1、概述

本裝置是我公司最新研發的立體、全方位監測高壓開關柜的產品，可以同時代替智能操控裝置，同時監測電纜接觸面溫度、故障電弧光信號、電纜絕緣程度、電能質量、煙感、局放。拋棄傳統監測單一特征量的局限性和不全面性，又兼顧了監測的必要性。

1.1、開關柜溫升監測的必要性

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

高壓封閉式開關柜運行中不允許打開測量溫度。傳統的紅外手持測溫無法做到24小時的實時監測與報警。解決問題的關鍵是實現溫度的在線監測與預警。及時排除供電隱患，杜絕事故的發生。

《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》國家電網生技［2005］400號文件中明確指出：預防開關設備載流回路過熱定期用測溫設備檢查開關設備的接頭部、隔離開關的導電部分（重點部位：觸頭、出線座等），特別是在重負荷或高溫期間，加強對運行設備溫升的監視，發現問題應及時采取措施。

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

1.2、弧光監測的必要性

在我國中低壓母線短路故障中，重點設備和人員傷害主要由電弧光引起，然而我國的大多數中低壓母線沒有設置快速母線保護，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，從而進一步擴大設備損壞程度，甚至會引起"火燒連營"的惡性事故，沖擊變壓器一次運行，影響整個電網的安全運行。

電纜頭防爆裝置的弧光保護單元是我公司根據國內實際情況，吸收國外電弧光保護的特點，結合行業檢測及保護配置相關規程，自主硏發出具有獨特創新技術、具有廣泛實用性、高可靠性的新型電弧光保護系統。采用弧光檢測和過電流檢測雙判據原理，具有保護動作速度快、可靠性高等特點。

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

要保證設備不受結構性損傷，必須盡量縮短切除時間。

1.3、電纜絕緣介質監測的必要性

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

而對于高壓電力電纜絕緣的在線監測，目前的方法有很多種，但是各種監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。

我司研發電纜絕緣監測模塊，是針對中性點不接地高壓系統，以監測泄露電流、介質損耗角正切、等值電容等絕緣指標為基礎的技術手段，綜合多種監測技術的優點，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抽取電壓信號，采用整形濾波放大技術進行信號處理；軟件上綜合采用了絕對值測量和相對值比較兩種技術，有效地解決了現場干擾環境下介質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

 高壓開關柜發生局部放電時，將會產生納秒級陡度的電流脈沖。激發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測，不影響設備的正常運行、安全可靠。我司研發的UHF傳感器采用一體式設計即接收、采集、計算與一體，避免高頻信號傳輸的損耗。局放采集裝置采用窄帶濾波技術 、模糊算法、快速傅里葉變換、周期分組、類數據庫匹配等算法可以排除現場各種干擾。

1.5、煙感的必要性

主要監測二次儀表室內煙霧報警。

1.6、電能質量監測

本裝置主要用于測量分析公用電網供到用戶端的交流電能質量，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。同時通訊協議可通過國家級通信及規約檢驗，確保裝置與整個監控系統兼容。

控制器設計參照以下標準：

國家標準	《弧光保護裝置技術要求》	GB/T 14598.302-2016
能源行業標準	《弧光保護裝置選用導則》	NB/T 42076-2016
電力行業標準	《弧光保護裝置通用技術條件》	DL/T1504-2016
能源行業標準	《無線測溫裝置技術要求》	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計規范》	GB50062-92

2、適用范圍

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

3、工作原理

本裝置由電源模塊，模擬信號采集模塊，數字信號輸入模塊，繼電器信號輸出模塊，開關量采集模塊，主處理器模塊，協處理器模塊，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，實時監測電力系統以及裝置本身的運行狀況，并且實時顯示到用戶界面上。當系統發生各類故障時，快速分析故障發生的類型及屬性，再根據判定結果做出相應的處理。

4、選型說明

5、面板指示說明

6、功能及特點

1）立體式全方位監測

裝置采用電能質量、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測，將多種傳感器信號橫向比較，確保監測的準確性。

2）"多判據"蛆合式跳閘保護

裝置具有靈活的組合式跳閘保護功能，可實現單判據、雙判據、多判據。

單判據：弧光單判據跳閘保護功能；

雙判據：弧光+溫度雙判據跳閘保護功能；

多判據：弧光+溫度+電流+絕緣多判據跳閘保護功能。

3）全方位信號告警保護

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

4）全數字可視化界面

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

5）友好的人機交互

工業級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

裝置的溫度傳感器采用免維護自取電技術，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。

7、技術環境參數

8、接口定義及開孔尺寸 

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）

9、傳感器介紹

9.1測溫傳感器介紹

9.2絕緣監測微電流傳感器介紹

9.3弧光探頭傳感器介紹

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計，安裝在開關柜內，壁掛式、磁吸式、固定式安裝,根據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。（用戶可根據監測需要選擇傳感器）

傳感器下圖所示。

（TEV復合型傳感器）

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

               2.檢測密閉設備內部的超聲波信號