安科瑞劉鴻鵬

摘要

在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中，供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到生產(chǎn)運行的連續(xù)性與設(shè)備壽命。隨著金屬封閉中壓開關(guān)設(shè)備的大量應(yīng)用，局部放電（PartialDischarge,簡稱PD）現(xiàn)象逐漸成為影響設(shè)備絕緣性能和系統(tǒng)安全運行的主要風(fēng)險之一。局部放電的存在雖不會立即導(dǎo)致設(shè)備擊穿，但若長時間未被發(fā)現(xiàn)，極可能引發(fā)絕緣劣化、設(shè)備損毀乃至電力中斷事故。因此，局放監(jiān)測裝置作為一種先進(jìn)的電氣預(yù)警設(shè)備，正在越來越多地被應(yīng)用于企業(yè)配電系統(tǒng)中。本文將以安科瑞電氣的APD系列局放監(jiān)測裝置為例，探討其在企業(yè)配電系統(tǒng)中的具體應(yīng)用與重要價值。

1. 局部放電監(jiān)測的必要性

局部放電是指電氣設(shè)備內(nèi)部由于氣泡、尖刺、雜質(zhì)等缺陷，在高電場作用下產(chǎn)生的非貫穿性放電。雖然每次放電能量微小，但若長期存在，會對設(shè)備絕緣造成不可逆的損傷，從而誘發(fā)絕緣擊穿。局放現(xiàn)象是設(shè)備絕緣老化、退化的重要標(biāo)志，也是設(shè)備潛在故障的重要信號。因此，在企業(yè)配電系統(tǒng)中部署實時在線的局放監(jiān)測手段，是提升電力系統(tǒng)安全性、延長設(shè)備使用壽命、減少突發(fā)事故的重要技術(shù)保障。

2. 局放的危害

局部放電（PartialDischarge,簡稱PD）雖是一種局部、非貫穿性放電現(xiàn)象，但其長期存在對電氣設(shè)備和系統(tǒng)的危害非常嚴(yán)重，主要包括以下幾個方面：

2.1絕緣老化與劣化

局放會導(dǎo)致電場局部增強(qiáng)，釋放高能粒子、紫外線、臭氧等，使設(shè)備絕緣材料發(fā)生化學(xué)、熱和機(jī)械破壞，時間一久會造成絕緣性能顯著下降，縮短設(shè)備壽命。

2.2引發(fā)設(shè)備擊穿故障

雖然單次局放能量較小，但在長期積累和重復(fù)沖擊下，會在絕緣內(nèi)部形成電樹枝、碳化通道，最終可能導(dǎo)致絕緣穿透，發(fā)生短路、擊穿甚至電弧爆炸事故。

2.3影響系統(tǒng)穩(wěn)定性

局放信號具有一定的電磁干擾（EMI）特性，可能影響其他保護(hù)裝置或通訊系統(tǒng)的正常工作，造成誤動作或信息丟失，干擾電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.4增加運行維護(hù)成本

如果未能及時發(fā)現(xiàn)和處理局放問題，一旦發(fā)展成故障，不僅維修成本高昂，還可能造成設(shè)備停電甚至整條生產(chǎn)線中斷，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2.5存在火災(zāi)和人身安全風(fēng)險

局部放電釋放的高能粒子和熱量，在某些環(huán)境下可能點燃絕緣材料或可燃?xì)怏w，引發(fā)設(shè)備起火。此外，局放引發(fā)的設(shè)備擊穿事故也會對運維人員造成觸電或爆炸傷害。

2.6干擾檢測與信號采集

局放產(chǎn)生的高頻信號可能干擾企業(yè)其他自動化設(shè)備的信號采集與數(shù)據(jù)通信，造成誤報、漏報，降低智能化運維系統(tǒng)的可靠性。

局部放電雖然看似“細(xì)小”，但其“潛伏性強(qiáng)、積累性高、破壞性大”，是高壓電氣設(shè)備中最危險的隱患之一。因此，對其進(jìn)行在線、實時、精準(zhǔn)的監(jiān)測與預(yù)警是保障設(shè)備安全、提升電力系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵手段。

