1 系统简介
高压电缆局部放电在线监测系统适用于变电站、变电所、开闭所、电厂、牵引变电站等6kV及以上电缆的局部放电的实时监控。高压电缆局部放电在线监测系统集局部放电监测、分析系统、数字式存储示波器、频谱分析仪于一身，可获得局部放电模式和分析信号波形并获得脉冲频谱。
高压电缆局部放电在线监测系统采用最新的物联网架构，分布式采集、计算后直接将结果上传至云端数据库，不再需要集中数据处理设备。上传的数据可以通过任何联网终端随时直接查看列表式或图形化的检测结果，采集与监控不再受到距离限制。对于异常检测到的异常数据，云端将以推送方式直接在授权终端上产生告警。
高压电缆局部放电在线监测系统可以采用符合国网规范的连接协议和其他标准设备组网，成为智慧电网物联体系内的标准传感器节点。也可以采用自有协议实现低成本自建网组网。
高压电缆局部放电在线监测系统适用于6kV及以上电压等级电缆局部放电在线及离线监测，实时显示电缆和接头的局部放电幅值及频次，当局部放电量达到不同的预定义门槛值时发出不同程度的报警，从而及时发现电缆及接头的绝缘缺陷，为评估电缆绝缘水平和老化程度提供判据。高压电缆局部放电在线监测系统能够在电缆击穿、放炮、接地和短路前发出预警，为有目的地电缆检修工作提供依据，减少拆装电缆的劳动量，降低耐压试验对电缆的损伤，避免意外停电事故的发生。
2 原理概述
高压电缆局部放电在线监测系统是一种基于局部放电电流脉冲波形的监测设备，利用高速硬件对放电的电流脉冲信号进行高速宽带采样，通过高速ADC和FPGA获取信号完整的时域波形，能针对不同放电及噪声间的差异而提取多种信号指纹特征，将不同的信号分离出来。在此基础上，运用人工智能识别技术，对数据进行分析判断，消除噪声干扰，从而识别局部放电类型，达到发现电缆绝缘缺陷的目的。
3 系统组成
高压电缆局部放电在线监测系统由系统硬件和系统软件组成。采用模块化的设计方法，通过安装在电缆接头屏蔽层接地线上的高频电流传感器，来耦合电缆本体及接头处的局部放电脉冲电流信号，脉冲电流信号通过同轴电缆传输到信号采集装置，模数转换后直接利用内部软件分析专家对信号数据进行分析处理，提取波形指纹特征量，在监测系统的软件界中动态显示监测结果。
3.1 采集装置
高压电缆局放在线监测装置采用模块化设计方式，由内机箱和外机箱两部分组成。外机箱采用铸铝机箱，防水等级达到IP68。
内机箱主要实现采集模块的安装与固定，实现供电、通讯及数据采集功能。共计包括DC 12V电源接口1个，100M以太网接口1个，电缆局放信号采集通道3个，和同步信号通道1个。其中以太网接口采用RJ45接口，电缆局放采集通道和同步信号采集通道采用BNC接口。
3.2 传感器
HFCT采用订制磁导率的铁氧体开口磁芯，响应平滑，频带宽。外壳采用具有电磁屏蔽作用的合金材料具有防水、绝缘功能。安装及测量时不与一次、二次线接触，不需要拆装任何现场电气设备。
取电CT采用开口钳合式安装方式，铁芯胚体为硅钢片材料，超强取电能力强。IP68防水等级，铁芯面加强防锈处理。
4 性能指标
局部放电采集器 |
名称 | 标准参数值 | 备注 |
产品形态 | PCBA |
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尺寸 | 17*10.5*2.5cm | 不含扩展接口及外壳 |
采样频率 | ≥100MS/s单通道 |
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通信接口类型 | RJ45 |
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局部放电接口数量 | 4路同步检测
A、B、C三相
1路工频信号 |
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局部放电接口类型 | SMA或IPEX1 |
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检测带宽 | 0.1～50MHz |
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最小检测放电量 | 5pC |
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输入阻抗 | 50Ω |
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AD位数 | 14bit |
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信号输入范围 | 2或20Vpp |
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工作电压 | 10-28V DC | 可配220V AC 适配器 |
额定功率 | ＜5W | 休眠时＜1mW |
工作频率 | 25—120Hz |
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同步传感器类型 | 电压型 |
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同步信号灵敏度 | 1mVpp |
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处理器 | 高配：7020双核CPU/1G内存/85kLCs |
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存储 | 8G EMMC和TF卡座 |
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扩展接口 | 4G LTE/RS485 | 接口为可选项 |
工作温度 | -40-70℃ |
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操作系统 | Ubuntu 4.19 | 嵌入式版本 |
数据输出 | 放电量、放电类型、PRPS、频谱、脉冲 |
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支持协议 | UDP/TCP/HTTP/COAP/MQTT/MODBUS | 可扩展 |
局部放电传感器 |
名 称 | 标准参数值 | 备注 |
传感器类型 | 开合式传感器 |
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产品结构 | 屏蔽全灌封 |
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输入带宽 | 0.5-80MHz （-3dB+-10%） |
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安装位置 | 电缆接地线 |
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尺寸 | 内径49mm,外廓约110mm |
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接头类型 | BNC接头 |
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灵敏度 | 15V/A | 10MHz |
交流电源适配器 |
名 称 | 标准参数值 | 备注 |
产品形态 | 铝壳全灌封 |
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产品尺寸 | 含防雷100x65x35 |
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输入电压 | 85-265VAC |
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输出电压 | 12VDC |
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输出电流 | 1A |
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输出纹波 | 70mVpp | 200M带宽测量 |
保护 | 短路、过载、过热 |
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5 现场安装照片
7 软件功能
7.1 软件功能
电缆局放在线监测软件主要用于实时采集及显示现场信号，并对监测信号进行分析诊断，实时监控局放状态，能够及时通报故障，保障设备的安全长期稳定的运行。
主要包括以下功能：
l 首页
通过统计图表、列表、点位图等方式展示整个系统的运行情况
l 实时数据
可根据站点选择配置并显示多信道实时数据观测，数据可录波保存为数据文件以供在数据诊断中进行分析诊断。
l 分析诊断
数据诊断：查看录制的波形或外部导入的波形文件，提供多种图谱数据并且给出智能分析结果。
趋势数据：根据时间查询各时段的在线监测数据，并且可以多通道数据叠加对比。
l 告警信息
（1）设备告警：查询系统的历史设备告警数据。
（2）局放告警：查询系统的历史局放告警数据。
（3）事件信息：查询系统的历史局放事件数据。
l 设备状态
显示设备的通讯状态，采集器状态，最大放电幅值、平均放电幅值、放电次数，最近通讯时间等信息。
l 项目配置
设备信息：设置系统要接入的设备信息。
站点配置：配置整站信息，将监测点与设备关联起来，实现在线监测。
基础参数配置/告警参数配置：设置系统报警、采样间隔、事件触发阀值等信息。
l 权限管理
用户管理：用于管理登录人员的账号密码及其他信息。
角色管理：用于对不同用户分配不同的角色。
l 帮助
公司简介：公司相关介绍。
使用说明：打开系统配套的产品说明书。
版本说明：显示当前版本
7.2 软件性能
l 支持 2000 个监测点同时接入
l 可同时显示至少 4 通道数据
l 浏览器的请求响应小于5秒
l 监测软件需运行与 Linux 系统
l 建议通过Chrome 浏览器打开。
