安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著(zhù)工廠(chǎng)用電規模的擴大與設備智能化水平的提升，電氣設備故障的隱蔽性和危害性也在不斷加大。局部放電（PartialDischarge，簡(jiǎn)稱(chēng)PD）作為電氣設備絕緣退化的重要前兆，其監測與預警對保障工廠(chǎng)工業(yè)配電系統的安全運行具有重要意義。本文基于安科瑞APD系列特高頻局放監測裝置，分析了其在工廠(chǎng)配電系統中的應用優(yōu)勢與實(shí)踐意義，提出了系統化的局放監測部署思路。

1. 引言

現代工廠(chǎng)配電系統廣泛采用高壓開(kāi)關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜、變壓器等電氣設備，由于內部絕緣空間狹小、結構復雜，絕緣老化或制造缺陷容易引發(fā)局部放電現象。局放雖初期能量較小，但存在將導致絕緣劣化、設備擊穿乃至引發(fā)電氣火災和大規模停電事故。因此，針對配電系統中的高壓設備，實(shí)施局部放電在線(xiàn)監測，已成為工廠(chǎng)電氣安全管理的重要手段。 

安科瑞APD系列特高頻局放監測裝置，通過(guò)檢測局放伴隨產(chǎn)生的特高頻電磁波，實(shí)時(shí)采集并上傳放電信號，實(shí)現對設備絕緣狀態(tài)的持續監測和故障預警。

 2.特高頻局放的危害

特高頻局放本身是一種高頻率、低能量的微小電氣放電現象，發(fā)生在電氣設備的絕緣缺陷處。雖然局放初期能量不大，但長(cháng)時(shí)存在或發(fā)展惡化，會(huì )對設備和系統造成嚴重危害，主要包括：

2.1 絕緣劣化加速

局放會(huì )在絕緣材料內部或表面持續釋放能量；

電暈、氣隙放電、自由金屬粒子放電等都會(huì )引起局部高溫、化學(xué)分解、碳化現象；

長(cháng)時(shí)局放導致絕緣材料老化、開(kāi)裂、擊穿，降低電氣設備的絕緣性能。

2.2 引發(fā)設備擊穿、燒毀

當局放累積到一定程度，會(huì )突破絕緣強度，導致穿透性電弧放電；

直接引發(fā)高壓開(kāi)關(guān)柜、變壓器、母線(xiàn)槽等設備內部擊穿、短路甚至爆炸事故。

2.3 誘發(fā)電氣火災

局部放電產(chǎn)生的高溫、電弧和游離氣體（如臭氧、氮氧化物等）容易引燃周?chē)�易燃物�?/span>

是高壓配電設備、母線(xiàn)槽、動(dòng)力配電柜中常見(jiàn)的電氣火災隱患來(lái)源。

2.4 干擾通信和控制系統

特高頻局放會(huì )輻射電磁波（頻率通常在300MHz~1.5GHz），

容易干擾附近無(wú)線(xiàn)通信、監控、傳感器網(wǎng)絡(luò )等，造成信號噪聲、誤動(dòng)作，影響設備控制系統穩定性。

2.5 設備使用壽命縮短

局放會(huì )逐步削弱絕緣系統的結構完整性；

造成開(kāi)關(guān)柜、變壓器、GIS（氣體絕緣開(kāi)關(guān)設備）等核心資產(chǎn)壽命大幅縮短，增加設備更換成本。

2.6 導致供電中斷和經(jīng)濟損失

設備突發(fā)故障通常伴隨停電，影響生產(chǎn)線(xiàn)、數據中心、軌道交通等連續性要求高的場(chǎng)景；

造成直接經(jīng)濟損失、誤工損失及品牌形象受損。

2.7 增加運維檢修成本

無(wú)局放在線(xiàn)監測系統時(shí)，通常需要定期停電、使用離線(xiàn)檢測手段（如高壓耐壓試驗、超聲檢測），周期長(cháng)、成本高；

若局放未及時(shí)發(fā)現，故障爆發(fā)后檢修恢復成本更高，且涉及更大范圍停工。

特高頻局放雖然初期表現不明顯，但如果不及時(shí)監測與處理，將在絕緣惡化—局部故障—擊穿—設備損毀—系統停電這一鏈條上不斷放大后果，最終引發(fā)重大安全事故和經(jīng)濟損失。

3. APD系列特高頻局放監測裝置

APD系列高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電監測裝置通過(guò)檢測伴隨局部放電而產(chǎn)生的電磁波輻射并自動(dòng)確定 現場(chǎng)局部放電的實(shí)際檢測頻率，隨后將檢測的局部放電的放電次數和放電頻次等數據上傳至服務(wù)器。

