电网局部放电在线监测系统：构建电网安全的智能感知网络

文章由山东华科信息技术有限公司提供

在电力能源系统向智能化转型的浪潮中，设备健康管理已成为保障电网安全运行的核心课题。作为绝缘系统劣化的早期预警信号，局部放电的在线监测技术正通过数字化手段重塑传统运维模式，为电力设备装上“智慧哨兵”。

技术原理与核心组件

局部放电是电气设备绝缘内部或表面的局部电场畸变引发的非贯穿性放电现象。这种微弱放电虽不会立即导致设备故障，却是绝缘老化的重要表征。电网局部放电在线监测系统通过高频电流传感器、超声波传感器、特高频检测模块等多元感知单元，实时捕捉放电产生的电、声、光等多物理量信号。例如，特高频检测技术可接收300MHz至1.5GHz的电磁波信号，精准定位变压器、GIS组合电器等设备的放电位置；超声波检测则通过捕捉20kHz以上的振动信号，分析放电强度与位置。

系统采用分层架构设计：前端感知层在设备关键部位部署传感器阵列，形成全覆盖监测网络；数据传输层通过光纤或5G网络实现低延迟传输，边缘计算模块在变电站本地完成信号预处理，将故障识别响应时间缩短至分钟级；智能分析平台搭载深度学习算法，基于卷积神经网络构建放电指纹库，结合设备运行工况生成健康评估报告。

智能化功能与应用价值

该系统通过三重创新实现运维模式升级：

实时监测与精准诊断：7×24小时不间断采集数据，故障发现率提升。例如，某电网公司试点显示，部署系统后变压器非计划停运率显著下降。

预测性维护支持：通过建立设备健康指数模型，系统可量化评估绝缘老化速率，为状态检修提供决策依据。

运维效率优化：监测数据与电网调度系统双向互通，支持远程诊断与专家会商，现场巡检频次降低。

在应用场景中，系统展现出显著价值：对电网企业而言，可延长设备使用寿命，降低全生命周期成本；对用电侧来说，减少停电损失，提升供电可靠性；从社会效益看，助力构建新型电力系统，支撑“双碳”目标实现。

未来发展趋势

随着物联网与数字孪生技术的融合，电网局部放电在线监测系统正朝三大方向演进：

传感器技术智能化：柔性电子皮肤传感器可贴附于设备表面，实现分布式监测与自供能运行，降低部署成本。

数据分析深度化：基于Transformer架构的时序预测模型，使放电趋势分析准确率大幅提升，误报率降低。

系统集成数字孪生化：通过构建设备虚拟模型，实现物理空间与数字空间的实时映射，支持故障模拟与预案推演。

此外，量子传感技术的突破使检测灵敏度突破飞安级，为微弱放电信号捕获开辟新路径。未来，系统将与能源互联网深度融合，构建设备健康指数模型，推动电力设备管理从“经验驱动”向“数据驱动”转变。

结语

电网局部放电在线监测系统不仅是电力设备管理的技术升级，更是保障电网安全运行的重要防线。通过实时监测与智能诊断，该系统有效延长了设备使用寿命，降低了非计划停运风险。随着技术标准的完善与应用场景的拓展，这一“智能感知网络”将为电力系统智能化转型提供坚实支撑，助力能源行业向更安全、高效、可持续的方向发展。