在山東1000千伏昌樂變電站，一組基于聲學回波原理的油枕油位監測傳感器完成安裝調試。這是國網山東省電力公司在特高壓變電站應用聲學回波式裝置監測油位。

油枕油位是反映變壓器運行狀態的重要指標，直接影響設備**。目前，變電站普遍采用的機械式和浮球式液位計存在測量精度有限、依賴人工巡檢等問題，難以及時發出低油位預警，且在安裝維護方面存在一定局限。

為滿足特高壓變電站對可靠性的嚴苛要求，國網山東電力研發團隊自24年6月起開展新型監測技術研究，借鑒蝙蝠回聲定位原理，研發出基于聲學回波原理的油枕油位監測傳感器。該傳感器集定向發聲、界面反射、精準收音等功能于一體，可實現不停電非接觸式安裝，對特高壓主設備零干擾，而且數據采集精準、實時在線。

“這套傳感器實時采集特高壓變壓器的油位、油溫等關鍵參數，并自動上傳至監控系統。就像給變壓器戴了一款‘智能健康手環’，運維人員通過主控室終端即可掌握設備運行狀態，實現了變壓器油位數據的遠程監測。”

第1章  局放理論概述（WBTCD-9308《智能局放儀》電力調試標準產品）

在開始我們的實驗以前，我們首先應該對局部放電有個初步的了解，為什么要測量局部放電？局部放電有什么危害？怎樣準確測量局部放電？有了上述理論基礎可以幫助我們理解測量過程中的正確操作。

一、局部放電的定義及產生原因（WBTCD-9308《智能局放儀》電力調試標準產品）

在電場作用下，絕緣系統中只有部分區域發生放電，但尚未擊穿，（即在施加電壓的導體之間沒有擊穿）。這種現象稱之為局部放電。局部放電可能發生在導體邊上，也可能發生在絕緣體的表面上和內部，發生在表面的稱為表面局部放電。發生在內部的稱為內部局部放電。而對于被氣體包圍的導體附近發生的局部放電，稱之為電暈。由此 總結一下局部放電的定義，指部分的橋接導體間絕緣的一種電氣放電，局部放電產生原因主要有以下幾種：

電場不均勻。

電介質不均勻。

制造過程的氣泡或雜質。經常發生放電的原因是絕緣體內部或表面存在氣泡；其次是有些設備的運行過程中會發生熱脹冷縮,不同材料特別是導體與介質的膨脹系數不同，也會逐漸出現裂縫；再有一些是在運行過程中有機高分子的老化，分解出各種揮發物，在高場強的作用下，電荷不斷地由導體進入介質中， 在注入點上就會使介質氣化。

二 、局部放電的模擬電路及放電過程簡介（WBTCD-9308《智能局放儀》電力調試標準產品）

介質內部含有氣泡，在交流電壓下產生的內部放電特性可由圖1—1的模擬電路(a b c等值電路)予以表示；其中Cc是模擬介質中產生放電間隙(如氣泡)的電容；Cb代表與Cc串聯部分介質的合成電容；Ca表示其余部分介質的電容。

I——介質有缺陷(氣泡)的部份(虛線表示)

II——介質無缺陷部份

圖1—1  表示具有內部放電的模擬電路

圖1—1中以并聯有—對火花間隙的電容Cc來模擬產生局部放電的內部氣泡。圖1—2表示了在交流電壓下局部放電的發生過程。

U(t)一一外施交流電壓

Uc(t)一一氣泡不擊穿時在氣泡上的電壓

Uc’(t)一一有局部放電時氣泡上的實際電壓

Vc一一氣泡的擊穿電壓

Y r一一氣泡的殘余電壓   

Us—局部放電起始電壓(瞬時值)

Ur一一與氣泡殘余電壓v r對應的外施電壓

Ir一一氣泡中的放電電流

電極間總電容Cx=Ca＋(Cb×Cc)/(Cb＋Cc)=Ca電極間施加交流電壓 u(t)時，氣泡電容Cc上對應的電壓為Uc(t)。如圖2—1所示，此時的Uc(t)所代表的是氣泡理想狀態下的電壓（既氣泡不發生擊穿）。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb

