产品概述

本装置是我公司研发的立体、监测高压开关柜的产品，可以同时代替智能操控装置，同时监测电缆接触面温度、故障电弧光信号、电缆绝缘程度、电能质量、烟感、局放。抛弃传统监测单一特征量的局限性和不性，又兼顾了监测的必要性。

开关柜温升监测的必要性

高压开关柜中，母线接头触点开关、刀闸开关、等重要设备接头处由于接触电阻和长期老化的双重作用 下，容易导致接触电阻进一步加大导致发热、温升严重。如不及时发现易导致设备烧毁故障。影响供电的安全可靠性。

高压封闭式开关柜运行中不允许打开测量温度。传统的红外手持测温无法做到24小时的实时监测与报警。解决问题的关键是实现温度的在线监测与预警。及时排除供电隐患。杜绝事故的发生。

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》国家电网生技［2005］400号文件中明确指出：预防开关设备载 流回路过热定期用测温设备检查开关设备的接头部、隔离开关的导电部分（重点部位：触头、出线座等），特别 是在重负荷或高温期间，加强对运行设备温升的监视，发现问题应及时采取措施。

在线温度监测对供电的安全性和可靠性不可缺少，但是单纯的温度监测无法做到的保护和发生事故的及 时自处理。我公司创造性的电弧光技术引入本系统。达到监测温度和弧光的双重作用，可以实现故障点的摘除。将故障控制在小的范围。

弧光监测的必要性

在我国，中、低压母线短路故障中，重点设备和人员伤害主要由电弧光引起，然而，我国的大多数中低压母 线没有设置快速母线保护，而只是采用了简单的消弧装置和变压器后备保护。这些保护智能化较低，动作速度 慢，往往会延长故障切除时间，从而进一步扩大设备损坏程度，甚至会引起"火烧连营"的恶性事故，冲击变压 器一次运行，影响整个电网的安全运行。

电缆头防爆装置的弧光保护单元是我公司根据国内实际情况，吸收国外电弧光保护的特点，结合行业检测及保护配 置相关规程，硏发出具有创新技术、具有广泛实用性、高可靠性的电弧光保护系统。采用弧光检测和过电 流检测双判据原理，具有保护动作速度快、可靠性高等特点。

开关柜内的发生短路弧光的功率可高达100MW,电弧燃 烧所产生的能量与电弧的燃烧时间及短路电流变化值呈指数 倍増长（如下图所示），燃烧产生的高温、高压将会逐步摧 毁元器件、铜排以及成列的开关柜，高明亮的弧光和有毒气 体对人体也有巨大的伤害。

要保证设备不受结构性损伤，必须尽量缩短切除时间。

电缆绝缘介质监测的必要性

电缆绝缘介质在线监测是一种在电力设备运行状态下，利用系统运行电压进行的电力设备特性参量的测量。 测量可以是连续的，也可以是间断的。在线监测是一种非破坏性测量，由于测量是在设备运行过程中进行的，大大提高了试验的真实性与有效性，有助于及时发现电力设备潜在的缺陷和故障。

而对于高压电力电缆绝缘的在线监测，目前的方法有很多种，但是各种监测方法均有不足之处，每种都很难 表征电缆的绝缘状况。

我司研发电缆绝缘监测模块，是针对中性点不接地高压系统，以监测泄露电流、介质损耗角正切、等值电容 等绝缘指标为基础的技术手段，综合多种监测技术的优点，有效地消除了谐波、传感器零漂等带来的测量误差，提高了测量的精度和稳定性。硬件上采用高精度微电流传感器检测高压电力电缆的泄露电流，从电压互感器二次 侧抽取电压信号，采用整形滤波放大技术进行信号处理；软件上综合采用了绝对值测量和相对值比较两种技术，有效地解决了现场干扰环境下介质损耗及阻性电流的精确测量问题，具备较高的测量精度和较强的抗干扰性能。

局放的必要性

 高压开关柜发生局部放电时，将会产生纳秒级陡度的电流脉冲。激发出频带很宽的电磁波。特高频检测传感器（即UHF传感器、TEV传感器及HFCT传感器）检测其中的高频电磁波频带在（300MHz-2000MHz），这个频段可以有效的避开开关柜的电晕干扰、工频干扰等可靠性高、抗干扰能力强。对各种局部放电类型均比较敏感，灵敏度可到几个PC。

   UHF传感器、TEV传感器及HFCT传感器采用非接触式监测，不影响设备的正常运行、安全可靠。我司研发的UHF传感器采用一体式设计即接收、采集、计算与一体，避免高频信号传输的损耗。局放采集装置采用窄带滤波技术 、模糊算法、快速傅里叶变换、周期分组、类数据库匹配等算法可以排除现场各种干扰。

烟感的必要性

 主要监测二次仪表室内烟雾报警。

电能质量监测

本装置主要用于测量分析公用电网供到用户端的交流电能质量，其测量分析：频率偏差、电压偏差、电压波动和闪变、三相电压允许不平衡度、电网谐波。

该装置可通过国家级检测中心IV级电磁抗干扰型式试验。同时通讯协议可通过国家级通信及规约检验，装置与整个监控系统兼容。

控制器设计参照以下标准：

国家标准《弧光保护装置技术要求》GB/T 14598.302-2016

能源行业标准 《弧光保护装置选用导则》NB/T 42076-2016

电力行业标准 《弧光保护装置通用技术条件》DL/T1504-2016

能源行业标准 《无线测温装置技术要求》NB/T 42086-2016

继电保护标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92

适用范围

本装置适用于3KV－66KV各种电压等级，对电力系统常见故障实时监测处理分析。可广泛用于电力系统的变电站、发电厂、水电站及化工、采油、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统。

工作原理

本装置由电源模块，模拟信号采集模块，数字信号输入模块，继电器信号输出模块，开关量采集模块，主处理器模块，协处理器模块，通信模块，SD卡存储模块等部分组成，如图：

控制器采集系统电压电流信号、外部反馈信号以及其他装置的反馈信号，实时监测电力系统以及装置本身的运行状况，并且实时显示到用户界面上。当系统发生各类故障时，快速分析故障发生的类型及属性，再根据判定结果做出相应的处理。

功能及特点

1） 立体式监测

装置采用电能质量、电弧光、温度、电缆绝缘、局放、烟感、操控等功能立体式监测，将多种传感器信号横向比较，监测的准确性。

2） "多判据"组合式跳闸保护

装置具有灵活的组合式跳闸保护功能，可实现单判据、双判据、多判据。

单判据：弧光单判据跳闸保护功能；

双判据：弧光+温度双判据跳闸保护功能；

多判据：弧光+温度+电流+绝缘多判据跳闸保护功能。

3） 信号告警保护

装置监测到电能质量、电弧光、温度、电缆绝缘、局放、烟雾报警任意异常信号，快速发出告警信号，并上传至后台系统，便于现 场人员及时定位故障点，迅速排查故障。

4） 全数字可视化界面

装置采用全数字化设计，配置灵活，动作精度高，而且排除了由于旋钮或其他机械设计导致的误差隐患。

5） 友好的人机交互

工业级LCD屏显示，友好的人机交互界面，全中文菜单，全触摸屏。

6） 传感器自取电技术

装置的温度传感器采用免维护自取电技术，不需要频繁电池，降低维护成本，提高使用寿命。

7） 故障信息记录、存储

装置记录、存储故障信号，存储量200条。

技术环境参数