3. APD系列局放裝置

現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中，金屬封閉開關(guān)設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，因此開關(guān)柜運行的是否穩(wěn)定可靠是重中之重。中壓電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)部如氣泡間隙、雜質(zhì)、尖刺等缺陷，在強(qiáng)電場作用下使得開關(guān)柜絕緣內(nèi)部的電場分布不均勻，在缺陷部位的電場強(qiáng)度會增大，從而容易導(dǎo)致該部位發(fā)生未貫穿整個絕緣的放電，即局部放電。局部放電一般不會引起開關(guān)柜內(nèi)部絕緣的穿透性擊穿，但是卻會導(dǎo)致絕緣介質(zhì)的局部損壞。若其長期存在，則會在一定條件下造成絕緣裝置電氣強(qiáng)度的破壞，最終造成開關(guān)柜內(nèi)部絕緣擊穿。對于電氣設(shè)備而言，電氣設(shè)備發(fā)生局部放電現(xiàn)象是導(dǎo)致其絕緣老化或劣化甚至損壞從而引發(fā)設(shè)備損毀及電力系統(tǒng)事故的重要原因之一，同時也是設(shè)備絕緣完整性退化的標(biāo)志。因此對電氣設(shè)備的局部放電進(jìn)行監(jiān)檢測是評估設(shè)備絕緣狀況的重要手段，也是發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏性故障實現(xiàn)故障預(yù)警，避免故障發(fā)生的有效措施之一。

APD 系列中壓開關(guān)柜局部放電監(jiān)測裝置通過通過特高頻傳感器(UHF)、地電波傳感器(TEV)和超聲波傳感器(AE)監(jiān)測檢測電氣設(shè)備運行時的局部放電信號，從而判斷高壓電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在絕緣隱患，提前預(yù)警，保障電力系統(tǒng)安全可靠運行。

APD系列裝置包含APD100、APD300L和APD300W三種型號，分別適用于不同的應(yīng)用場景和監(jiān)測需求。該系列產(chǎn)品綜合運用特高頻（UHF）傳感器、地電波（TEV）傳感器以及超聲波（AE）傳感器，可全面捕捉開關(guān)柜內(nèi)部的各類局部放電信號，準(zhǔn)確識別放電類型、幅度及頻次，從而判斷設(shè)備是否存在潛在絕緣隱患。

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3.1 型號說明

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3.2 技術(shù)參數(shù)

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3.3 設(shè)備規(guī)格與安裝

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APD100采用導(dǎo)軌式安裝方式，適合安裝于開關(guān)柜的二次儀表室，傳感器通過磁吸方式附著于電纜室壁面，支持RS485和LoRa無線通信，便于與后臺系統(tǒng)聯(lián)動，具備報警輸出功能，可在檢測到持續(xù)異常放電信號后自動觸發(fā)告警。

APD300L為三合一有線局放傳感器，集成AE、TEV與UHF三種信號的采集功能，安裝便捷，通過強(qiáng)磁吸附方式固定在開關(guān)柜電纜室內(nèi)部，實時上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)。

APD300W則為無線版三合一局放傳感器，具備內(nèi)置鋰電池與LoRa無線通信能力，無需高壓停電即可安裝在開關(guān)柜外部門板上，適用于已投運設(shè)備的在線擴(kuò)展與遠(yuǎn)程監(jiān)控需求。

3.4 應(yīng)用優(yōu)勢

在企業(yè)實際配電系統(tǒng)中，APD系列裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對中壓開關(guān)柜運行狀態(tài)的在線不間斷監(jiān)測，及時識別初期絕緣缺陷并輸出預(yù)警信號。相比傳統(tǒng)定期巡檢或離線檢測方式，具備以下優(yōu)勢：

實時性強(qiáng)：采樣周期可低至1秒，實時反饋設(shè)備運行狀態(tài)；

安裝便捷：部分型號支持磁吸安裝和無線通信，無需改造電纜或中斷供電；

監(jiān)測全面：集成多種信號傳感技術(shù)，適配不同放電形式；

智能聯(lián)動：支持RS485與LoRa通信協(xié)議，便于納入智能運維平臺或SCADA系統(tǒng)中。

通過應(yīng)用APD局放監(jiān)測裝置，企業(yè)可有效降低設(shè)備故障率、提升電氣安全管理水平，并實現(xiàn)以“狀態(tài)”替代“周期”的現(xiàn)代化設(shè)備運維模式。

3.5 認(rèn)證資質(zhì)

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結(jié)語

局部放電是影響企業(yè)配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵隱患之一。安科瑞APD系列局放監(jiān)測裝置提供了一種精準(zhǔn)、高效、可靠的監(jiān)測手段，使得隱性絕緣缺陷能夠被及時識別和處置。其在企業(yè)配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，標(biāo)志著電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與運維管理正邁向數(shù)字化、智能化的新階段。