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摘要：云平台是转向云计算，是业界将要面临的一个重大改变。各种云平台的出现是该转变的最重要环节之一。基于云平台的局部放电监测系统具有低成本、高准确性、操作简单等特性，对于各级供电企业具有实用性，可提升电气设备之可靠性。
关键词：高压电气设备；局部放电监测系统；
一．引言
目前，传统的维护手段是对高压电气设备做定期的预防性试验，在设备停电的情况下进行定期的计划维修和试验。然而，即使依据规范对电气设备进行维护，电气设备的绝缘事故并未曾少过，这就放映出传统的维护手法有其弊端，无法百分百的预防电气绝缘事故的发生。虽然，这些事故率并未偏离正常值太远，但随着电力系统的发展以及对供电安全可靠性的需求增加，已经在实践中显现出定期预防性试验的不科学性和不经济性。
局部放电是指绝缘体中局部区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的这种放电现象，称为局部放电。局部放电对绝缘结构起着一种侵蚀作用，它对绝缘的破坏机理有以下几个方面：①带电粒子（电子、离子等）冲击绝缘，破坏其分子结构，如纤维碎裂，因而绝缘受到损伤；②由于带电离子的撞击作用，使该绝缘出现局部温度升高，从而易引起绝缘的过热，严重时就会出现碳化；③局部放电产生的臭氧（O3）及氮的氧化物 （NO、NO2）会侵蚀绝缘，当遇有水分则产生硝酸，对绝缘的侵蚀更为剧烈；④在局部放电时，油因电解及电极的肖特基辐射效应使油分解，加上油中原来存在些杂质，故易使纸层处凝集着因聚合作用生成的油泥（多在匝绝缘或其他绝缘的油楔处），油泥生成将使绝缘的介质损伤角tgδ激增，散热能力降低，甚至导致热击穿的可能性。局部放电的持续发展会使绝缘的劣化损伤逐步扩大，最终使绝缘正常寿命缩短、短时绝缘强度降低，甚至可能使整个绝缘击穿。
二.国内外研究水平综述
2.1 局放测量发展历史
带电局部放电测量的最大问题为现场的噪声干扰影响测量数据的判读，所以要求测试人员具有丰富的测量经验来加以排除和具有充足的技术背景来加以分析。
因此，带电局部放电测量技术的发展初期为噪声抑制的研究，通过软件（小波方法，有限时域差分方法等）或硬件（超宽带无线电测量，超宽带测量等）等手法，达成噪声抑制的目的。
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2.2 国内外研究现状
诸多研究当中，国内外对于特高电压系统设备的局部放电测量的着墨甚多，但针对于高电压系统的研究就较少。特高电压系统设备多是开放式变电站，或是具有内建式传感器，故在局部放电信号测量部分，重点发展多是通过电磁波信号进行测量分析，并对信号源定位。然而，高电压系统设备多是置放于开关柜中，且大多没有专用的内建式传感器，且系统运行时禁止开柜测量，故前述的测量手法并无法被有效地适用在高电压系统中。
三.理论和实践依据
3.1原理简述
高压电力系统常见的电气环境是安装封闭式开关柜，具有高背景噪声、电气设备复杂等特性，局部放电监测系统的研究采用超高频比流器型式的局部放电传感器，直接安装在柜内的电缆终端上，实现在不开柜的条件下达成局部放电信号提取的需求。
搭配超宽带测量技术，有效抑制背景噪声的影响。使用独特的监控技术，提取局部放电信号的特征值，传送至云端（中控）服务器。藉由云端技术，使得专家得以在远程直接监视设备，实时判读数据，对设备风险提出最实时最可靠的风险评估意见。
3.2研究理论
3.2.1 超高频磁场耦合器
由于高压开关柜的局部放电信号被局限在开关柜内，故其测量组件仅能安装在柜内。常见为测量局部放电的脉冲电流的瞬时磁场耦合器，可放置在柜内的电磁场耦合器，以及测量金属开关柜受到电磁波影响所产生的瞬时电压变化的瞬时外壳电压传感器。
在实践上，瞬时外壳电压传感器常会受到噪声干扰，而无法有效测量局部放电信号，故本研究着重于使用柜内的脉冲电流的瞬时磁场耦合器及电磁场耦合器。常见的瞬时磁场耦合器及电磁场耦合器的带宽多在100 MHz以内，而若要搭配本研究的超宽带测量技术，则其测量频带会略显不足。基此，本研究选择测量频带涵盖特高频带和超高频带的超高频磁场耦合器，藉此来实现超宽测量。
3.2.2 超宽带测量技术
根据特高压系统测量经验，电力系统的噪声多在数MHz以内，故其滤波技术多着重在滤除低频带的噪声。在此情形下，HFCT（带宽约30 MHz）、RFCT（带宽约80 MHz），以及TEV（带宽约 100 MHz）传感器即可得到良好的效果。然而，由现场实际经验观察到，高压的开关柜因为靠近负载，除了电力系统的噪声外，尚含有大量由负载设备所回馈的噪声，其频带多落在数十MHz，部分可高达百MHz。此外，部分噪声干扰信号的波形与局部放电信号相似，大幅增加抗噪声干扰的困难。换言之，在前述传感器的测量频带，局部放电信号与噪声重迭在一起，而且噪声的特征因为负载不同而有很大差异，导致传统的滤波方式不易滤除此类噪声，造成局部放电检测的困扰。
而使用超宽带测量（Ultra-Wide-Band）技术则无此类困扰。藉由加大传感器的测量频带（UHFCT：50 MHz -1.3 GHz；TEM Sensor：150 MHz -1.9 GHz），可以轻易将负载产生的干扰噪声滤除，而不影响局部放电信号的测量。
四.结束语
在计算机技术和现代测试技术深层次结合的基础上研制的局部放电监测系统，为高压设备的局部放电监测提供了一种可靠、简便、实用的方式，实现设备的预防试验向状态检修进行过渡，同时又不增加工作班组现场作业的工作量和作业时间。可以广泛应用于高压设备局部放电的监测现场，可以在国网公司系统的各级供电企业推广。通过本系统的建设与应用，可以帮助运行维护管理人员及时发现电网中高压电气设备存在的局部放电现象，及时采用有效措施，更换有绝缘缺陷的设备原件，保障电力系统安全可靠运行，提高社会经济效益。
论文作者:陈贵亮1,曹元远1,李天伟1,张昌柱2,叶帅2,顾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/12
标签：局部论文; 测量论文; 噪声论文; 频带论文; 耦合器论文; 信号论文; 柜内论文; 《电力设备》2017年第32期论文;