分析物联网与局部放电在线监测技术

方 征，吴宏熊，朱泉缙

（国网丽水供电公司，浙江 丽水 323000）

0 引言

在运用电气设备的过程中，其绝缘处常会出现些许的气泡与气隙，给电压与电流带去较大风险，为改善设备内部状态，技术人员将物联网与电气设备相结合，通过设置在线监测系统来确认其各环节对应的参数，在降低局部放电概率的同时，提升用电设备的整体安全。

1 物联网局部放电在线监测技术的整体框架

首先，在研究在线监测技术前，工作人员需了解当前电气设备的使用现状，具体来说，当前输变电设备的数量正急剧增加，人们对电网的使用与检修要求也随之提高，有线通信方式与传统人工巡检方法已难以适应当前需求，因而技术人员将物联网技术引入到电气设备的改造中，传感器未来的发展趋势为网络化、小型化，在电气设备中安装传感器有助于信息的采集与处理，再借助无线通信技术，可将当前信息发送到监测中心中，利用可视化显示与综合分析，技术人员可迅速了解设备运行状态，并进行对应的智能检修。其次，相较于其他种类的物联网，该监测系统中的物联网同样被分成4层，即应用层、平台层、网络层与感知层。具体来说，应用层可分成对内业务与对外业务；平台层带有全国统一的一体化平台，也为物联管理中心与统一的数据中心；在网络层中其主要分成接入网、传输网、数据网与骨干网；而在感知层内其负责边缘物联代理、本地通信接入、智能业务终端与现场收集部件等。最后，技术人员将物联网技术与在线监测设备高效融合后，利用与局部放电相关的检测技术来增强电气设备整体的监测水准。在研究无线传感器技术后，技术人员可利用无线传感器对电气设备进行时间同步、灵活组网与微功耗接入等，通过对该网络系统的改造，可有效促进数据传输的无线化、传感单元的无源化，使放电检测技术更好地运用在监控系统中[1]。

2 物联网局部放电在线监测技术的设计方案

2.1 优化监测系统内部构件

物联网局部放电在线监测系统的主要构成有数据后台、接入节点、汇聚节点与传感器节点等。

具体来说，针对数据后台而言，其主要运用在大数据的展示、储存与计算上，利用该装置可快速将网络内部的多项信息整合成一套大型网络，其网络需具备互联互通能力，并有效解决数据内部的多种问题，如数据的安全隐私保护、挖掘、使用、检索与存储等，因而物联网也被称为智慧物联网。在研究接入节点的过程中，由于其处在物联网的感知层内，其带有边缘侧展示、分析与计算功能，技术人员需采用适宜的接入技术，确保其各项功能的正常使用。对于汇聚节点来说，其主要担负着数据的指令转发、接收透传等，其处在感知层内的通信设备中，带有较强的传感器终端接入与自组网功能。传感器节点主要由传感器、主处理器与通信模组构成，一般来讲，传感器主要负责数据的收集，而主处理器则会对数据实行发送、分析与处理，通信模组主要在汇聚阶段开展数据通信，再由主处理器利用串口协议来完成数据的收发工作。当前在线监控系统可使用的智能传感器较多，其主要种类为空间特高频、高频电流、特高频与三合一等智能传感器[2]。

2.2 安装在线监测系统的流程

在设计在线检测系统的过程中，比如，该系统内的高压开关柜，传感器大多安设在其表面的缝隙处，且将磁吸式作为固定方式，运用该方式将高压开关柜直接固定、吸住。在安装期间，物联网监测系统内的集中器属通信中继设备，其作用在物联网的感知层中，带有终端接入与自组网功能，此类器械大多安装在传感器的周遭，例如，变电站中倚靠窗户处的信号较好，将该装置放在其附近的墙壁上，对于室外安装来说，技术人员可将其放置在柜中。在部署数据平台期间，技术人员应将电气设备中的数据信息实行集中应用、分析、展示与管理，针对该设备内部的运行态势，可采用多种高级应用来开展评估工作，待确认其整体的状态后，再开展维修工作，且统一管理数据分析、数据储存与智能检测等，在改善工作效率的前提下，科学维护设备的整体安全。在部署在线监控系统的过程中，系统内部还对其各项配件有一定的数据指标要求，比如，显卡应为2G 独显；硬盘的剩余空间需拥有100MB 以上；内存则占8G 左右；CPU 的数据应为1.0GHz 或更快；该系统需为Linux 或WindowsXP，只有确保了系统内部的数据，其安装才会变得更为简单。

2.3 了解设备内部的多项参数

在开展正式安装前，技术人员需了解到该系统内部的技术优势，简单来说，运用局放同步信号可提升补偿与修正水平，即保障局放图谱的可靠性，同时，传感器的外壳防护等级与技术标准要求的等级相符。在运用物联网技术期间，其与国家电网通信协议中的标准相同，内部传感器也能实现即插即用。针对微功耗电路的拓扑研究，其可帮助传感器实现智能省电，免换电池的日期可达到8年。此外，在研究放电数据的智能压缩算法时，该方式可有效缩减数据传输的时间。

物联网局部放电在线监测系统内的组件有集中器、监测软件、高频电流与三合一智能传感器、Web、Android 与PC 版客户端软件，其数量除集中器与传感器为按需而定外，其余装置皆为1套。具体来说，对该系统内部的集中器而言，其最大输出功率要在24dBm 左右、通信速率在29b/s-50kb/s 间、接收的灵敏度为-140dBm、Wi-Fi 天线为内置，而LoRa 天线则属外置、其电源型号为12VDC、4G 为其数据传输方式[3]。

2.4 提升现场安装的安全性

为增强现场安装的安全性，一方面，施工人员要对其内部风险进行科学评估，具体来说，在安装现场要有专业的监测者，用来检查该现场的安全情况。为避免人员与物体的高空坠落，安装区域在1.5m 以上应佩戴安全帽与安全带，且安装人员要带有专业的工具袋，若使用的工具较大还要配备相应的保险绳。在安装过程双手不要触碰到设备中的按钮与把手，避免因设备的误动而影响人员安全。施工现场的管理者需时刻监测安装人员的安装规范与各类行为。为保证人身安全，安装人员除了要带有多种绝缘物体外，还要与带电物体保有合适的距离，若缺少绝缘防护装备，要在安装现场设立安全围栏。针对安装项目附近的进出车辆要进行严格检查，提升驾驶人员的精神状态，保证安装区域的交通安全。

另一方面，在正式安装期间，工作人员需严格遵守各项安装时的规章制度，并在作业指导书、仪器运用与产品技术等说明书的指导下开展相应的安装工作。安装人员应始终保持安全第一的思想，并在进行技术交底的过程中接收相关的安全检查。工作人员进入到施工现场后应正确佩戴相应装置，因而其要在日常工作中学会使用工作鞋、工作服、护目镜与安全帽的穿戴方法，在工作期间还要保有极佳的工作与精神状态，做到文明且安全的施工。在进行设备的安装调试期间，为避免人员受伤或发生意外，工作人员需密切注视安装现场的地面铁钉或孔洞。针对高空中的作业人员来说，其除了要合理佩戴安全带外，在使用梯子时要做到靠稳扶牢，确保安装工作的整体效率与自身安全。

3 结束语

综上所述，在架构物联网局部放电监测系统期间，工作人员需科学监测设备运行时的各项数据，通过合理的技术手段掌握其内部的实际构造，在采用该项监测系统期间，除了要科学记录其内部参数外，还要运用相关仪器保障运行参数的精准度，从而提升监测水平。