浙江浙一电气有限公司

### 固体环网柜的智慧内核：精准监测与主动防护的协同进化

在新型电力系统建设中，固体环网柜凭借其全绝缘、全密封、模块化设计及环境适应性优势，已成为智能配电网的核心设备。其“智慧内核”通过多维度技术融合，实现了从被动维护到主动预防的跨越式升级，为能源系统安全运行提供关键支撑。

#### **一、技术突破：多维感知构建设备健康画像**

固体环网柜的智慧化转型以“感知-传输-分析”闭环体系为核心，通过多模态传感器阵列与边缘计算技术，实现设备状态的实时精准捕捉：

1. **局部放电（局放）监测**
- **技术融合**：集成特高频（UHF）、超声波、地电波（TEV）三种检测手段，覆盖不同放电类型的特征识别。例如，UHF传感器可穿透金属屏蔽层捕捉高频电磁波，超声波传感器对电晕放电敏感，地电波传感器则适用于金属柜体表面放电检测。
- **智能分析**：边缘计算终端对原始信号进行噪声过滤、特征提取与压缩编码，仅传输有效数据至云端平台。通过机器学习算法，区分局放信号与干扰噪声（如开关操作、外部电磁干扰），定位放电类型（如沿面放电、气隙放电），并评估绝缘劣化速度。

2. **环境与机械特性监测**
- **温湿度控制**：在电缆接头、母线桩头等关键部位部署无线测温装置，结合温湿度传感器，实时监测设备运行环境。当湿度超过阈值（如>70%）时，自动启动除湿机；温度异常时触发预警，防止凝露或过热引发故障。
- **机械状态监测**：通过位移传感器与霍尔电流传感器，记录分合闸位移波形、速度、时间等参数，结合SF6气体密度监测，构建设备机械特性数据库，为寿命评估提供依据。

3. **电气与能效管理**
- **电能质量分析**：实时采集电压、电流、谐波等参数，通过云端平台生成能效报告，优化负荷分配，降低线损。
- **故障电弧探测**：结合烟雾传感器与红外热像仪，监测电气火灾风险，实现早期预警与快速隔离。

#### **二、系统集成：开放架构驱动协同运维**

固体环网柜的智慧内核通过标准化通信协议与能源管理系统（EMS）、智能巡检平台深度集成，形成完整的设备健康管理闭环：

1. **数据互通**：支持IEC 61850、Modbus等主流电力协议，与调度自动化系统、生产管理系统（PMS）无缝对接，避免信息孤岛。
2. **协同调度**：与智能配电系统联动，实现故障快速隔离与负荷转移。例如，当局放监测发现绝缘缺陷时，系统自动调整运行方式，保障供电连续性。
3. **数字孪生应用**：基于设备历史数据与实时状态，构建虚拟环网柜模型，通过仿真推演优化检修策略，延长资产使用寿命。

#### **三、应用价值：降本增效与安全提升**

智慧化改造使固体环网柜从单一配电设备升级为智能感知节点，其价值体现在多个层面：

1. **故障预防**：通过连续状态监测与趋势预测，将被动抢修转变为主动预防。例如，某园区应用后，非计划停电次数减少60%，故障修复时间缩短40%。
2. **运维优化**：减少人工巡检频次，降低运营成本。据统计，智能监测系统可使运维效率提升3倍，同时通过精准定位缺陷点，避免盲目开挖或设备更换。
3. **环保与安全**：完全取消SF6气体，消除温室效应风险与爆炸隐患，适应严寒、高原、潮湿等恶劣环境，提升电网抗风险能力。

#### **四、未来趋势：智能化与集成化并进**

随着5G、物联网与AI技术的深度融合，固体环网柜的智慧内核将向更高级别演进：

1. **AI自诊断**：集成深度学习算法，实现故障类型自动识别与处置建议生成，提升监测服务的智能化水平。
2. **无线化部署**：采用5G与低功耗广域网（LPWAN），简化传感器安装流程，推动监测服务的普及应用。
3. **综合感知体系**：与红外测温、气体监测等技术结合，构建设备状态全维度感知网络，提升故障诊断全面性。

#### **结语**

固体环网柜的智慧内核通过技术创新与系统集成，实现了设备状态的实时感知、风险预警与协同运维，为智能配电网建设提供了核心支撑。未来，随着技术的持续突破，其将在能源系统降本增效、安全运行中发挥更关键的作用，推动电网向“自感知、自决策、自修复”的智慧阶段迈进。