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摘要：气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）因其优异的性能在电力系统应用日趋广泛，在GIS设备加工、现场安装及运行期间不可避免地产生一些缺陷，引发局部放电，积累发展可能导致绝缘击穿。利用DMS公司超高频（UHF）智能耦合器型局部放电在线监测系统（SmartCoupler）在线检测GIS局部放电，從而及早发现缺陷，可以避免由这些缺陷导致的击穿发生。
关键词：气体绝缘金属封闭开关设备 局部放电 超高频 智能耦合器型局部放电在线监测系统
1 GIS设备的局部放电的UHF检测法的基本原理及应用
气体隔离开关（GIS）中的局部放电会在外壳上产生微弱的电流，使接地线上有高频放电脉冲流过，特高频（UHF）法就是利用局部放电时产生的特高频做为检测对象的。 GIS设备结构紧凑，其中的SF6气体具有很高的绝缘强度，处于高气压SF6环境中的局部放电，其放电信号的上升持续时间极短，典型GIS设备局部放电信号的频谱可从数百MHz甚至1GHz以上。因此，在GIS内可监测的局部放电产生的特高频（UHF） 信号。将UHF传感器布置在盆式绝缘子处，即可接收这些从GIS设备内部传出的信号，实现对GIS局部放电的在线监测。
因此，可以采用多个传感器对GIS局部放电实现连续的在线监测。
2 DMS公司的超高频（UHF）智能耦合器型局部放电在线监测系统（SmartCoupler）简介及其在我220kV GIS 变电站的实际应用情况
SmartCoupler——智能耦合器在线监测系统是DMS公司采用超高频（UHF）智能耦合器型在线监测系统监测GIS设备局部放电的产品，其正是采用了UHF法检测GIS设备的局部放电情况。智能型耦合器是第一个带有新一代内置智能特性的局部放电在线监测系统，具有高灵敏度。智能型耦合器能持续地监视GIS设备，并自动识别局部放电信号和干扰信号。如果在线监测到设备内部存在局部放电信号，就会由红色指示灯显示报警，并通过SCADA系统或其他手段将报警信号送往控制室。因此，不需要专业工程师对数据进行解释。智能型耦合器是完全屏蔽的，能很好地防止无线电干扰，即使一些很小的干扰信号会漏入到GIS设备内部，智能型耦合器都能自动识别。智能型耦合器能抵御各种干扰信号，例如电磁干扰、手机干扰、发动机启动干扰，以及现场操作而产生的干扰信号。
智能型耦合器能参与局部放电发展趋势分析，该分析是判断局部放电发展程度的一个有效手段。因为智能型耦合器报警只说明查找到了故障，其故障类型尚未确定。主站监测单元将列出了工作中的耦合器，以及这些耦合器探测到局部放电的具体时间。主站在线监测单元通过蓝牙或LAN网将这些信息下载到PC机，并通过PC机上的相关软件将设备的放电情况显示出来。后台软件的功能有：①数据显示；②图谱功能；③数据远程传输诊断功能；④数据历史查询、趋势分析；⑤数据输出功能；⑥告警功能；⑦参数设置功能；⑧数据存储功能；⑨缺陷信息统计功能；⑩系统管理权限控制。
智能耦合器局部放电监测系统配置包括三个主要的部件①智能型耦合器（SmartCoupler）。UHF耦合器用于在线监测GIS内部的局部放电信号，从耦合器接收到的超高频信号通过超高频UHF同轴电缆传递到从数据采集单元内的信号处理卡上。智能型耦合器能持续地监视局部放电信号，并自动识别局部放电信号和干扰信号，智能的判断耦合器的工作状态是否正常，通过状态指示灯显示工作情况，如果在线监测到设备内部存在局部放电信号，就会由红色指示灯显示报警。智能型耦合器上装有LED灯，红色的是告警灯，灯亮指示发现内部有局放，绿色的是状态灯，指示耦合器已经通过了它的自检程序。智能型耦合器是密封的，防止受到环境的影响，不需要维护。一根长度为10至15米的小线径同轴电缆与它铸为一体，电缆带有双屏蔽层，在最高频率至1GHz甚至超过它的频率范围内的衰耗很小。②从数据采集单元（SlaveHub）。最多能汇集来自6个智能型耦合器的电缆，耦合器采集到的放电数据经过放大，在线监测，数码化然后通过数据电缆传送到基本单元。③主数据采集单元（MasterHub）。主站集线器（master hub）最多能汇集来自6个智能型耦合器的电缆。主站集线器的连接终端是防水的。如果需要，主站集线器也可以与从站集线器（Slave Hub）相连，每个从站集线器最多也能连接6个输入。主数据采集单元负责分析，存储数据采集单元传递过来的数据，并且执行自检、数据采集设置、报警设置等一系列功能。
