特高频局放传感器

9月29日消息，据上海钢擎市场透露：特高频局放传感器通过耦合电气系统局部放电所产生的特高频电磁波信号来监测变配电站电气设备的运行状态。特高频检测法的基本原理就是通过使用特高频局放传感器来对电力设备中局部放电时产生的特高频电磁波信号（电磁波的频率大概在300MHz到3GHz ）进行检测。

图一：GIS特高频局放传感器（UHF）

由于电力设备的绝缘体绝缘强度很高，因此其具有很高的击穿场强。因此当电力设备的绝缘体发生局部放电时，它的击穿过程是十分迅速的，而且将会产生上升时间小于1ns的脉冲电流，同时能够激发出电磁波，且该电磁波的频率为GHz数量级，这就是特高频（UHF）电磁波。
局放传感器，分为：无线局放传感器、有线局放传感器。其中，无线局放传感器，指的是其与局放监测主机采用无线通信方式（如：LoRa、4G/5G等）。智能无线局放传感器（如：二合一局放传感器、三合一局放传感器、四合一局放传感器等）采用大容量电池供电、且强磁吸附式固定安装，现场安装不断电。
智能局放传感器——以三合一局放传感器为例，三合一局放传感器智能数据采集单元是一款用于高、中、低压电力开关柜。该装置需要配合开关柜局放监测智能传感器（三合一）一起使用，它是集在线特高频、地电波/超声波、数据采集、数据分析于一体的多功能局放检测产品。该装置提供通讯接口可与计算机监控系统连接，支持RS485 接口MODBUS-RTU 通讯协议，通讯波特率9600，开关柜局放监测智能传感器（三合一）采用高性能电池供电、吸附式安装、无线通讯等方式便于现场安装，而且在设计上采用了多种抗干扰措施，能够在电力系统中稳定运行。

图二：三合一局放传感器

智能局放检测传感器，需要准确感知并有效定位柜内组成复杂的器件（设备）——如线缆、断路器、接地开关等的局部放电现象，往往需要三合一局方传感器，或二合一局方传感器。二合一/三合一智能局放传感器也用于变电站、配电房其他输电节点（如：GIS、环网柜等）中。#局放传感器#融入嗅觉、SF6、环境温度/湿度、表面温度、振动、噪音，可以做成：四合一局放传感器、五合一局放传感器、六合一局放传感器、七合一局放传感器、八合一局放传感器、九合一局放传感器、十合一局放传感器。#智能局放传感器#被广泛应用于开关柜、GIS、断路器、变电站、变压器等设备（场所），局放检测系统由局放传感器、局放监测主机、局放监测后台组成（其结构如下图）。局放传感器是感知开关柜、GIS等局部放电现象的前端智能设备（器件），并将所感应到的局放现象上传给局放监测主机，由主机进行信号处理后上传给局放监测平台。#超声波局放传感器#
智能局放传感器产品优势：
1、可在电网设备带电运行情况下进行现场安装和维护，不影响电网设备运行和供电可靠性；
2、支持国网输变电设备物联网传感器数据通信规约、loraWAN等多种无线通信规约，支持Modbus等有线通信规约；
3、多种局部放电监测手段：UHF\AE\TEV\高频电流、嗅觉、SF6、振动、温湿度等；
4、智能三合一局放传感器采用微型化、模块化、高性能，低功耗设计；

图三：超声波/暂态地电压二合一局放传感器

配电房、变电站、开关柜/环网柜、断路器等局放现象是个渐进过程。高低压开关柜、环网柜、GIS、断路器等局部放电是指在高压开关柜内部，由于电气应力过高、雷电波冲击、绝缘介质的缺陷和老化等原因，导致电场强度局部增大，从而产生的放电现象。局部放电会加速绝缘材料的老化，降低其绝缘性能，缩短设备使用寿命；容易导致设备漏电、短路等故障，影响设备的安全可靠运行；伴随局部放电产生的噪声和电磁干扰，还会影响周围设备的运行。#特高频局放传感器#
近年来，上海钢擎局放传感器产品往深度、广度化迈进，一线局放监测传感器有：#局放监测#
A、单一基本监测手段
一、超声波局放传感器（AA/AE，声波频率高于20KHZ)；
二、暂态地电压局放传感器(TEV，电磁波频率在3M~100MHZ之间)；#暂态地电压局放传感器#

图四：GIS局放传感器

三、特高频局放传感器(UHF，电磁波频率在300M~1.5GHZ之间)
B、多种组合技术手段
一、二合一局放传感器
有三种组合，即超声波与暂态地电压合二为一，超声波与特高频合二为一、特高频与暂态地电压合二为一
二、三合一局放传感器，即超声波、特高频、暂态地电压三者合一
三、多合一局放传感器 上述三种基本监测手段，加上融入环境温度、器件/线缆表面温度、嗅觉/SF6/传感/湿度、振动、噪音等检测，可以做成四合一局放传感器、五合一局放检测传感器、......直至十合一局放传感器。

图五：高频电流脉冲局放传感器（右）及振动传感器（左）

以上是局放传感器、超声波/暂态地电压/特高频局放传感器、局放监测传感器、局放检测系统等信息内容，详情请与上海钢擎产品部接洽。