浙江浙一电气有限公司

智能固体绝缘柜的智慧监测方案通过内置传感器网络与智能算法的结合，实现了对设备运行状态的实时感知、故障预警及精准定位，其技术核心与实施效果可归纳为以下方面：

### **一、传感器类型与功能**
1. **温度传感器**
- **作用**：监测断路器触头、母线连接点等关键部位的温度，预防过热引发的绝缘劣化或火灾风险。
- **技术实现**：采用无线测温传感器（如STM32F103ZET6嵌入式系统），通过红外或热电阻原理实时采集温度数据，支持多点布局以覆盖柜内高风险区域。
- **案例**：在10kV固体绝缘开关柜中，系统可识别触头温升异常，提前预警螺栓松动或氧化问题。

2. **湿度传感器**
- **作用**：应对潮湿环境（如地下管廊、沿海地区），防止凝露导致的绝缘性能下降。
- **技术实现**：结合自动除湿系统，当湿度超过阈值时启动加热或通风装置，维持柜内干燥。
- **效果**：在某地下管廊项目中，湿度监测与除湿联动使设备寿命延长至15年，运维频率降低50%。

3. **局部放电（PD）传感器**
- **作用**：检测绝缘材料内部的微小缺陷，预防击穿事故。
- **技术实现**：
- **超声波传感器**：捕捉放电产生的机械振动，适用于表面放电定位。
- **特高频传感器**：探测电磁波，识别内部气隙或裂纹。
- **地电波（TEV）传感器**：通过暂态对地电压分析，定位开关柜内的放电点。
- **定位方法**：
- **时差法**：通过两个传感器接收信号的时差计算放电点位置（精度1米内）。
- **平分面法**：移动传感器使放电点到两传感器的距离一致，逐步缩小范围至定点。
- **案例**：某变电站部署后，设备故障率下降30%，临时检修次数减少。

4. **电流/电压传感器**
- **作用**：监测电能质量（如谐波、三相不平衡），优化新能源并网效率。
- **技术实现**：采用高精度霍尔传感器或罗氏线圈，实时采集电流/电压波形，通过智能算法分析谐波畸变率。
- **效果**：在光伏电站中，系统将谐波畸变率从8%降至3%以下，年发电损失减少约120万度。

### **二、智能监测系统的技术架构**
1. **感知层**
- **传感器节点**：无线部署，支持自供电（如电池或能量收集技术），降低布线成本。
- **数据预处理**：边缘计算模块对原始信号进行滤波、特征提取，减少数据传输量。

2. **网络层**
- **通信协议**：采用LORA（低功耗广域网）或4G技术，实现长距离、低延迟的数据回传。
- **冗余设计**：双链路通信确保数据可靠性，适应工业环境中的电磁干扰。

3. **平台层**
- **智能分析**：基于AI算法（如机器学习、深度学习）识别异常模式，生成PRPD谱图（相位分辨脉冲分布图）辅助故障诊断。
- **可视化界面**：提供3D模型、趋势曲线等，支持远程监控与历史数据追溯。
- **预测性维护**：根据设备历史运行数据动态调整报警阈值，减少误报率。

### **三、实施效果与行业价值**
1. **经济效益**
- **减少非计划停机**：通过预测性维护，某制造企业年停机损失降低40%。
- **延长设备寿命**：智能监测使固体绝缘柜的平均使用寿命从10年提升至15年。

2. **安全效益**
- **实时绝缘监测**：在某化工项目中，系统提前3天预警绝缘劣化趋势，避免火灾事故。
- **精准定位故障**：局放传感器将故障排查时间从2小时缩短至15分钟。

3. **社会效益**
- **保障关键基础设施**：为医院、机场等场景提供稳定电力支持，提升城市韧性。
- **推动绿色电网**：通过优化电能质量，减少碳排放，助力“双碳”目标实现。

### **四、典型应用场景**
1. **新能源并网**：监测逆变器、变压器等设备的局放与谐波，提升发电效率。
2. **地下管廊**：应对潮湿、振动环境，通过湿度监测与自动除湿减少腐蚀风险。
3. **工业制造**：实时监测高压电机、电弧炉等设备的温度与绝缘状态，保障连续生产。
4. **数据中心**：整合温湿度、气体浓度数据，联动空调与排风设备，确保服务器稳定运行。

### **五、未来趋势**
1. **多传感器融合**：结合红外成像、气体传感器等，构建更全面的设备健康管理体系。
2. **数字孪生技术**：通过虚拟模型模拟设备运行状态，优化维护策略。
3. **区块链应用**：确保监测数据的安全性与可追溯性，支持电力交易与碳足迹核算。

智能固体绝缘柜的智慧监测方案通过“感知-分析-控制”的闭环设计，实现了从被动维护到主动预防的转变，为电力系统的安全、高效运行提供了坚实保障。