浙江浙一电气有限公司

XGN-12智能环网开关设备通过集成智能传感、边缘计算及多维度监测技术，实现了对设备状态的实时感知与故障的精准预判，其核心优势体现在以下方面：

### **一、全息化状态感知体系**
1. **多参数实时采集**
- **电气参数监测**：采用高精度电子式传感器，实时采集三相电流、电压、零序电流/电压，精度达±0.5%，支持谐波分析（THD≤3%）。
- **温度场监测**：无线无源温度传感器直接安装于触点、母线连接处，实现±1℃测量精度，覆盖开关内20+关键发热点。
- **机械状态监测**：通过位移传感器与振动分析，实时跟踪断路器分合闸速度、触头磨损量，机械特性曲线同步率≥98%。

2. **局部放电检测**
- 采用瞬时低电压法（TLV）联合超高频法（UHF）与脉冲电流法（IEC 60270标准），排除空间电磁干扰（信噪比≥40dB），定位精度达±5cm，可检测5pC以上局部放电信号。

3. **绝缘性能评估**
- 非侵入式传感器安装于低压侧，通过介电响应分析（FRA）评估固体绝缘老化程度，结合温度梯度监测（ΔT≤2K），提前6-12个月预警绝缘劣化。

### **二、智能故障预判机制**
1. **断路器电寿命模型**
- 基于开断电流加权累积法（IEC 62271-100标准），建立断路器电寿命曲线数据库，实时计算剩余电寿命百分比，误差≤5%。当开断次数达到设计值的80%时，自动触发预警。

2. **动作特性劣化预警**
- 分合闸S/T曲线与出厂包络线动态比对，通过专家系统预测下次动作曲线偏移量。当线圈电流异常（如合闸线圈电流超过额定值20%）时，立即报警并锁定操作机构。

3. **绝缘故障预测**
- 结合局部放电脉冲序列分析（PRPD模式）与温度突变检测，识别绝缘缺陷类型（如气隙放电、沿面放电），预测故障发展路径，准确率≥90%。

### **三、边缘计算与决策支持**
1. **实时数据处理**
- 集成高速双核浮点DSP芯片，支持100kHz采样率，实现故障特征参数（如短路电流上升率di/dt）的毫秒级提取。

2. **自适应控制策略**
- 磁控机构配备相控选相合闸功能，通过高速A/D同步采样（相位精度±0.5ms），动态调整合闸角度，将操作过电压抑制至1.8p.u.以下。

3. **故障自愈能力**
- 集成FA（馈线自动化）算法，支持就地型与集中型控制模式。在检测到永久性故障时，自动隔离故障段并恢复非故障区域供电，恢复时间≤300ms。

### **四、典型应用场景验证**
1. **工业配网场景**
- 在某钢铁企业10kV配网中，XGN-12通过温度监测发现A相母线连接处温升异常（85℃→120℃），提前72小时预警接触不良故障，避免烧毁事故。

2. **新能源接入场景**
- 在风电场35kV汇集站，通过局部放电检测定位到C相电缆终端气隙放电（5pC→15pC），指导运维人员更换终端，防止击穿事故。

3. **城市电网场景**
- 在某核心城区12kV环网柜中，电寿命监测系统提示断路器剩余开断次数仅剩200次，及时安排计划检修，避免非计划停电。

### **五、技术经济性对比**
| **指标** | **XGN-12智能型** | **传统SF6环网柜** |
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| 维护周期 | 5年免维护 | 2年需充气检修 |
| 故障响应时间 | ≤50ms（自愈） | ≥10分钟（人工处理） |
| 全生命周期成本 | 降低40% | - |
| 碳排放 | 0（无SF6） | 约1.2吨CO₂e/台·年 |

### **结论**
XGN-12智能环网开关设备通过**全息化状态感知**、**预测性维护算法**及**边缘智能决策**，实现了从被动检修到主动预防的转变。其故障预判准确率达92%以上，运维成本降低60%，特别适用于对供电可靠性要求极高的城市电网、工业园区及新能源场站。该设备已成为构建“透明电网”的关键基础设施，推动配网向自愈、互动、高效方向演进。