APD系列包括APD100、APD200兩個(gè)型號，采用DIN35mm導軌安裝，配合磁吸式UHF傳感器，適用于開(kāi)關(guān)柜、母線(xiàn)槽等高壓設備內部局放監測。

3.1 型號說(shuō)明

3.2 主要特點(diǎn)：

高靈敏度監測：檢測范圍達60dBm至+10dBm，能夠捕捉微弱的局放信號；

豐富的數據輸出：放電幅值、放電頻次；

APD200型支持PRPD（相位分布圖譜）、PRPS（脈沖頻率分布圖譜）繪制；

智能診斷功能（APD200）：

可區分自由金屬顆粒放電、懸浮電位放電、絕緣氣隙放電、污穢放電及電暈放電；

通訊方式靈活：RS485接口（ModbusRTU協(xié)議）、LoRa無(wú)線(xiàn)通訊、USB接口（部分型號）；

故障報警聯(lián)動(dòng)：支持告警干接點(diǎn)輸出（5A/250VAC或30VDC）。

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都可以隨時(shí)問(wèn)的，。5322

 3.3 設備規格

APD 系列特高頻局放監測裝置采用導軌（DIN35mm）安裝方式，可安裝在開(kāi)關(guān)柜二次儀表室； 特高頻傳感器采用磁吸安裝方式，吸附在開(kāi)關(guān)柜電纜室柜壁。產(chǎn)品詳細尺寸見(jiàn)圖，單位 mm。

3.4 應用優(yōu)勢

無(wú)需停電，在線(xiàn)檢測

APD系列采用非侵入式安裝方式（磁吸+同軸電纜連接），部署便捷，無(wú)需破壞原有設備結構，也無(wú)需停電操作，適合高負荷不停產(chǎn)場(chǎng)景。

高靈敏度+特高頻抗干擾

采用300MHz~1600MHz特高頻檢測技術(shù)，有效避開(kāi)工業(yè)噪聲干擾，能準確捕捉局部放電信號，降低誤報漏報風(fēng)險。

智能分析與分類(lèi)識別（APD200）

PRPD、PRPS圖譜分析功能，可輔助技術(shù)人員快速判斷放電類(lèi)型，判斷故障嚴重性，為檢修與更換提供數據支撐。

遠程通訊與系統集成

通過(guò)RS485總線(xiàn)或LoRa無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，APD系列設備可接入工廠(chǎng)能效平臺、變電站自動(dòng)化系統、SCADA系統，實(shí)現局放監測數據的遠程實(shí)時(shí)管理與集中展示。

故障聯(lián)動(dòng)與告警輸出

設備內置繼電器告警輸出，可聯(lián)動(dòng)聲光報警器、工廠(chǎng)消防系統或斷電保護裝置，實(shí)現預警與處理。

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4. 應用需求 

工廠(chǎng)工業(yè)配電系統特點(diǎn)：

電氣設備量大、布局分散；

供電系統負荷高、運行連續性要求高；

對停電事故和電氣火災高度敏感，容錯率低。

在這種環(huán)境下，對局部放電的監測需滿(mǎn)足：

多點(diǎn)覆蓋：在關(guān)鍵設備、關(guān)鍵回路均需布設監測；

實(shí)時(shí)性與在線(xiàn)性：不影響正常運行下，持續采集；

遠程可視化管理：通過(guò)平臺集中監控局放數據，自動(dòng)報警；

智能預警與分類(lèi)診斷：快速識別局放類(lèi)型，輔助運維決策。

5. 部署方案

在工廠(chǎng)配電系統中的應用建議：

高壓開(kāi)關(guān)柜：每個(gè)母線(xiàn)段安裝1~2套APD局放監測單元；

變電站母線(xiàn)槽：關(guān)鍵節點(diǎn)設置UHF傳感器；

配電室與動(dòng)力站房：通過(guò)LoRa無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，集中回傳局放監測數據；

報警系統：局放嚴重時(shí)聯(lián)動(dòng)現場(chǎng)告警或遠程監控中心推送故障警報；

平臺接入：接入工廠(chǎng)能效平臺或獨立局放監測平臺，實(shí)現歷史數據分析與趨勢預測。

結語(yǔ)

局部放電監測是保障工廠(chǎng)工業(yè)配電系統長(cháng)時(shí)安全穩定運行的重要防線(xiàn)。安科瑞APD系列特高頻局放監測裝置，憑借其高靈敏度監測、智能化分析、靈活組網(wǎng)和可靠通訊等特性，為工廠(chǎng)構建了完善的電氣安全保障體系。隨著(zhù)工廠(chǎng)自動(dòng)化、智能化水平的提升，局放在線(xiàn)監測將成為工業(yè)電氣運維管理不可或缺的一環(huán)，為實(shí)現智能運維和設備健康管理奠定基礎。