SmartCoupler在我220kV GIS变电站的实际应用情况为：在5个间隔的220kV GIS设备出线盆式绝缘子上分相安装了智能型耦合器（SmartCoupler），即总共安装了5*3个智能型耦合器。这15个智能型耦合器的电缆最终被汇集到6个从数据采集单元（SlaveHub），这6个从数据采集单元又与1个主数据采集单元（MasterHub）相连。最终主数据采集单元通过LAN网将这些信息上传到PC机，并通过PC机上的相关软件将设备的放电情况显示出来。
由于GIS设备是全封闭的，这对判断分析它的运行状况是很不利的。以上安装了SmartCoupler的GIS设备给变电站值班员提供了准确可靠的参考数据，使得对GIS设备的运行维护变得简单，为检修工作提供了极大的便利。
3 结语
智能耦合器型局部放电在线监测系统（SmartCoupler）可实现对GIS局部放电信号进行快速、准确的在线定位，为准确查找绝缘缺陷与提高设备检修效率提供了有力支持。现场应用情况表明，采用智能耦合器型局部放电在线监测系统（SmartCoupler）可有效地在复杂的运行环境下鉴别干扰信号，对GIS绝缘状况进行准确检测与诊断。
参考文献：
[1]卢鹏，方煜瑛，刘旭.1100kV GIS设备特高频（UHF）法测量局部放电的应用研究.电力建设，2009，30（6）：33-35.
[2]温定筠，彭鹏，孙亚明.GIS局部放电在线检测技术及UHF法介绍.甘肃电力技术，16-19.
[3]张兵，何伟力，倪继平，邹剑芬.UHF法在GIS局部放电在线检测中的应用.电气时代，2010，8：86-87.
[4]DMS公司SmartCoupler产品说明.
作者简介：
马津（1985-），男，回族，山西长治人，毕业院校：太原理工大学电气工程及其自动化专业，研究方向：电力。
王强（1985-），男，山西襄汾人，毕业院校：太原理工大学电气工程及其自动化专业，研究方向：电力。
关键词：气体绝缘金属封闭开关设备 局部放电 超高频 智能耦合器型局部放电在线监测系统
1 GIS设备的局部放电的UHF检测法的基本原理及应用
气体隔离开关（GIS）中的局部放电会在外壳上产生微弱的电流，使接地线上有高频放电脉冲流过，特高频（UHF）法就是利用局部放电时产生的特高频做为检测对象的。 GIS设备结构紧凑，其中的SF6气体具有很高的绝缘强度，处于高气压SF6环境中的局部放电，其放电信号的上升持续时间极短，典型GIS设备局部放电信号的频谱可从数百MHz甚至1GHz以上。因此，在GIS内可监测的局部放电产生的特高频（UHF） 信号。将UHF传感器布置在盆式绝缘子处，即可接收这些从GIS设备内部传出的信号，实现对GIS局部放电的在线监测。
因此，可以采用多个传感器对GIS局部放电实现连续的在线监测。
2 DMS公司的超高频（UHF）智能耦合器型局部放电在线监测系统（SmartCoupler）简介及其在我220kV GIS 变电站的实际应用情况
SmartCoupler——智能耦合器在线监测系统是DMS公司采用超高频（UHF）智能耦合器型在线监测系统监测GIS设备局部放电的产品，其正是采用了UHF法检测GIS设备的局部放电情况。智能型耦合器是第一个带有新一代内置智能特性的局部放电在线监测系统，具有高灵敏度。智能型耦合器能持续地监视GIS设备，并自动识别局部放电信号和干扰信号。如果在线监测到设备内部存在局部放电信号，就会由红色指示灯显示报警，并通过SCADA系统或其他手段将报警信号送往控制室。因此，不需要专业工程师对数据进行解释。智能型耦合器是完全屏蔽的，能很好地防止无线电干扰，即使一些很小的干扰信号会漏入到GIS设备内部，智能型耦合器都能自动识别。智能型耦合器能抵御各种干扰信号，例如电磁干扰、手机干扰、发动机启动干扰，以及现场操作而产生的干扰信号。
