高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备，目前10kV、35kV金属封闭开关成套设备已经广泛应用于电力系统中的各个变电站。电气设备在长期运行中必然存在由于电、热、化学等因素导致的绝缘劣化现象。根据1998年-2002年间全国电力系统6-10kV开关柜事故统计，绝缘和载流部分引起的故障占总数的40.2%，其中由于绝缘部分的闪络造成的事故占绝缘事故总数的79%。近年来电力系统开关柜烧损及爆炸事故时有发生，已经严重威胁到现场工作人员的安全和电网的稳定运行[1]。
1现状
目前局部放电的检测方法主要有UHF法（UHF）、超声波法以及暂态地电位法（TEV）等等。UHF法通过天线传感器接收局部放电过程中辐射的UHF电磁波，从而实现局部放电的检测。该方法检测灵敏度较高，但容易受到外界干扰，无法实现精确定位，且对信号采集单元的频带要求较高。超声波法是通过接收局部放电产生的超声波信号实现对局部放电的检测。该方法在电气设备局部放电检测中的应用较早，但其灵敏度与UHF法相比有较大差距，目前只是作为一种辅助检测手段。该方法灵敏度较低，测量范围较小，但抗干扰能力较强，并且由于超声波具有很强的方向性，因此可以实现对局部放电的精确定位。超声波法主要适用于空气中的放电检测，当处于某一发展阶段的缺陷主要反映为振动信号时，超声波法具有一定的优势。TEV法是通过容性传感器探头测量局部放电过程中设备表面的暂态对地电压脉冲，找出顺势脉冲路径的方向，从而实现局部放电的检测定位。TEV法是局部放电检测的一种新方法，该方法检测灵敏度高，抗干扰能力强，且能够实现精确定位，近年来在国内外得到了较快的发展。
上述局部放电检测方法在GIS、发电机、电缆以及绝缘子的局部放电检测中得到了广泛应用，但对于智能分布式局部放电检测来说，目前的分析还相对较少，尚没有确立一种有效的局部放电检测手段[2]。
2研究内容
技术分析依托于电磁波空间定位技术，通过全向特高频传感天线检测局放激发产生的电磁波信号，能够大范围（半径20m）地接收泄漏出来处于空间中的局放电磁波信号，用于高压开关柜设备运行状态监测，有效监测及故障定位距离5-20米。检测带宽为500MHz～1500MHz，属于特高频检测法，带宽优于传统特高频传感器。全向电磁波特高频天线无需表贴式安装，敞开在所要监测的环境中，在操作上优于传统产品，安全，且无需对一次设备有任何影响。
图1.系统装置模拟示意图
（1）典型的高压开关柜局部放电模型建立
建立基于卷积神经网络的局部放电图谱分析诊断数据模型，使用蜂窝的窄带物联网技术进行数据传输，搭建一个成本低、能耗低、可靠性高、安全性高的数据传输通道，最终实现基于物联网的多源融合分布式局部放电检测环境[3]。
（2）特高频（UHF）技术传感器选型
特高频传感器经分析论证后选用非接触式全向电磁波空间定位检测技术，无需接触设备360度无线监测设备局放, 无监测死角，一台传感器可监测半径20米范围；局部放电特高频检测 UHF detection of partial discharge，采用全向传感器检测开关柜中局部放电在特高频频段（300MHz～3GHz）范围内所产生的电磁波信号。抗干扰能力强、精度高（5pc）、实时在线监测（24小时）；装置结构设计高度集成化，体积小、外观简洁，装置采用常规220v交流照明用电。
经过分析论证，选取的传感器具备抗干扰和环境适应性，对噪声、超声驱鼠器、工频电场和磁场、高频电磁波、通信信号干扰、温湿度、灰尘环境适应能力强；与人工检测方式形成互补，减少设备运行中人力资源的消耗。
（3）智能控制系统一体化技术方案论证
开关柜局部放电监测装置和开关柜局放智能传感器综合使用的情况下可以对该高压室进行局放判断及定位，通过采用特高频原理的高压室设备局放监测装置来判断站内是否存在局放异常现场及放电类型，放电特征，再通过开关柜局放智能传感器监测的数据情况判断出具体放电的开关柜位置，从而提高巡检效率及准确性。项目设计采取
以局放监测为主要检测手段，对开关柜柜体表面进行定时智能巡检（巡检时间可根据客户需求设定），并利用M2M技术对数据进行无线传输上传至就地局放主机。
图2.装置及一体化安装示意图
（4）先进性
1）提出非接触式全向电磁波空间定位传感器检测技术，无需接触设备360度无线监测设备局放, 无监测死角，一台传感器可监测半径20米范围；
2）电磁波空间定位数据模型具备优良的抗干扰和环境适应性，对噪声、驱鼠器超声、工频电场和磁场、高频电磁波、通信信号干扰、温湿度、灰尘环境适应能力超强。
3结语
通过本文的研究，得出结论：本文研究成果可以对测量进行信号多周期观察，对放电进行频率识别，并通过多种模式进行分析，能够清楚地判断出开关柜是否出现故障。可实现智能运维大数据监测及分析，提升管理效率；能减少因为长周期巡检带来的事故隐患，保障设备运行安全。扩展后可自动识别开关柜内的绝缘子、断路器、电缆等有可能发生的全部四种典型缺陷，满足云大物移智要求，可以有效提升开关柜监测技术水平。
参考文献：
[1]李永祥, 王天正, 晋涛,等. 基于多种检测技术的高压开关柜内部局部放电检测与分析[J]. 高压电器, 2017(1):45-50.王昭雷, 赵士建. 断路器控制线圈匝间绝缘
[2]尚鹏, 王一飞, 赵磊,等. 高压开关柜局部放电检测分析[J]. 电子世界, 2013(22):76-77.
[3]张海黎, 刘聪锋, 蒲鋆. 空间电磁辐射强度分析及其仿真[J]. 航天电子对抗, 2010, 026(003):18-21.