在线监测系统、局放传感器(特高频、超声波、暂态地电压、高频电流及多合一)、局放检测仪器及智能电网在线监测解决方案,已广泛应用于变电站、开关柜、环网柜、电缆等场景。

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