2.安徽省电器设备电磁兼容（EMC）省级实验室 安徽芜湖 241008；
3.安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司 安徽芜湖 241008
摘要：智能化高压开关柜的大范围应用是我国智能电网布局过程中的不可或缺的重要环节，智能化高压开关柜在电力设备的控制和保护方面有着不可忽视的作用。因为传统的高压开关柜相较于智能化高压开关柜具有功能结构比较简单、电流测量精度低、与微机接口兼容性比较差且过度依赖人工进行巡检工作的不足之处，其已经不能完全满足智能化电网发展的需求，为了完善我国的电网系统建设，需要尽快普及智能化高压开关柜，为国家电力系统建设添砖加瓦。文中从智能化高压开关柜的结构、功能、数据融合技术等多方面着手深入探析智能化高压开关柜监控与故障诊断技术。
关键词：高压开关柜；智能化；监控系统；故障诊断
引言：
智能化高压开关柜的监控和故障诊断技术作用是当电力系统在运行过程中出现安全隐患或发生故障时，高压开关柜会立即发出断电指令，对区域的电网系统进行断电处理，以保护整个电力系统的安全，并为电力巡护人员营造安全的检修环境，充分体现了其在安全保护和安全防范方面的功用，进而全面保障电力系统的稳定运营。
1 绪论
1.1 传统高压开关柜基本类型及其结构
传统的高压开关柜可分为固定式与手车式两种类型，一般地，使用避免电气误操作的闭锁装置的高压开关柜都是固定式的，闭锁装置的作用主要是为了避免因误分误合断路器，带接地线合隔离开关，带负荷拉、合隔离开关、带点挂接地线等因素造成一定的危害，避免因人员误入带电间隔而对人产生危害。固定式的高压开关柜由母线、母线隔离开关、少油断路器、电缆和操动机构等组成。而手车式高压开关柜可以通过拉出和推入开关柜便捷地进行供电和断电操作，能够在任意时刻对电力系统进行巡护工作。
1.2 智能化高压开关柜的思路
因为当今社会居民对生产生活要求的升高及新型工业的发展，所以对电力的需求日益增加，对国家电网系统的规模及发展和对供电系统的稳定性、安全性的要求也随之提高。因此，人们对高压开关柜的要求也就随之提升，尤其是当电网自动化系统缺少人员巡护时，此时对电力开关及高压开关柜的运营情况需要进行严格的监控，以避免事故的发生，保证电力系统可以正常运营，为了提高监控的效率，需要研发一种既可以实现传统高压开关柜的基本功能要求又兼具利用电子信息技术可进行自我检查、可进行电网安全隐患排查、可自控的智能化高压开关柜，以满足输配电自动化的需求。
2 智能化高压开关柜监控设计方案
2.1 智能化高压开关柜功能
通过分析智能化高压开关柜相应项目的需求和工作环境，智能化高压开关柜需要有下面这些功能。要求其可以对断路器、隔离开关进行在线检测工作，也能够对母线电压、电流、功率因数、无功功率、有功功率等电力系统的基本要素进行在线测量工作，通过对高压开关柜的控制可以使真空断路器实现合闸和分闸的功能，实现对电网系统的实时监控工作。另外其还需要具备故障诊断后的语音报警功能，提醒相关人员进行检修工作，以提高电力系统的安全性。智能化高压开关柜还应该具备测量母线温度、湿度、真空度测量的作用，以减少天气对母线的影响。其还需要具备记忆故障、数据通信和微机“五防”闭锁控制的功能，以达到及时锁定发生故障位置，减少工人排查事故发生处的工作量，及时停止供电以保证线路的安全。
2.2 变电所监控系统
2.2.1 现场总线控制技术
现场总线控制技术（3C技术即计算机、控制、通讯），其主要指从工艺层发展到工艺设备现场的技术，与DCS系统相比，其具有通信数字化、开放性好、可操作性强、一对多结构和分散全面的特点。
2.2.2 变电所监控系统组成
变电所监控系统的主要作用包括实时监控智能通讯接口、监控主机等设备、测控现场设备间隔层并对智能装置实施“一体化”保护工作。
3 数据融和技术在智能化高压开关柜故障诊断中的应用
因为数据融合技术可以提高系统的可靠性和稳定性，扩大时间和空间的观测距离，提高数据的可靠性，提高系统的分辨率，因此其在智能开关柜故障诊断技术中得到了广泛的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.1 数据融合技术
（1）数据融合的定义：它不仅可以充分使用在不同的时间和空间的丰富的信息资源，而且可以使用计算机技术来分析和观察多传感器信息，进一步了解其决策和任务，使系统更加完善，提高系统性能。
