一、系统概述

局部放电检测一直是电缆绝缘（特别是塑料电缆）非破坏性电气检验的主要项目，越来越被看作是一种最有效的绝缘诊断方法，目的是观察和研究局部放电引起的绝缘老化问题。

电缆发生局部放电时，引起局部放电的空穴形成实阻抗。其产生的脉冲基本上是单极性脉冲，上升时间很短，并且脉冲宽度也很窄。脉冲在电缆中传播时的呈现衰减和散射特性，当到达测量点时，脉宽增加幅值减小。

电缆运行末期(投运25年之后)，受电缆本体绝缘的树枝老化，电-热老化及附件老化的影响，电力电缆的故障率大幅上升。国内外运行经验和研究成果表明：XLPE电力电缆性能早期劣化或使用寿命很大程度上取决于其绝缘介质的树枝状老化，而局部放电测量是定量分析树枝状劣化程度的有效方法之一。例：在树枝引发初期，电缆的局部放电量约0.1pC；当树枝发展到介质击穿的临界状态时，其局部放电量可达到1000pC。

本系统通过安装在中低压电缆终端接头和中间接头上的高灵敏度智能局放传感器，通过无线方式数据传输，实现对电缆局放的分区段或定点的实时监测，数据汇聚到无线数据集中器，再通过移动网络传输给监测服务器，服务器端软件可展示各个监测终端所采集到的局放图谱，通过设置监测阀值，环境量等，当所检测到的局放数据超越阀值时，系统自动预警，提示某处电缆存在局放可能性，采取相关措施，如派驻工作人员到实地进行故障确认试验，一旦确认故障，及时采取相关手段，防止险情扩大。

系统示意图如下：

图1电力电缆绝缘状态在线监测系统示意图

如图1所示，高压电缆绝缘在线监测及定位系统主要由综合智能局部放电传感器（以下简称智能传感器）、无线数据集中器和服务器端分析软件构成，智能传感器通过检测电缆内部的绝缘薄弱或接触不良等缺陷在高电磁场强度下被激发出的超声波和暂态地电压（TEV）信号来实现隐患的预警。该设备采用多频互鉴、差动降噪和高速并行数据处理等技术，结合接触式测温，能够实时准确检测电缆在运行中存在的缺陷，并给出报警信息。传感器内嵌多种无线通信接口，可以方便的接入泛在物联网信息传输层。传感器整个处理模块灌封在密封盒内，防护等级达到IP68，保证在高湿、浸水等恶劣环境中均可准确检测。

局部放电分析软件主机通过4G通信可集中控制各局部放电采集单元，调整采集单元的放大倍数和滤波频段，同时接收各局部放电采集单元返回的局部放电波形，并实时显示和存储，根据各局部放电采集单元测量到局部放电的放电量、极性及时间差，可精确定位局部放电，根据局部放电的波形统计特征，与专家库中相应的参量进行比较，得出局部放电故障判别，进一步判断判别局部放电的危害程度。

二、系统遵循但不限于以下标准

GB/T3048.12-2007电线电缆电性能试验方法第12部分：局部放电试验；

GB/T7354局部放电测量；

DL417电力设备局部放电试验现场测量导则；

Q/GDW11400—2015电力设备高频局部放电带电检测技术现场应用导则

Q/GDW1168—2013输变电设备状态检修试验规程

Q/GDW11304.5—2015电力设备带电检测仪器技术规范

Q/GDW168输变电设备状态检修试验规程；

GB/T50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准；

DL/T596电力设备预防性试验规程；

三、功能特点

3.1 分布式布局，扩展性强

监测终端网络化布局，整套系统支持不少于500个终端，在原有布局基础上加入或者撤掉终端时，系统无需额外设置，自动进行识别和配置。

3.2 实时监测

系统记录各监测节点的实时数据，监测周期可以在10秒-1小时内灵活设置。

3.3 高灵敏度

最小可检测50PC的放电信号。

3.4 及时预警

当某节点监测到异常局放量时，将快速反馈给监测服务器，服务器软件记录必要信息，发出警报给用户。

3.5 抗冲击

可承受600KV的闪络冲击，终端设备不损坏、数据不丢失。

3.6 抗干扰

具备时域、频域信号分析技术，可有效分离干扰信号和局放信号，可有效避免仪器电源端的干扰。

3.7 边缘化计算

符合当前物联网终端设计理念，计算边缘化，数据就地处理，异地分析判断，数据再现回溯机制。

3.8 灵活取用和巡检

检测单元也适合线路巡检场合，此时带上装有局放分析软件的电脑配合终端使用即可。

3.9 传输稳定

借助强大的光纤网络或4G网络，检测终端数据直接传送至上位机或者云服务器，传输性能可靠，网络延时小。

四、系统构成

1.智能传感器

配有TEV、超声和接触式温度传感器，同时检测安装点附近的绝缘薄弱、接触不良和温度异常，信息交叉互证，为判断运行状态提供多维度数据支撑。

采用先进能量管理方法，结合微功耗信息处理技术，使设备的平均检测功耗一直处于极低的状态，整个寿命期不需要更换电池。

2.无线数据集中器

数据集中器与智能传感器配合，利用本地无线组网技术接收传感器发送的电缆运行状态信息；再通过4G网络以NB-iot的方式向监控主站转发检测信息。

数据集中器技术参数

  环境温度：-40℃～+70℃；

  静态电流：50μA；

 动态功耗：采用定时汇报和告警汇报相结合，整机平均功耗小于150uA；

 后备电源：采用超级电容和高能锂电池作为后备电源，后备电池可以支持数据采集器工作6年/每天汇报一次；

 传感器最多配置数量：≤9个；

 后备电池使用寿命：6年；

 装卸方式：地埋式或壁挂式；

 本地通信方式：zigbee/LORA通信；

 远方通信方式：NB-iot；

五、整机技术参数

适用范围:

可以在不停电的状态下对设备进行带电检测，适用于电力电缆设备的局部放电和温度的在线分布式检测。

环境条件:

环境温度-25℃～60℃；

相对湿度≤90%；

供电方式:

电池供电；

传感器技术参数：

超声波中心频率：40KHz；

检测灵敏度：不高于-5dBuV；

暂态地电波检测范围：0-60dBmV；

温度检测灵敏度：±1〫C

下行信号传输方式：LoRa/Zigbee无线通信可选；

上行信号传输方式：4G/光纤/网口/485可选

图谱显示:

    多种图谱显示方式：二维PPRS显示、三维PRPD显示、正弦显示、飞行窗、直线窗等；