外施電壓U(t)上升時，氣泡上電壓Uc(t)也上升，當U(t)上升到Us時，氣泡上電壓Uc達到氣泡擊穿電壓,氣泡擊穿，產生大量的正、負離子，在電場作用下各自遷移到氣泡上下壁，形成空間電菏，建立反電場，削弱了氣泡內的總電場強度，使放電熄滅，氣泡又恢復絕緣性能。這樣的一次放電持續時間是極短暫的，對一般的空氣氣泡來說，大約只有幾個毫微秒(10的負8次方到10的負9次方秒)。所以電壓Uc(t)幾乎瞬間地從Vc降到Vr，Vr是殘余電壓；而氣泡上電壓Uc‘(t)將隨U(t)的增大而繼續由Vr升高到Vc時，氣泡再—次擊穿，發生又—次局部放電，但此時相應的外施電壓比Us小，為(Us-Ur)，這是因為氣泡上有殘余電壓Vr的內電場作用的結果。Vr是與氣泡殘余電壓Yr相應的外施電壓，如此反復上述過程，即外施電壓每增加(Us-Ur)，就產生一次局部放電．直到前—次放電熄滅后，Uc’(t)上升到峰值時共增量不足以達Vc(相當于外施電壓的增量Δ比(Us-Ur)小)為止。

此后，隨著外施電壓U(t)經過峰值Um后減小，外施電壓在氣泡中建立反方向電場，由于氣泡中殘存的內電場電壓方向與外電場方向相反，故外施電壓須經(Us+Ur))的電壓變化，才能使氣泡上的電壓達到擊穿電壓Vc，(假定正、負方向擊穿電壓Vc相等)，產生一次局部放電。放電很快熄滅，氣泡中電壓瞬時降到殘余電壓Vr(也假定正、負方向相同)。外施電壓繼續下降，當再下降(Us-Ur)時，氣泡電壓就又達到Vc從而又產生一次局部放電。如此重復上述過程，直到外施電壓升到反向蜂值一Um的增量Δ不足以達到(Us-Ur)為止。外施電壓經過一Um峰值后，氣泡上的外電場方向又變為正方向，與氣泡殘余電壓方向相反，故外施電壓又須上升(Us+Ur)產生第—次放電，熄滅后，每經過Us—Ur的電壓上升就產生一次放電，重復前面所介紹的過程。如圖1—2所示。

由以上局部放電過程分析，同時根據局部放電的特點（同種試品，同樣的環境下，電壓越高局部放電量越大）可以知道：一般情況下，同一試品在一、三象限的局部放電量大于二、四象限的局部放電量。那是因為它們是電壓的上升沿。（第三象限是電壓負的上升沿）。這就是我們測量中為什么把時間窗刻意擺在一、三象限的原因。

一、產品概述           

WBPCD-5000數字式局部放電巡檢儀是測量、分析電力設備絕緣性能以及對局部放電源定位的專用儀器；本系統采用現代電子和計算機綜合技術，實現信號放大（模擬、電子、數字）、濾波、數據采集、數據處理、圖形顯示、試驗報告自動生成，從而完成局部放電的測量，分析與定位。

本儀器攜帶方便、測量快速，抗干擾能力強，便于現場使用。其配置的軟件主要包括局部放電巡檢以及局部放電定位兩部分。其中局部放電巡檢配置的軟件具有時域圖形、2D、3D統計圖譜、報警歷史、歷史大、脈沖計數等功能，此外還可以詳查分析某個相位波形，窗口隨意放大和縮小，對該段數據進行頻譜分析，分析放電波形的頻譜含量，使放電波形之間更具可比性，統計分析試驗數據，減少試驗中非穩定性因素對試驗結果的影響，采用自動或手動記錄保存試驗數據和瞬態放電波形，可對后期數據分析提供參考。局部放電定位配置的軟件通過電信號和聲信號的時間差對局部放電源進行精準的定位，有助于及時發現故障隱患，提高局部放電活動測量的實效性。

二、引用標準

高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求 DL/T 593

3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關設備和控制設備 DL/T 404

3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關設備和控制設備 GB 3906

局部放電測量GB/T 7354

電力設備局部放電現場測量導則 DL/T 417

高電壓試驗技術 第1部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1

高電壓試驗技術 第2部分：測量系統 GB/T 16927.2

高電壓試驗技術 第3 部分: 現場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3

三、技術參數            

技術參數表

四、產品結構

后面板接口說明表

1000千伏大同—懷來—天津南特高壓交流工程山西側配套電源送出工程**開工建設。

據介紹，大同—懷來—天津南特高壓交流工程山西側配套電源送出工程起于裝機容量均為200萬千瓦的湖東電廠、同熱三期電廠，止于1000千伏大同變電站，新建線路長110.409千米、鐵塔275基，預計于2026年9月30日建成投運。工程將帶動上下游產業投資近20億元。

該送出工程投運后，可為大同—懷來—天津南特高壓交流工程提供**可靠的電力支撐，增強華北電網西電東送的能力，每年向京津唐地區輸送電量約182億千瓦時，更好滿足京津唐負荷增長需求；發揮火電機組的深度調節作用，提升晉北地區清潔能源利用率，促進新能源高質量發展。該工程還將進一步強化晉北與京津冀地區的資源優勢互補和產業分工協作，促進傳統產業改造提升和新興產業融合集群發展，助力晉北地區從“一煤獨大”向“多業支撐”轉變。

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