智能型耦合器能参与局部放电发展趋势分析，该分析是判断局部放电发展程度的一个有效手段。因为智能型耦合器报警只说明查找到了故障，其故障类型尚未确定。主站监测单元将列出了工作中的耦合器，以及这些耦合器探测到局部放电的具体时间。主站在线监测单元通过蓝牙或LAN网将这些信息下载到PC机，并通过PC机上的相关软件将设备的放电情况显示出来。后台软件的功能有：①数据显示；②图谱功能；③数据远程传输诊断功能；④数据历史查询、趋势分析；⑤数据输出功能；⑥告警功能；⑦参数设置功能；⑧数据存储功能；⑨缺陷信息统计功能；⑩系统管理权限控制。
智能耦合器局部放电监测系统配置包括三个主要的部件①智能型耦合器（SmartCoupler）。UHF耦合器用于在线监测GIS内部的局部放电信号，从耦合器接收到的超高频信号通过超高频UHF同轴电缆传递到从数据采集单元内的信号处理卡上。智能型耦合器能持续地监视局部放电信号，并自动识别局部放电信号和干扰信号，智能的判断耦合器的工作状态是否正常，通过状态指示灯显示工作情况，如果在线监测到设备内部存在局部放电信号，就会由红色指示灯显示报警。智能型耦合器上装有LED灯，红色的是告警灯，灯亮指示发现内部有局放，绿色的是状态灯，指示耦合器已经通过了它的自检程序。智能型耦合器是密封的，防止受到环境的影响，不需要维护。一根长度为10至15米的小线径同轴电缆与它铸为一体，电缆带有双屏蔽层，在最高频率至1GHz甚至超过它的频率范围内的衰耗很小。②从数据采集单元（SlaveHub）。最多能汇集来自6个智能型耦合器的电缆，耦合器采集到的放电数据经过放大，在线监测，数码化然后通过数据电缆传送到基本单元。③主数据采集单元（MasterHub）。主站集线器（master hub）最多能汇集来自6个智能型耦合器的电缆。主站集线器的连接终端是防水的。如果需要，主站集线器也可以与从站集线器（Slave Hub）相连，每个从站集线器最多也能连接6个输入。主数据采集单元负责分析，存储数据采集单元传递过来的数据，并且执行自检、数据采集设置、报警设置等一系列功能。
SmartCoupler在我220kV GIS变电站的实际应用情况为：在5个间隔的220kV GIS设备出线盆式绝缘子上分相安装了智能型耦合器（SmartCoupler），即总共安装了5*3个智能型耦合器。这15个智能型耦合器的电缆最终被汇集到6个从数据采集单元（SlaveHub），这6个从数据采集单元又与1个主数据采集单元（MasterHub）相连。最终主数据采集单元通过LAN网将这些信息上传到PC机，并通过PC机上的相关软件将设备的放电情况显示出来。
由于GIS设备是全封闭的，这对判断分析它的运行状况是很不利的。以上安装了SmartCoupler的GIS设备给变电站值班员提供了准确可靠的参考数据，使得对GIS设备的运行维护变得简单，为检修工作提供了极大的便利。
3 结语
智能耦合器型局部放电在线监测系统（SmartCoupler）可实现对GIS局部放电信号进行快速、准确的在线定位，为准确查找绝缘缺陷与提高设备检修效率提供了有力支持。现场应用情况表明，采用智能耦合器型局部放电在线监测系统（SmartCoupler）可有效地在复杂的运行环境下鉴别干扰信号，对GIS绝缘状况进行准确检测与诊断。
参考文献：
[1]卢鹏，方煜瑛，刘旭.1100kV GIS设备特高频（UHF）法测量局部放电的应用研究.电力建设，2009，30（6）：33-35.
[2]温定筠，彭鹏，孙亚明.GIS局部放电在线检测技术及UHF法介绍.甘肃电力技术，16-19.
[3]张兵，何伟力，倪继平，邹剑芬.UHF法在GIS局部放电在线检测中的应用.电气时代，2010，8：86-87.
[4]DMS公司SmartCoupler产品说明.
作者简介：
马津（1985-），男，回族，山西长治人，毕业院校：太原理工大学电气工程及其自动化专业，研究方向：电力。
王强（1985-），男，山西襄汾人，毕业院校：太原理工大学电气工程及其自动化专业，研究方向：电力。