（2）数据融合原理：它的原理是将多传感器拥有的资源得到充分的运用，发挥其最大作用，并在空间或时间中，根据特定的标准的对多个传感器的冗余或补充信息进行多种排列组合，以获得待测对象的一致性的描述。
（3）数据融合系统结构：其主要有四种不同的形式，分别为串行，并行，串并联混合型以及网络型。
3.2 基于数据融和技术的故障诊断的实现
3.2.1 层次诊断原理
因为被诊断的对象有层次方面的特征所以其比较容易区分，因此能够直接对被诊断对象的结构、功能以及故障产生的因素等多方面的信息进行分析。高压开关柜的故障诊断主要体现电力系统有关机电的方面。
3.2.2 诊断过程
文章中的有关电压，电流，总线温度，断路器位置和介质损耗的传感器的主要用途是用于监控高压开关柜的状态，并作出一定的判断。
4 抗干扰技术
4.1 电磁干扰和电磁兼容术语
由于外界因素的影响，电磁干扰会产生干扰源，对所发出的信号造成大规模的损害，严重影响智能高压开关柜的工作。在对敏感设备的传输过程中，电磁干扰产生的电磁能量受一定传播路径的影响，敏感器件进一步形成某种形式的“响应”，产生干扰“效应”，这种效应及其结果被定义为电磁干扰效应。如果结果达到非常严重的程度，就会导致设备或系统损坏、发生严重故障或事故，即为电磁兼容故障。
4.2 电磁干扰概述
4.2.1 电磁干扰的分类
电磁干扰可以从传播途径、干扰源性质和频带三个方面进行分类。
从电磁干扰的传播途径的角度分类其可分为两种，分别为传导干扰和辐射干扰，而从干扰源的本质的角度可以分为两种类型的自然干扰和人为干扰，如果按照频带的分类，它可以分为窄带干扰和宽带干扰。
4.2.2 电磁干扰的三要素
通过深入探索和分析发现，基本所有产生的电磁干扰都是因为电磁干扰源和干扰能量接收器以及对二者进行传输的传输通道三个要素进行组合而造成的。
4.3 抑制电磁干扰的措施
为了提高高压开关柜的抗电磁干扰能力，还要对抗干扰措施进行深入探析，针对不同方面的问题选择不同的方法进行解决。采用滤波技术可以使用滤波器等介质对高频信号进行过滤，进而确保低频信号能够通过。采用屏蔽技术可以通过阻碍辐射电磁噪音传播的方法，抑制电磁噪音传播的空间。从系统的电源方面出发通过确保单片机的安全运行可以合理的提高电源系统的供电质量。印刷电路板的抗干扰还可以用改变电源线和地线的布置方式的方法去阻抗噪声。
另外还可以通过光电隔离、信号线间窜扰等多种方式加以抑制，其实还可以从软件方面入手进行抗干扰处理，该方法主要用于对系统的干扰能快速使恢复系统正常，同时也能通过排除的方法减少信号干扰的影响。
5 结语
通过对智能高压开关柜监控装置及其故障诊断技术的深入分析和比较，得出以下结论，希望可以供相关行业参考。智能高压开关可以利用数据融合技术处理高压开关柜的电气故障，保证电力系统的可靠运行、进行实时监控和保护。还可以用微机“五防”锁控装置替换旧机械“五防”和电气“五防”，这样既可以保障用电和供电的安全，又可以避免触电事故和设备损坏等事故的发生。此外，还可以改变其硬件设施和软件程序，达到抑制电磁干扰和传导干扰的效果。
参考文献：
[1]景皓，庞先海，张智远，李晓峰.高压开关柜内绝缘隔板放电原因分析及防范措施[J].河北电力技术，2018，37（05）：42-45.
[2]郑家建.高压开关柜停电检修试验与带电检测试验的对比初探[J].科技创新与应用，2018（29）：62-63.
[3]洪露，禇雨，刘金龙.新型高压开关柜智能操控装置的应用研究[J].计算机产品与流通，2017（09）：133+193.
[4]周华东，李晶，周电波，白吉昌.基于智能视频分析技术的高压开关柜隐患预警与故障诊断方法[J].四川电力技术，2015，38（01）：36-39+94.
[5]罗运虎.智能化高压开关柜监控与故障诊断技术的研究[D].山东科技大学，2003.
论文作者:孟祥军1，2，3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：开关柜论文; 高压论文; 技术论文; 干扰论文; 故障诊断论文; 电磁干扰论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第34期论文;