局部放電傳感器是用于捕捉電力設(shè)備內(nèi)部或表面局部放電信號(hào)的關(guān)鍵部件,在電力設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警體系中發(fā)揮著重要作用。其基于不同原理工作,以捕捉放電產(chǎn)生的多種信號(hào)。特高頻(UHF)傳感器通過感知放電產(chǎn)生的300MHz至3GHz電磁波信號(hào),具有抗干擾能力強(qiáng)、定位精度高的優(yōu)勢(shì),適用于變壓器、GIS等封閉設(shè)備的非接觸式檢測(cè);超聲波傳感器則對(duì)20kHz至100kHz的機(jī)械振動(dòng)敏感,常用于開關(guān)柜、電纜終端的外部監(jiān)測(cè),其原理是利用放電產(chǎn)生的機(jī)械波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行分析;高頻電流互感器(HFCT)通過檢測(cè)接地線中的脈沖電流,實(shí)現(xiàn)放電量的定量分析,適用于電力設(shè)備接地線、中性點(diǎn)接線以及電纜本體中的高頻放電脈沖電流信號(hào)監(jiān)測(cè)。
1、高靈敏度與微弱信號(hào)捕捉
微弱信號(hào)檢測(cè):局部放電傳感器能夠敏感地捕捉電氣設(shè)備內(nèi)部或表面因絕緣缺陷產(chǎn)生的微弱放電信號(hào)(如納秒級(jí)脈沖電流、高頻電磁波等),并將其轉(zhuǎn)化為可分析的電信號(hào)。例如,特高頻(UHF)傳感器可檢測(cè)高達(dá)數(shù)百M(fèi)Hz至數(shù)GHz的電磁波信號(hào),適用于密閉設(shè)備(如GIS、變壓器)的內(nèi)部放電監(jiān)測(cè)。
多功能融合:部分傳感器(如六合一智能傳感器)集成超聲波、地電波、特高頻、噪聲、溫度、濕度等多種監(jiān)測(cè)功能,通過多維度數(shù)據(jù)對(duì)比提升診斷準(zhǔn)確性。
2、抗干擾能力強(qiáng)
頻段選擇性:特高頻傳感器(UHF)通過檢測(cè)300MHz~1.5GHz的超高頻電磁波,避開常規(guī)低頻噪聲干擾(如電暈放電、載波通信干擾),顯著提高復(fù)雜電磁環(huán)境下的信噪比。
非接觸式檢測(cè):超聲波傳感器(如接觸式AE或非接觸式AA)通過接收放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)(20kHz~200kHz),無(wú)需直接接觸高壓設(shè)備,減少電磁干擾風(fēng)險(xiǎn)。
暫態(tài)地電壓(TEV)傳感器:通過檢測(cè)高壓設(shè)備表面暫態(tài)地電壓信號(hào),對(duì)空間電磁干擾不敏感,適用于開關(guān)柜等復(fù)雜場(chǎng)景。
3、寬頻帶響應(yīng)與多類型適配
覆蓋多種放電類型:不同傳感器可針對(duì)不同放電特征進(jìn)行優(yōu)化,例如:
高頻電流互感器(HFCT):檢測(cè)接地線或中性點(diǎn)的高頻脈沖電流,適用于電纜、變壓器等設(shè)備。
射頻(RF)傳感器:通過天線陣列接收放電輻射的電磁波,適用于GIS、電纜等設(shè)備的局放定位。
光學(xué)傳感器:檢測(cè)放電產(chǎn)生的光信號(hào)(如紫外或可見光),提供高時(shí)間分辨率數(shù)據(jù),適用于開關(guān)設(shè)備、避雷器等。
適應(yīng)不同設(shè)備:根據(jù)電力設(shè)備類型(如變壓器、電纜、開關(guān)柜)和絕緣材料特性,選擇合適傳感器類型(如UHF、超聲波、TEV等),確保監(jiān)測(cè)有效性。
4、智能化與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
數(shù)據(jù)采集與傳輸:現(xiàn)代傳感器集成RS-485、LoRa或無(wú)線通信模塊,支持實(shí)時(shí)上傳放電幅值、頻次、溫濕度等數(shù)據(jù)至監(jiān)控終端或云端平臺(tái),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
智能診斷與預(yù)警:結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法,對(duì)放電信號(hào)進(jìn)行模式識(shí)別(如區(qū)分電暈、沿面放電等),預(yù)測(cè)絕緣劣化趨勢(shì),并在異常時(shí)觸發(fā)報(bào)警。
多傳感器協(xié)同:組合傳感器(如超聲波+UHF)通過數(shù)據(jù)融合提升定位精度和可靠性,構(gòu)建“感知-分析-報(bào)警”閉環(huán)系統(tǒng)。
5、環(huán)境適應(yīng)性與安裝便捷性
抗惡劣環(huán)境:傳感器設(shè)計(jì)考慮高溫、高濕、強(qiáng)電磁場(chǎng)等工況,例如油浸式變壓器用的UHF傳感器需耐受高壓和SF6氣體環(huán)境。
非侵入式安裝:高頻電流傳感器、超聲波傳感器等支持帶電安裝,無(wú)需設(shè)備停電,降低運(yùn)維成本。
小型化與集成化:智能傳感器(如PD100)采用緊湊設(shè)計(jì),可部署在狹小空間(如開關(guān)柜),并通過六合一功能減少設(shè)備數(shù)量。
6、技術(shù)融合與創(chuàng)新
智能頻譜分析:通過分析放電信號(hào)的頻譜特征(如UHF信號(hào)的頻域分布),區(qū)分正常與異常放電,提升抗干擾能力。
邊緣計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng):傳感器內(nèi)置AI算法,實(shí)現(xiàn)本地實(shí)時(shí)處理;結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建分布式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),支持大規(guī)模設(shè)備群的集中管理。